微机原理 第1章 概述

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1、第一章概述课程性质、目的和任务学科基础课：工科机电类专业计算机基础课程之一工科学生学习计算机硬件知识和汇编语言程序设计的入门课程。学习和掌握微型机的基本组成、工作原理、接口电路、硬件连接及汇编语言程序设计方法；建立微机系统的整体概念；培养初步的微机系统软硬件开发能力。2021/7/222微机原理课的核心地位微机原理数控技术微机控制数字逻辑电路C语言计算机基础自动化仪表技术基础课。。。。。。。。。。。。课程的框架2021/7/224微机原理及应用微机的基本结构和原理8086微处理器结构汇编语言及其程序设计微计算机扩展第1章第2章第3、4章存储器扩展I/O扩展第5章第6-8章第1章概述1、

2、计算机的基本结构和工作原理2、几个基本概念3、计算机的发展简史4、微机系统的组成5、典型微处理器系统的结构及工作原理6、IA-32结构的数据类型7、基本门电路知识8、微机实例9、微型计算机的应用概况2021/7/2251计算机的基本结构和工作原理一、冯.诺依曼结构1.使用二进制2.存储程序3.由五部分组成：2021/7/226输入设备输出设备运算器存储器控制器程序、原始数据计算处理结果主机中央处理单元数据信息控制命令1计算机的基本结构和工作原理二、计算机工作原理编制程序输入、存储程序、分配存储单元启动、执行程序输出结果结束2021/7/22721×12-117÷13252→暂存2121

3、×12=252252–9=243117117÷13=99→暂存243→保存2几个基本概念中央处理单元（CentralProcessingUnit，CPU）由运算器和控制器构成微处理器（Microprocessor,MP、μP、CPU）缩微的CPU大规模集成电路LSI微计算机（Microcomputer,MC、μC）由CPU、RAM、ROM、I/O、辅助电路等构成微型化的计算机主机装置，通过系统总线连接微计算机主板：安装以上芯片的印刷电路板单片微型计算机（单片机）CPU+MEM+I/O接口集成在一块芯片上微计算机系统（微机系统）主机+外设+软件，构成通用系统，配置齐全微处理器系统（Mic

4、roprocessingSystem，MS）以MP为核心的、自行设计的专用系统两种开发方式：以CPU为核心完全自主开发；开发扩展插卡2021/7/2282几个基本概念2021/7/229微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者的关系3计算机的发展简史3.1计算机的发展电子管计算机晶体管计算机集成电路计算机大规模集成电路计算机人工智能计算机（尚在研制）3.2微处理器的发展2021/7/22103计算机的发展简史1946年第一代电子计算机（ENIAC）在美国研制成功。使用了18800个电子管，重30吨，占地150平方米，耗电150千瓦，每秒完成5000次加法运算。2021/7/22

5、113.2计算机的发展3计算机的发展简史1958年第二代晶体管计算机推出，用晶体管代替了电子管，大大降低了计算机的成本和体积，运算速度成百倍提高。2021/7/22123.2计算机的发展美国贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿3计算机的发展简史1965年中小规模集成电路为主体的计算机问世，使计算机的体积进一步缩小，配上各类操作系统，计算机性能极大提高。2021/7/22133.2计算机的发展3计算机的发展简史发展到第四代，微型计算机是第四代计算机的典型代表。1971年在美国硅谷第一块通用微处理器Intel4004诞生，从而开创了微型计算机的新时代。2021/7/2214由于VLSI发展，从

6、而导致以CPU为核心的微型计算机的诞生。3.2计算机的发展3计算机的发展简史计算机发展的四个方向：巨、微、网、智2021/7/22153.2计算机的发展天河一号（国防科技大学）峰值速度：1206万亿次处理器数:6144(CPU)、5120(GPU)2021/7/2216（以微处理器的发展为表征。）1.1971年～1973年4位或8位低档微处理器和微型计算机INTEL4004～8008集成度低、速度慢、指令简单。主要用于家电和简单控制系统。2.1974年～1977年8位中档μP和μCINTEL8080，采用NMOS工艺，集成度进一步提高Z-80，MC68005K-1万；基本指令速度1～2

7、μs结构、指令系统完善3.1978年～1984年16位中档μP和μCINTEL8086/8088，采用HMOS工艺,字长从8位扩展到16位,Z-8000，MC68000集成度提高，指令和体系结构完善，采用多级中断、多重寻址和段式Reg。IBM公司推出的IBMPC、IBMPC/XT中均采用8088主板（前者不带硬盘）3.3微型计算机的发展2021/7/22174.1985年～1992年32位μP和32位μCINTEL80386、80486为微型机