第01章 微型计算机概论

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1、微机原理黄文生常州工学院电子电子信息与电气工程系第一章计算机概论1.1微型计算机系统的基本术语1、微处理器(MPU)：又称微处理机,是微型计算机的核心部件。包括算术逻辑部件ALU、控制部件CU和寄存器组R3个基本部分和内部总线2、微型计算机：以微处理器为核心，由大规模集成电路制作的存储器M、I/O接口和系统总线3、微型计算机系统：以微型计算机为核心，再配以相应的外围设备、电源、辅助电路和控制4、接口：是微处理器与I/O的连接电路，是CPU与外界进行信息交换的中转站1.2微型计算机系统的发展与分类1.2.1微型计算机系统的发

2、展一、计算机的发展第一代电子计算机称为电子管计算机。第二代计算机称为晶体管计算机，其主要逻辑元件采用的是晶体管。第三代计算机的内存储器采用了半导体存储器，可靠性和存取速度有了明显的改善。第四代计算机以采用大规模和超大规模集成电路为标志。关于第五代计算机人们正在进行着多方面的探索。二、微型计算机的发展第一阶段（1971~1973）：典型的微型机以Intel4004和Intel4040为基础。微处理器和存储器采用PMOS工艺，工作速度很慢。微处理器的指令系统不完整；存储器的容量很小，只有几百字节；没有操作系统，只有汇编语言。主

3、要用于工业仪表、过程控制或计算器中。第二阶段（1974~1977）：以8位微处理器为基础，典型的微处理器有Intel8080/8085、Zilog公司的Z80及Motorola公司的6800。微处理器采用高密度MOS（HMOS）工艺，具有较完整的指令系统和较强的功能。存储器容量达64KB，配有荧光屏显示器、键盘、软盘驱动器等设备，构成了独立的台式计算机。配有简单的操作系统（如CP/M）和高级语言。第三阶段（1978~1981）：以16位和准32位微处理器为基础，如Intel公司的8086、Motorola的68000和Zi

4、log的Z8000。微处理器采用短沟道高性能NMOS工艺。在体系结构方面吸纳了传统小型机甚至大型机的设计思想，如虚拟存储和存储保护。第四阶段（20世纪80年代）：80年代初，IBM公司推出开放式的IBMPC，这是微型机发展史上的一个重要里程碑。IBMPC采用Intel80x86（当时为8086/8088、80286、80386）微处理器和Microsoft公司的MSDOS操作系统并公布了IBMPC的总线设计。第五阶段（20世纪90年代开始）：RISC（精简指令集计算机）技术的问世使微型机的体系结构发生了重大变革。返回本节三

5、、微型计算机系统的发展伴随着计算机硬件基础和软件技术一同发展1.2.2微型计算机的分类字长：CPU一次能处理的数据宽度，与ALU的位数和内部数据线的宽度有关。按字长分类：1位机4位机8位机16位机32位机64位机1.2.2微型计算机的分类还可分为：单片机单板机个人计算机多用户系统微型机网络1.3微型计算机的系统组成计算机系统是一个复杂的工作系统，它由硬件系统和软件系统组成。所谓计算机的硬件系统，通俗地说就是构成计算机的看得见摸得着的部件，即构成计算机的硬设备。例如：计算机的主机、显示器、键盘、磁盘驱动器等。1.3.1软件系

6、统图1-1计算机系统组成返回本节冯·诺依曼结构：由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成数据和程序以二进制代码的形式不加区别地存放在存储器中，存放位置由地址指定，地址码也是二进制形式控制器根据存放在存储器中的指令序列（即程序）工作，并由一个程序计数器（PC）控制指令的执行。控制器具有判断能力，能够根据计算结果选择不同的动作流程1.3.2硬件系统1.3.2微机硬件系统结构基础微型计算机的硬件组成部分主要有微处理器（CPU）、存储器、I/O设备和系统总线。见图1-2所示。系统总线包括地址总线AB、数据总线DB和

7、控制总线CB组成。在微机中，各功能部件之间通过系统总线相连，这使得各个部件的之间的相互关系变为面向系统总线的单一关系。一个部件只要满足总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统中。微型计算机的功能模块1.9计算机的运算基础1.9.1二进制1.9.2二进制与十进制的互化1.9.3八进制和十六进制1.9.4有符号数的表示方法1.9.5定点数与浮点数1.9.6计算机中的编码返回本章首页1.9.1二进制在二进制计数系统中，表示数据的数字符号只有两个，即0和1；大于1的数就需要两位或更多位来表示；以小数点为界向前诸位的位权依次是2

8、0，21，22，…，向后依次为2-1，2-2，2-3，…；一个二进制数也可以通过各位数字与其位权之积的和来计算其大小。返回本节1.9.2二进制与十进制的互化一个二进制的数向十进制转化十分简单，只要把它按位权展开相加即可。例如：(1011)2=1×23+0×22+1×21+1×20=(11)10十进制数转