第1章微型计算机基础

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1、第1章微型计算机基础本章重难点◆了解计算机、微型计算机和微处理器的发展过程◆了解数制及不同数制相互转换的规律◆重点掌握微处理器、微型计算机和微型机系统的组成◆重点掌握微型计算机的基本结构及工作过程1.1.1计算机的发展第一代：1946～1958年，称之为电子管时代。这个时代的计算机采用电子管和继电器作为主要器件，使用机器语言和符号语言编程。主流产品是IBM700系列计算机。第二代：1959～1964年，称之为晶体管时代。这个时代的计算机采用晶体管作为主要器件，用磁鼓和磁芯等磁性材料为存储体；使用汇编语言和高级语

2、言编写程序。主流产品是IBM7000系列计算机。第三代：1965～1970年，称之为集成电路时代。这个时代的计算机采用中、小规模集成电路（MSISSI）作为主要器件，使用汇编语言和高级语言编写程序，诞生了计算机专用操作系统。这个时代的主流产品是IBM公司的System/360系列计算机。第四代：1971～至今，称之为大规模和超大规模集成电路时代。这个时代的计算机采用大规模集成电路（LargeScaleIntegration,LSI）和超大规模集成电路（VeryLargeScaleIntegratedcircu

3、its,VLSI）为主要元件，存储系统采用半导体存储器。在这个时期诞生了微型机。从1971年至今，每隔几年就会有一代微型机出现。未来的计算机将沿着巨型化、微型化、智能化和网络化的方向发展。1.1微型计算机概述1.1.2微型计算机的发展年代比较指标项第一代第二代第三代第四代第五（六）代1971~19731973~19771978~19801981~19891990~至今CPUIntel40044040Intel8085Moto6800/2ZilogZ-80Intel8086Moto68000ZilogZ-8000

4、Intel80386Moto68020ZilogZ-80000IntelPentiumPentiumII、III、ⅣAMDK6/K7字长(bit)48163232集成度（T/片）1000~200035000~900020000~700001×105~1×1063×106~8×106工作频率（MHZ）0.5~1.02.0~4.04.0~8.010.0~100.0100.0~1000.0数据总线宽度4位8位16位32位64位（CPU外）地址总线宽度4~14位16位20~24位32位36位内存容量≤16KB实存≤64

5、KB实存≤1MB实存≤4GB实存≤64TB虚存≤64GB实存≤64TB虚存指令执行时间(μs)10~201~20.50.1≤0.01制造工艺&软件水平PMOS工艺机器语言汇编语言NMOS工艺S-100总线汇编语言高级语言操作系统CMOS工艺IBMPC/XT、STD总线汇编语言高级语言操作系统DOSCHMOS工艺ISA、EISA、VESA总线汇编语言高级语言操作系统DOSWINDOWS3.X）BiCMOS工艺PCI总线。汇编语言高级语言操作系统WINDOWS98、NT、2000、XP1.1.3计算机的分类按计算机

6、中信息表示和处理方式的不同进行分类电子数字计算机和电子模拟计算机按计算机的系统规模、性能和处理速度进行分类巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机按计算机的应用范围分类通用计算机和专用计算机按指令流和数据流的Flynn分类单指令流单数据流SISD(SingleInstructionStreamSingleDatastream)多指令流单数据流MISD(MultipleInstructionStreamSingleDataStream)单指令流多数据流SIMD((SingleInstructionStreamMul

7、tipleDataStream)多指令流多数据流MIMD(MultipleInstructionStreamMultipleDataStream)1.1.4微型计算机的分类按系统的组装方式分类多板机、单板机、单片机、位片机按内存储器的组成分类普林斯顿计算机、哈佛计算机按微处理器的位数分类4位、8位、16位、32位和64位1.2微型计算机系统无论是简单的单片机或单板机，还是较复杂的多板计算机（PC机）系统，从硬件体系结构都是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。其中运算器（ALU）和控制器组成

8、了中央处理器（CPU），运算器、控制器和存储器合称为主机，输入设备和输出设备包括了计算机系统的所有外围设备。微型计算机的结构微处理器微处理器是组成微机系统的核心部件。其中的控制器负责产生执行指令所需的各种控制信号，用于协调和控制各部件间有序地工作。其中的运算器负责执行各种操作和运算，它在控制器的控制下完成各种算术运算（如加、减、乘、除等）和逻辑运算（如与、或、非、异或等）。存储器数据和