微机原理课件第一章.ppt

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1、第1章微型计算机系统微型计算机原理及应用2009年第1章微型计算机系统1.1微处理器发展1.1.1微处理器历史1.1.2Intel80x86系列微处理器1.2微型计算机组成1.2.1微型计算机结构1.2.2个人微机结构1.1-0什么是微型计算机微型计算机（Microcomputer）采用微处理器为核心构造的计算机微处理器（Microprocessor）一块大规模集成电路芯片微型机的运算和控制核心中央处理单元（CPU：CentralProcessingUnit）相对来说，微机性能、价格、体积较小工作学

2、习中使用的个人微机生产生活中运用的各种智能化电子设备微处理器的基本性能指标字长微处理器每个时间单位处理的二进制数据位数例如一次进行运算、传输的位数时钟频率微处理器的处理速度反映微处理器的基本时间单位集成度表明微处理器的生产工艺水平常用芯片上集成的晶体管数量来表达1.1.1-1通用微处理器4位微处理器1971年，Intel4004，第一个微处理器8位微处理器M6800、Z80和Intel8080/8085Apple公司苹果机16位微处理器Intel8086/808816位个人计算机（PC：Person

3、alComputer）32位微处理器80386，80486，Pentium～Pentium432位PC机，APPLE公司的Macintosh机64位微处理器1.1.1-2专用微处理器单片机（微控制器，嵌入式控制器，MCU）Intel的MCS-48，MCS-51，MCS-96/98系列Freescale、Philips、AtemlMicrochipTechnology公司的PIC系列数字信号处理器（DSP）专注于数字信号的高速处理美国德州仪器TI公司TMS320各代产品主要应用于通信、消费类电子产品和

4、计算机主要应用形式：嵌入式系统IP级结构(SoC)，芯片级结构(最常见)，模块级结构(80x86微处理器构成的计算机模块嵌入应用系统)1.1.2-180861978年16位结构微处理器：数据总线为16位主存容量1MB：地址总线为20位时钟频率5MHz（IBMPC使用4.77MHz）准16位微处理器8088：外部数据总线为8位IBMPC和PC/XT机使用Intel8088CPU处理器总线（Bus）微处理器的对外引脚（Pin）数据、地址和控制三组信号电源和地线处理器总线数据总线（DB：DataBus）处

5、理器与存储器或外设交换信息的通道个数（条数）是一次能够传送数据的二进制位数地址总线（AB：AddressBus）指定存储器或外设的具体单元个数反映访问的主存储器容量或外设范围控制总线（CB：ControlBus）控制处理器数据传送等操作一个信号两种状态（高或低）两种编码（1或0）N：2N地址就是号码1.1.2-2802861982年16位数据总线，24位地址总线（16MB主存）实方式（RealMode）与8086工作方式一样保护方式（ProtectedMode）提供存储管理、保护机制和多任务管理的硬

6、件支持IBMPC/AT机使用Intel80286CPU1KB＝210B＝1024B1MB＝220B＝1024KB1GB＝230B＝1024MB20：22024：22432：2321.1.2-3803861985年32位结构数据总线32位，地址总线32位，可寻址4GB主存虚拟8086方式（Virtual8086Mode）保护方式下的8086工作方式系统管理方式（SystemManagementMode）低功耗节能状态英特尔32位结构：IA-32（IntelArchitecture-32）IA-32微处

7、理器：80386，80486，Pentium系列1.1.2-4804861989年80486＝80386＋80387＋8KBCache浮点处理单元FPU8086/8088：8087，80286：80287，80386：80387高速缓冲存储器Cache微处理器与主存之间速度很快但容量较小的存储器用于提高整个存储器系统的存取速度复杂指令集计算机CISC融合精简指令集计算机RISC的技术特点，例如：指令流水线指令执行划分成多个步骤在多个部件中独立地进行多条指令可以在不同的执行阶段同时进行1.1.2-5P

8、entium1993年俗称的80586微处理器，奔腾微处理器32位结构，连接主存的外部数据总线却是64位超标量（Superscalar）技术具有可以并行工作的2条整数处理流水线，可以达到每个时钟周期执行2条指令双路高速缓冲结构8KB代码高速缓冲存储器8KB数据高速缓冲存储器1.1.2-6PentiumPro1995年原称P6，中文名称为“高能奔腾”两个芯片组成CPU＋一级（L1）Cache（8KB代码和8KB数据）二级（L2）Cache（256KB或512KB）扩展的