概述微型计算机基础ppt课件.ppt

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1、第1章绪论1.1概述1.2计算机中的数据表示与编码1.3微型计算机的逻辑电路基础1.4微型计算机基本结构与工作原理1.5例题解析第1章绪论1.1概述计算机系统是一个由硬件、软件组成的复杂的电子装置，它能够存储程序和原始数据、中间结果和最终运算结果，并自动完成运算，是一种能对各种数字化信息进行处理的“信息处理机”。目前人们所说的计算机都是指电子数字计算机，曾经出现过的机械的、模拟的计算机已经逐渐消失。利用计算机不仅能够完成数学运算，而且还可以进行逻辑运算，同时还具有推理判断的能力。因此，人们又称它为“电脑”。现在，科学家们正在研究具有“思维能力”的智能计

2、算机。随着科学技术的发展，人们对计算机能力的认识也在不断地深入。1.1.1微型计算机及其发展概况1946年，世界上出现第一台数字式电子计算机ENIAC（电子数据积分器）发展到以大规模集成电路为主要部件的第四代，产生了微型计算机1971年，Intel公司设计了世界上第一个微处理器芯片Intel4004，开创了一个全新的计算机时代微型计算机微处理器（Microprocessor），简称µP或MP，是由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器的中央处理机部件，即CPU（CertalProcessingUnit）。微处理器本身并不等于微型计算机，它仅仅

3、是微型计算机中央处理器，有时为了区别大、中、小型中央处理器（CPU）与微处理器，把前者称为CPU，后者称为MPU（MicroprocessingUnit）。微型计算机（Microcomputer），简称µC或MC，是指以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制作的存储器、输入/输出接口电路及系统总线所组成的计算机微型计算机系统（MicrocomputerSystem），简称µCS或MCS，是指以微型计算机为中心，以相应的外围设备、电源、辅助电路以及控制微型计算机工作的系统软件所构成的计算机系统。微型计算机微型计算机系统算术逻辑部件内部总线累加器、寄存器控

4、制部件微处理器存储器（ROM/RAM）输入/输出接口系统总线微型计算机外围设备系统软件微型计算机系统2.微型计算机系统的主要性能指标⑴字长⑵内存容量⑶指令系统⑷运算速度⑸容许配置的外设数量⑹系统软件的配置⑴字长位“bit”:计算机内部数据存储的最小单位，又称为“比特”，用b表示字节“Byte”:是计算机中数据处理的基本单位，用B表示。一个字节由８个二进制位构成。字“word”：由一个或多个字节组成。如１６位机，字长为１６，字由２个字节组成字长：是由微处理器内部一次可以并行处理二进制代码的位数决定的。它与ＣＰＵ内部寄存器以及ＣＰＵ内部数据总线宽度一致。”

5、准１６位”芯片指cpu内部数据总线为１６位，芯片外部数据引脚为８位。字长字长是CPU内部一次能并行处理二进制数码的位数，字长取决于CPU内部寄存器、运算器和数据总线的位数。字长越长，一个字所能表示数据的精度就越高，处理速度也加快。⑵内存容量以字节为单位，用Ｂ、ＫＢ、ＭＢ、ＧＢ来度量。１ＫＢ、１ＭＢ、１ＧＢ⑶指令系统指令:操作码操作数指令系统程序3.微型计算机的发展简史(自看)第1代：4位和低档8位微机I4004→I4040→I8008第2代：中高档8位微机M6800、I8080、Z80、I8085Apple-II微机、MCS-48、MCS-51系列第3

6、代：16位微机M68000、Z8000I8086/8088→80286，IBMPC系列机第4代：32位微机I80386→80486→Pentium→PentiumII→PentiumIII→Pentium4第5代：64位微机Titanium、64位RISC微处理器芯片4.微型计算机中的三种总线结构微型计算机体系结构分为三种，分别称为单总线结构、双总线结构和双重总线结构，如图1-3所示。图1-3(a)是单总线结构微机的框图，实际上是图1.1的简化描述，在这种结构的微机中，存储器与I/O接口共享同一信息通路，CPU对存储器和I/O接口只能分时进行读写操作，

7、显然，传输信息的效率低，一般中低档微机都采用这种结构，但它具有结构简单、成本低廉和容易实现等优点。图1-3(b)是双总线结构微机的框图，CPU和存储器、CPU及I/O接口各有一种总线，分别称谓存储器总线和I/O总线，在这两种总线上可以同时传输信息，因而提高了系统传输信息的速率，有些高档微机采用了这种系统结构。图1-3(c)是双重总线结构微机的组成框图，目前各种高档微机都采用这种双重总线结构。主CPU既可通过局部总线访问局部存储器和局部I/O接口，也可以通过全局总线访问全局存储器与全局I/O接口，因而实现了双重总线上的并行操作，相当于提高了总线的带宽，从

8、而大大提高了系统传输信息与处理数据的速度。5.微型计算机的新技术⑴流水线技术⑵芯片上存储管理技