微型计算机原理与接口技术第1章

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1、第一章绪论1-1微型计算机的发展概况1-2微型计算机的特点和应用1-3微型计算机系统1-4微型计算机的工作过程（补充）1-5现代微型计算机系统的基本组成1-6计算机中数据的表示和编码1-1微型计算机的发展概况1971年，美国Intel公司研究并制造了4004微处理器芯片。该芯片能同时处理4位二进制数，集成了2300个晶体管，每秒可进行6万次运算，成本约为200美元。它是世界上第一个微处理器芯片，以它为核心组成的MCS-4计算机，标志了世界第一台微型计算机的诞生。微机概念：以大规模、超大规模集成电路构成的微处理器作为核心，配以存储器、输入/输出接口电路及系

2、统总线所制造出的计算机。划分阶段的标志：以字长和微处理器型号。第一代4位和低档8位机Intel4004第二代中高档8位机8080/8085、Z80、MC6800第三代16位机Intel8086、Z8000、MC68010第四代32位机80386、80486第五代64位机IntelPentium（1971-1973）（1974-1978）（1978-1981）（1983-1992）（1993后）特点：1、速度越来越快。2、容量越来越大。3、功能越来越强。1-2微型计算机的特点和应用1、科学计算和科学研究计算机主要应用于解决科学研究和工程技术中所提出的数学问

3、题（数值计算）。2、数据处理（信息处理）主要是利用计算机的速度快和精度高的特点来对数字信息进行加工。3、工业控制用单板微型计算机实现DDC级控制，用卫星计算机实现SCC级监督管理控制，用高档微型计算机实现SCC或低层MIS管理已屡见不鲜。4、计算机辅助系统计算机辅助系统主要有计算机辅助教（CAI）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系统。5、人工智能人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行为及其规律的一门学科，包括智能机器人，模拟人的思维过程，计算机学习等等。其主要任务是建立智

4、能信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智能行为的计算系统。1-3微型计算机系统一、微型计算机二、微型计算机系统三、I/O设备和I/O接口四、总线五、单片机、单板机、PC机一、微型计算机ABDBCBCPU存储器I/O接口外设（微型计算机组成框图）二、微型计算机系统任何一个计算机系统都是由硬件和软件组成的。1计算机硬件是指有形的物理设备，它是计算机系统中实际物理装置的总称，可以是电子的、电磁的、机电的或光学的元件/装置或者由它们所组成的计算机部件。例如，计算机的处理器芯片、存储器芯片、底板（母板）、各类扩充板卡、机箱、键盘、鼠标器、显示器、打印机、软

5、盘、硬盘等都是计算机的硬件。2计算机软件系统指为运行、管理、应用、维护计算机所编制的所有程序及文档的总和。依据功能的不同，软件分为系统软件和应用软件两大类。是计算机系统中不可缺少的主要组成部分。3计算机分类⑴、按其内部逻辑结构进行分类，如CISC(复杂指令集计算机）与RISC（精简指令集计算机）计算机；单处理机与多处理机（并行机）；16位机、32位机或64位计算机等。⑵、计算机的性能和作用进行分类。1989年11月IEEE提出一个分类报告，它根据计算机在信息处理系统中的地位与作用，考虑到计算机分类的演变过程和近期可能的发展趋势，把计算机分成６大类：①、巨

6、型计算机；②、小巨型机；③、主机；④、小型计算机；⑤、工作站；⑥、个人计算机；4计算机的性能评测⑴、CPU字长：指参与算术逻辑运算的操作数的二进制位数。⑵、主频：指CPU的时钟频率，微机运行的速度与主频有关。⑶、主存容量与速度：主存储器的速度用存取周期来衡量。⑷、硬盘存储器性能：主要技术指标包括：存储容量、平均等待时间、平均寻道时间、数据传输速率。⑸、运算速度：微机每秒执行的指令条数。⑹、内核数目：（7）高速缓存：为了让数据存取的速度适应CPU的处理速度。1、中央处理器的组成中央处理器（CPU）由运算器和控制器组成。运算器：计算机中加工和处理数据的功能部

7、件。功能：（1）对数据进行加工处理，主要包括算术和逻辑运算，如加、减、乘、与、或、非运算等。（2）暂时存放参与运算的数据和中间结果。ALU数据寄存器1#数据寄存器2#存储器外设AHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器运算寄存器ALU标志执行部分控制电路123456CSDSSSESIP内部寄存器I/O控制电路地址加法器20位16位8位指令队列缓冲器外总线执行部件总线接口部件8086CPU结构图微处理器控制器控制和指挥计算机内各功能部件协同动作，完成计算机程序功能。由程序计数器（IP）、指令寄存器（IR）、指令译码器（ID）和时序信号发生器

8、组成。（1）程序计数器（IP）：程序指令所在单元地址。（2）指令寄存器（IR）：