第01章 微型计算机系统概述(1.1-1.5)

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1、微机原理及接口技术主讲人:张弛联系电话：13833139380E-mail：zhchi@hebust.edu.cn课程介绍：“微机原理”＋“接口技术”“微机原理”是微型计算机的原理；“接口技术”是微型计算机、单片机、单板机等的接口技术。两本教材，64学时，三个实验。学时分配：30（微原）＋28（接口）＋6（实验）考试比重：30%（微原）＋70%（接口）需要注意：本门课程不同于“计算机文化基础”枯燥、郁闷。如何学好？不求甚解、咬牙坚持1.1计算机的发展历史第1章微型计算机概述1.2计算机的基本结构和工作原理1.3微型计算机的基本概念1

2、.5微型计算机的特点及应用1.4微型计算机系统的组成1.6计算机中数据的表示和编码1.1计算机的发展历史1．第一台电子计算机1946年2月，美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台数字式电子计算机：“埃尼阿克”（ENIAC，即ElectronicNumericalIntegratorandCalculator，电子数字积分计算机）。重量30吨，占地170平方米，每小时耗电150千瓦，价值约40万美元。采用18000只电子管，70000个电阻，10000支电容，研制时间近三年，运算速度为每秒5000次加减法运算。ENIAC的不足：运算速度慢、

3、存储容量小、全部指令没有存放在存储器中、机器操作复杂、稳定性差。2．冯·诺依曼结构计算机1946年6月，美籍匈牙利科学家冯·诺依曼（JohnVonNeumann）提出了“存储程序”的计算机设计方案。其特点是：采用二进制数形式表示数据和计算机指令。指令和数据存储在计算机内部存储器中，能自动依次执行指令。由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机硬件。工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”。按照这一原理设计的计算机称为冯·诺依曼型计算机。冯·诺依曼提出的体系结构奠定了现代计算机结构理论的基础，被誉为计算机发展史上的里

4、程碑。3．按逻辑部件化分的计算机发展阶段按电子部件的演变经历了四代：（1）第一代（1946年~1958年）：电子管计算机特点：体积大、耗电多、运算速度慢，存储容量小。（2）第二代（1959年~1964年）：晶体管计算机特点：体积减小，重量轻、省电、寿命长、可靠性提高，运算速度可达每秒百万次。（3）第三代（1965年~1970年）：中小规模集成电路计算机特点：存储容量1~4兆字节。运算速度每秒几百万至千万次，可靠性有较大提高，体积进一步缩小，成本进一步降低，出现了向大型化和小型化发展的趋势。（4）第四代（1971年-）：大规模和超大规模集

5、成电路计算机大规模集成电路使计算机发生了巨大的变化，半导体存储器的集成度越来越高。Intel公司推出了微处理器，诞生了微型计算机，使计算机的存储容量、运算速度、可靠性、性能价格比等方面都比上一代计算机有较大突破。4．计算机按体积、性能和价格分类巨型机、大型机、中型机、小型机和微型计算机1.2计算机的基本结构和工作原理1.2.1计算机的基本结构各部分的主要功能：（1）输入设备：用于输入原始信息和处理信息的程序。如键盘、鼠标器和扫描仪等。（2）输出设备：用来输出计算机的处理结果及程序清单。如显示器和打印机。（3）存储器：用来存放程序和数据。

6、在控制器的控制下，可与输入设备、输出设备、运算器、控制器交换信息，是计算机中各种信息存储和交流的中心。（4）运算器：用来对信息及数据进行处理和计算。也称为算术逻辑部件ALU（ArithmeticandLogicUnit）。（5）控制器：是整个计算机的指挥中心，用来指挥计算机各部件的操作，使其协调一致地工作。计算机中的两类信息：一类是采用双线表示的数据信息流，它包括原始数据、中间结果、计算结果和程序中的指令；另一类是采用单线表示的控制信息流，它是控制器发出的各种操作命令。各部分的主要功能：（1）输入设备：用于输入原始信息和处理信息的程序。

7、如键盘、鼠标器和扫描仪等。（2）输出设备：用来输出计算机的处理结果及程序清单。如显示器和打印机。（3）存储器：用来存放程序和数据。在控制器的控制下，可与输入设备、输出设备、运算器、控制器交换信息，是计算机中各种信息存储和交流的中心。（4）运算器：用来对信息及数据进行处理和计算。也称为算术逻辑部件ALU（ArithmeticandLogicUnit）。（5）控制器：是整个计算机的指挥中心，用来指挥计算机各部件的操作，使其协调一致地工作。计算机中的两类信息：一类是采用双线表示的数据信息流，它包括原始数据、中间结果、计算结果和程序中的指令；另

8、一类是采用单线表示的控制信息流，它是控制器发出的各种操作命令。1.2.2计算机的工作原理1．存储程序原理把事先编制好的由计算机指令组成的程序存放到存储器内，计算机在运算时依次取出指令，根据指令的功能进行相应