微机原理与接口技术_1章

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1、微机原理与接口技术7/20/2021为什么要学习本课程?掌握一门新技术,拓宽自己的知识面掌握微型计算机的基本原理、结构和编程技术掌握微型计算机各种接口的工作原理及应用；通过学习，培养各种接口的使用、分析、设计能力。微机已广泛用于科学计算信息处理计算机控制智能仪器计算机通信家用电器辅助设计和制造(CAD/CAM)作为专业基础课且专业课,为后续课作准备(嵌入式控制系统、单片机原理及应用……)7/20/20212微机原理课程学习内容是一门研究微型计算机的基本工作原理以及微型计算机接口技术（如中断控制接口、定时/计数控制接口、DMA控制接口、并行/串行通信接口、模拟接口等）的

2、课程。微机原理课程学习目的通过该课程的学习，应能掌握微型计算机系统的硬件基本知识及应用实验技能，具有一定的微机应用系统的系统分析能力，并且也为后继课程的学习，打下微型机系统硬件方面的基础知识。7/20/20213内容提要微型计算机的发展概况微型计算机的特点和应用微型计算机系统简介课程框架结构、学习特点和参考书第一章绪论11:084§1-1微型计算机的发展概况1946年电子计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator）在美国（宾夕法尼亚大学）诞生。一、计算机的发展简史它装有18800个电子管、7万个电阻器。1万个电容器和60

3、00个开关，重达30吨，占地面积150多平方米，耗电150千瓦。§1-1微型计算机的发展概况——计算机的发展简史1944年，HowardHAiken(1900-1973)研制出了全电子计算器，为美国海军绘制弹道图，该机简称MarkI。运算速度1次/3～5秒，通过电磁信号移动机械部件完成，用于专门领域做基本算术运算。11:085§1-1微型计算机的发展概况——计算机的发展简史第一代计算机：电子管计算机1946年以电子管为逻辑元件操作指令为特定任务而编制，各不相同的机器语言，功能受限，速度慢；使用真空管和磁鼓储存数据；可完成5000次/秒的加法运算，比MARKI快几千倍；计算机发展经

4、历四代:第二代计算机：晶体管计算机1958年以晶体管为逻辑元件降低了成本和体积；提高了运算速度；第三代计算机：集成电路计算机1965年以中、小规模集成电路为逻辑元件体积进一步缩小；配有各类操作系统，性能极大提高；第四代计算机：大规模集成电路计算机1970年以超大规模集成电路为逻辑元件微型机代表；1971年，第一台微型计算机诞生第五代计算机：智能计算机（非冯·诺依曼机）人工智能、神经网络；运算理论及系统结构的变革；11:086第一代计算机的特点：操作指令是为特定任务而编制的，每种机器有不同的机器语言，功能受限，速度慢。使用真空管和磁鼓储存数据。主要元件：18,800个电子管，70,

5、000个电阻，500万个焊接点。其他：重30吨，占地150m2，耗电150kw，5000次/秒的加法运算。§1-1微型计算机的发展概况——计算机的发展简史11:087第二代计算机的特点：与电子管相比、晶体管具有体积小、重量轻、寿命长。效率高、功耗低等特点，并把计算速度从每秒几千次提高到几十万次。晶体管计算机，降低成本和体积，提高了运算速度。高级语言（Fortran，Cobol）的出现，使计算机从原来的“科学计算”扩展到“数据处理、过程控制”。§1-1微型计算机的发展概况——计算机的发展简史11:088第三代计算机的特点：与晶体管相比，集成电路的体积更小，功耗更低，可靠性更高，第三

6、代计算机由于采用了集成电路，计算速度从几十万次提高到上千万次，体积大大缩小，价格也不断下降。进一步缩小体积，配上各类操作系统，性能大大提高。出现了交互式语言Basic、结构化程序设计方法。§1-1微型计算机的发展概况——计算机的发展简史11:089第四代计算机的特点：大规模集成电路（LSI）计算机，降低成本和体积，提高了运算速度。在实现微型化的同时，还实现了巨型化计算机网络、分布式处理技术、数据库管理等。微型计算机是第四代计算机的典型代表。1971年，出现微型计算机§1-1微型计算机的发展概况——计算机的发展简史11:0810二、微型计算机的发展第一代微处理器：1971年（4位和

7、8位微处理器）计算机发展经历五代。第二代微处理器：1973年（8位微处理器）第三代微处理器：1978年（16位微处理器）第四代微处理器：1983年（32位微处理器）第五代微处理器：1983年（64位微处理器）§1-1微型计算机的发展概况——微型计算机的发展11:0811第一代微处理器：1971年（4位和8位微处理器）典型产品：Intel4004（71年，4位微处理器），Intel8008（72年，8位微处理器）特点：工艺：PMOS集成度：2000只晶体管／片时钟频率：小于lMHz