《微机系统结构与组成 》课件.ppt

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1、第1章微机系统结构与组成1.1微机发展的历史·第一台微机发明人爱德华·罗伯茨（E.Roberts）。·Altair8800（牛郎星）计算机包括：一个Intel8080处理器、256字节的存储器（后来增加为4KB）、一个电源、一个机箱和有大量开关和显示灯的面板。Altair8800微机的设计思想：（1）微型化的设计方法（2）OEM的生产方式（3）开放式的设计思想（4）微机软件地开发第一台PC机的诞生1981年8月12日，IBM公司推出16位个人计算机IBMPC5150这台微机采用英特尔公司的8088作为CPU，工作频率为4.77MHz，内

2、存为16KB，一个160KB@5.25英寸的软盘驱动器一个11.5英寸的单色显示器，没有硬盘，操作系统为微软公司的DOS1.0，微机价格为3045美元。1.2微机的类型按微机应用范围分类：对于X86系列微机，如果从应用范围分类，可以分为：台式微机、笔记本微机、PC服务器、平板微机、工业控制微机等。工业控制PC1.3微机工作原理冯·诺伊曼计算机模型主要包括：输入设备、输出设备、存储器、控制器、运算器五大部分。冯·诺伊曼关于计算机的理论：·计算机模型由控制器、运算器、存储器、输入、输出组成。·指令和数据都存储在存储器内，可以按地址进行查找。

3、·指令由操作码和地址码组成。·指令在存储器中一般按顺序存放。·通常指令是按时序执行的，也可以改变执行顺序。·指令和数据均以二进制码表示。·计算机以控制器和运算器为中心。从软件运行层次来看，冯·诺伊曼计算机模型是一台指令执行机器。1.4微机系统结构·微机结构（Architecture）指微机系统的逻辑设计方案。·微机组成（Organization）指微机硬件的物理设计方案。微机系统的“1-3-5-7”结构：·1个CPU：Pentium4·3大芯片：北桥芯片、南桥芯片、BIOS芯片·5大接口：IDE、SATA、SIO、LAN、AC97·7大

4、总线：FSB、MB、AGP、IHA、PCI、LPC、USB1.5微机基本组成1.6微机的主要技术指标微机的主要技术指标有：（1）性能指标微机的性能主要取决于微机的速度与容量。微机运行速度越快，在某一时间片内处理的数据就越多，微机的性能也就越好。（2）功能指标微机的功能指它提供服务的类型。如3D图形、多媒体、网络、无线通信等功能。（3）可靠性指标（4）兼容性指标微机技术指标的好坏由硬件和软件两方面因素决定。微机中的频率·时钟信号由一系列脉冲信号构成，脉冲信号是一个按一定电压幅度，一定时间间隔连续发出的电平信号，它周期性的在0和1之间变化。

5、·时钟周期是微机操作的最小时间单位，微机绝大部分操作都以时钟周期为基准。微机将时钟的边沿作为执行指令的基准，时钟频率越高，边沿数越多，微机工作速度越快。·晶振为主板上的元件提供原始的时钟频率信号，然后这些脉冲信号被输入到时钟频率发生器芯片，由钟频率发生器输出微机需要的各种工作频率。前端总线频率前端总线频率往往是指前端总线数据传输频率，而不是指前端总线的时钟频率（外频）。CPU工作频率与倍频·CPU工作频率也称为“主频”，它是衡量微机性能的一个重要指标。·总线时钟频率输入到CPU内部后，在CPU内部还有一个频率更高的时钟频率发生器，它对输

6、入的时钟信号再进行分频处理。按一定比例提高输人时钟信号的频率，得到CPU的工作频率。·提高时钟频率的比例系数称为倍频系数或简称为“倍频”，它可以由用户在微机的BIOS参数设置里进行调整。CPU工作频率=总线时钟频率×倍频系数讨论1讨论“OEM”生产方式的优点和缺点。2讨论苹果微机成功与失败的经验。3讨论嵌入式系统对微机今后发展的影响。4是什么原因造成了“微机”这一概念非常含糊?5讨论“哈佛结构”的特点。6讨论微机技术在今后5年内的重点发展方向。7微机中为什么需要时钟频率信号。8讨论微机控制中心结构在维修工作中的应用。【本章结束】