微型计算机系统概述ppt课件.ppt

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1、第1章微型计算机系统概述教学目的和要求通过本章的学习，了解微型计算机的发展简况,掌握微型计算机系统的三个层次，了解微型计算机三种总线结构以及微型计算机系统的主要性能指标。1.1微处理器与微型计算机的发展概况自1946年在美国宾夕法尼亚大学制成的世界上第一台电子数字计算机以来,计算机的发展大致经历了五代的变化：1946年开始的第一代电子管计算机计算机运算速度一般为每秒几千次至几万次,体积庞大，成本很高，可靠性较低，在此期间，形成了计算机的基本体系，确定了程序设计的基本方法，数据处理机开始得到应用1958年开始的第二

2、代晶体管计算机运算速度提高到几万次至几十万次，可靠性提高，体积缩小，成本降低，工业控制机开始得到应用，磁芯作主存储器,磁盘作外存储器，开始使用高级语言编程1965年开始的第三代中小规模集成电路计算机，使用半导体存储器，出现多终端计算机和计算机网络，可靠性进一步提高,体积进一步缩小，成本进一步下降，运算速度提高到几十万次至几百万次。在此期间，形成机种多样化，生产系列化，使用系统化，小型计算机开始出现1971年开始的第四代大规模集成电路计算机出现微型计算机、单片微型计算机，外部设备多样化，可靠性更进一步提高，体积更进

3、一步缩小，成本更进一步降低，速度提高到每秒几百万次至几千万次1986年开始的第五代巨大规模集成电路计算机运算速度提高到每妙几亿次至上百亿次。由一片巨大规模集成电路实现的单片机开始出现未来计算机的发展神经网络计算机：建立在人工神经网络研究的基础上，从内部基本结构来模拟人脑的神经系统。用简单的数据处理单元模拟人脑的神经元，并利用神经元节点的分布式存储和相互关联来模拟人脑的活动。生物计算机：使用由生物工程技术产生的蛋白分子为材料的“生物芯片”，不仅具有巨大的存储能力，而且能以波的形式传播信息。由于它具备生物体的某些机能

4、，所以更易于模拟人脑的机制。光子计算机：用光子代替电子，用光互连代替导线互连，用光硬件代替电子硬件，用光运算代替电子运算。微处理器发展过程微处理器的发展第1代：4位和低档8位微机4004→4040→8008第2代：中高档8位微机Z80、I8085、M6800第3代：16位微机8086→8088→80286，IBMPC系列机微处理器的发展第4代：32位微机80386→80486→Pentium→PentiumII→PentiumIII→Pentium432位PC机、Macintosh机、PS/2机第5代：64位微机

5、Itanium、64位RISC微处理器芯片微机服务器、工程工作站、图形工作站Intel4004和采用4004的计算器IBMPC系列机8088CPUIBMPC机IBMPC/AT机IBMPC/XT机英特尔微处理器芯片80386PentiumPentium4返回微型计算机的应用用于数值计算、数据处理及信息管理方向通用微机，例如：PC微机功能越强越好、使用越方便越好用于过程控制及嵌入应用方向专用微机，例如：工控机、单片机、数字信号处理器可靠性高、实时性强程序相对简单、处理数据量小1.2微型计算机系统的三个层次微型计算机系

6、统从全局到局部分为三个层次：1.微型计算机系统2.微型计算机3.微处理器微处理器（Microprocessor）简称µP或MP，或MPU（MicroprocessingUnit）。MPU是采用大规模和超大规模集成电路技术将算术逻辑部件ALU（ArithmeticLogicUnit）、控制部件CU（ControlUnit）和寄存器组R（Registers）三个基本部分以及内部总线集成在一块半导体芯片上构成的电子器件。又称为“中央处理单元”（CentralProcessorUnit），简称CPU一、微处理器微型计算机

7、（MicroComputer）是计算机的微型化，简称微机，它由CPU、存储器、输入接口和输出接口以及总线组成。该层次就是已安装了CPU和内存条的主板。微型计算机的硬件结构如图1-1所示二、微型计算机微处理器是微型计算机的核心，它的性能决定了整个微型机的各项关键指标1．微处理器(CPU)2．存储器(用于存放程序与数据的半导体器件)按读写方式可分为两种，一种是随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory），RAM又分为静态存储器SRAM和动态存储器DRAM，在PC机中，前者用作高速缓存，后者用作内存条，

8、可随时将信息写入RAM，也可随时从RAM中读出信息。另一种是只读存储器ROM（ReadOnlyMemory），CPU只能从ROM中读出预先写入的信息存储器均按字节编址I/O接口（Interface）是CPU与I/O设备之间的连接电路，不同的I/O设备有不同的I/O接口电路3．I/O接口总线（BUS）包括地址总线、数据总线和控制总线三种。所谓总线，它将多个功能部件连接起来，