第1章 微型计算机基础ppt课件.ppt

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1、1.1概述1.2微型计算机系统1.3计算机中的数制及其转换1.4计算机中数与字符的编码1.5非数值数据的二进制编码习题与思考题第1章微型计算机基础1.1.1计算机的发展1943年～1946年，美国宾夕法尼亚大学莫尔研制小组研制了世界上第一台电子数字计算机—ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer，电子数字积分器计算机）。ENIAC计算机共用了18000多个电子管，1500多个继电器，其重量达30多吨，但其运行速度为每秒钟5000次加法运算。1.1概述冯·诺依曼加入莫尔研制

2、小组之后，在ENIAC尚未投入运行的阶段，就发现了ENIAC原先设计中的致命缺陷。此后，冯·诺依曼（VonNeumann）与莫尔小组合作研制了EDVAC（ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer）计算机，该计算机采用了存储程序方式，其后开发的计算机都采用这种方式，称为冯·诺依曼计算机。冯·诺依曼计算机具有如下基本特点：（1）计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成；（2）采用存储程序方式，程序和数据放在同一个存储器中，指令和数据一样可以送到运算器中运算，即由

3、指令组成的程序是可以修改的；（3）数据以二进制码表示；（4）指令由操作码和地址码组成；（5）指令在存储器中按执行顺序存放，由程序计数器PC指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序递增，也可按运算结果或外界条件而改变；（6）机器以处理器为中心，输入/输出设备与存储器间的数据传送都通过处理器。冯·诺依曼计算机开辟了“存储程序自动控制”的现代计算机体系结构先河，目前的计算机基本是基于冯·诺依曼计算机的模型和原理研制的。从第一台计算机问世以来的半个世纪，计算机获得突飞猛进的发展，在人类科技史上还没有一种学科可以与电子计算机的发展

4、相提并论。人们根据计算机的性能和当时的硬件技术状况，将计算机的发展分成四个阶段，每一阶段在技术上都是一次新的突破，在性能上都是一次质的飞跃，四个阶段的特点具体如下：第1代：电子管计算机时代（20世纪40年代中期至50年代后期）。这一时期的计算机采用电子管作为基本器件，主要为军事与国防尖端技术的需要而研制，其研究成果逐步扩展到民用，并转为工业产品，形成了计算机工业。第2代：晶体管计算机时代（20世纪50年代中期至60年代中期）。这一时期计算机的主要器件逐步由电子管改为晶体管，因而缩小了体积，降低了功耗，提高了速度和可靠性，而

5、且价格不断下降。第3代：中小集成电路计算机时代（20世纪60年代中期至70年代初期）。这一时期的计算机采用集成电路作为基本器件，功耗、体积、价格等进一步下降，而速度及可靠性进一步提高，使计算机的应用范围进一步扩大。正是由于集成电路成本的迅速下降，产生了成本低而功能相对较强的小型计算机供应市场，占领了许多数据处理的应用领域。第4代：大规模和超大规模集成电路计算机时代。20世纪70年代初，半导体存储器问世，迅速取代了磁芯存储器，并不断向大容量、高速度发展。此后，存储器芯片集成度大体上每三年翻两番，这就是著名的摩尔定律，从197

6、1年内含2300个晶体管的Intel4004芯片问世，到1999年包含了750万个晶体管的PentiumⅡ处理器，都证实了摩尔定律的正确性。后来摩尔定律用来描述微处理器的工作速度，在一定成本下，大体上也是每18个月翻一番。其主要特点和应用领域见表1-1。表1-1微型计算机发展特点:起止年代主要元件主要元件图示运行速度主要特点第一代40年代中期至50年代末电子管晶体管中、小规模集成电路大规模、超大规模集成电路5千到一万次体积大、耗电大、速度慢，主要用来科学计算第二代50年代中期至60年代末晶体管几万次到十几万次体积减少、耗电

7、减少、速度有所提高，主要用于数据、事务处理第三代60年代中期至70年代初中、小规模集成电路十几万次到几百万次体积和功耗减少，运行速度提高，应用领域涉及文字处理、企业管理和工业控制第四代70年代初期开始大规模、超大规模集成电路几千万次到百亿次性能大幅度提高、价格大幅度下降，已经应用到社会的各个领域在计算机的发展历程中，微型计算机的出现开辟了计算机的新纪元。微型计算机因其体积小，结构紧凑而得名。它的一个重要特点是将中央处理器(CPU)制作在一块电路芯片上，这种芯片习惯上称作微处理器。根据微处理器的集成规模和处理能力不同，形成了

8、微型机的不同发展阶段，它以2～3年的速率迅速更新换代。1.1.2微型计算机的发展1.第一代微型机(20世纪70年代初)1971年美国Intel公司首先研制成4004微处理器，它是一种4位微处理器，随后又研制出8位微处理器Intel8008。这种由4位或8位微处理器制成的微型机都属于第一代。2．第二代微型