西南交大,微机原理课件第1章.ppt

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1、第一章：计算机基础1本章内容提要1微机的发展历史，微机系统组成，三总线概念2微处理器构造及其指令执行过程3进位计数值（2、8、10、16进制）及其相互转换，二进制数的运算规则4编码（BCD码，ASCII码，汉字码，图形信息编码）5无符号数及带符号数的表示方法；机器数和真值；带符号数的编码和运算；定点数和浮点数本章难点：机器数与真值、溢出的判断方法2第一节：计算机的基本概念34电子计算机的定义：电子计算机是一种能够自动而又精确地对信息进行处理的现代化电子设备。电子计算机的起源：为了加快计算速度与精度，人们一直在尝试制造计算机——

2、从机械计算机到电子计算机第一台具有现代意义的电子计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer）5电子计算机理论的创立冯·诺依曼（VonNeumann）确立了现代计算机的基本理论计算机由5个基本部件构成：输入器、输出器、运算器、存储器和控制器采用二进制进行运算引入存储器存储程序和数据，计算机自动高速的从存储器取出指令并执行指令这些基本原则至今仍然被现代计算机所采用，因此现代计算机一般被称为冯·诺依曼结构计算机。6计算机的发展史第一代：电子管计算机时代（1946—1957年）第

3、二代：晶体管计算机时代（1958—1964年）第三代：集成电路计算机时代（1964—1972年）第四代：大规模集成电路计算机时代（1972年至今）目前又提出了所谓第五代计算机•特大规模集成电路ULSI(UltraLargeScaleIntegration)•超大规模集成电路SLSI(SuperlargeScaleIntegration)•巨大规模集成电路GLSI(GreatLargeScaleIntegration)7微型机的发展史计算机发展到第四代出现了微处理器(CPU-CentralProcessingUnit)，它的发展

4、代表了微型机的发展史，大致可分为5代：第一代微处理器（1971—1973年）第二代微处理器（1974—1978年）第三代微处理器（1978—1981年）第四代微处理器（1981—1992年）第五代微处理器（1992年~至今）8计算机的分类1.巨型机(超级计算机)2.大中型机3.小型机4.微型机5.工作站计算机的发展将走向两个极端：巨型化和微型化Next9超级计算机问世1996年12月2日，美国英特尔公司为美能源部开发出世界上速度最快的超级计算机，每秒可运算1.4万亿次，在超级计算机发展史上首次突破每秒万亿次大关。该计算机开发耗

5、资5500万美元。它将主要用来模拟核实验，并进行天气和自然灾害预报，基因研究、太空模拟实验等数据量非常巨大的研究工作。10世界之最蓝色基因BlueGene/L是目前世界常最快的超级计算机，其峰值速度能够达到360万亿次浮点计算。这台超级计算机内部拥有65536颗处理器，同样运行着Linux操作系统，并在应用程序领域有所创新。这是IBM公司、利弗莫尔实验室和美国能源部联合制作完成的超级计算机。它被广泛应用在生命科学、气象预测、天文观测、材料科学、数字电影特效等领域。11Return12微型计算机的分类1、单片微型计算机2、单板微

6、型计算机3、多板微型计算机13微型机系统的组成完整的微机系统包括硬件和软件两部分组成：微机系统结构图14微机系统软件微型计算机的软件分为系统软件和用户软件（应用软件）。••系统软件是指不需要用户干预的能生成、准备和执行其它程序所需的一组程序。用户软件是各用户为解题或实现检测与实时控制等不同任务所编制的应用程序。程序设计分为3级:①机器语言程序设计；②汇编语言程序设计；③高级语言程序设计。15微机系统硬件结构16总线的概念总线：所谓总线，是连接多个功能部件或多个装置的一组公共信号线按所传送信息的类型总线可分为：数据总线DB（Da

7、taBus）：传送计算机中的数据信息的信号线（双向，三态）地址总线AB（AddressBus）：传送计算机中的地址信息的信号线控制总线CB（ControlBus）：传送计算机中的控制信息的一组总线按在系统中的不同位置，总线还可分为：内部总线外部总线17CPU的基本结构控制器运算器18CPU的基本结构微型计算机中的运算器和控制器合起来称为CPU，人们把CPU称为微处理器Microprocessor内部采用总线、累加器结构，管脚功能分时复用，广泛采用三态电路（TSL）等。引脚采用分时复用技术可节约成本，但系统的复杂性增加寄存器阵列

8、RA（RegisterArray）•通用寄存器R1～R8•程序计数器PC（ProgramCounter）•堆栈指针SP（StackPointer）CPU的基本结构运算器•累加器A（Accumulator）它有两个功能：运算前寄存第一操作数，是ALU的一个操作数的输入端；运算后