第1章 微型计算机基础知识-n
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微型计算机原理及应用技术
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二进制
1001 1010 1011
1100 1101 1110 1111 10000 10001
16进制
9 A B
C D E F 10 11
4. 各种数制之间的转换 【例1-1】 十进制数22.625转换为二进制数
②小数部分转换，每次把乘积的整数取走作为转换结果的一位，对 剩下的小数继续进行乘法运算。对某些数可以乘到积的小数为0（如 上述两例），这种转换结果是精确的；对某些数（如0.3）永远不能 乘到积的小数为0，这时要根据精度要求，取适当的结果位数即可， 这种转换结果是不精确的。
例如 ：十六进制数
1
A
E
4
虽然BCD码是用二进制编码方式表示的，但它与二进制之间不 能直接转换，要用十进制作为中间桥梁，即先将BCD码转换为 十进制数，然后再转换为二进制数；反之亦然。
十进制 0 1 2 3 4 5
表1-2 BCD编码表
8421BCD码
十进制
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6
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7
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8
0011Leabharlann 9010010
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8421BCD码 0110 0111 1000 1001
1.3.1 计算机的硬件系统 1.3.2 计算机的软件系统 1.3.3 计算机的主要技术指标
1.1 引言 1.1.1 计算机发展概况
第1章 计算机基础知识 习题
一、填空题：1.世界上第一台计算机是年问世的。
答案： 19461946年2月第一台计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）诞生了。
2.第一代计算机是使用______作为逻辑开关元件的。
答案：电子管第一代（1946-1958）计算机被称为电子管计算机，它们是采用电子管作为电路元件的，计算机还没有系统软件，只能使用机器语言和汇编语言编程，第一代计算机是计算机发展的初级阶段。
3.第二代计算机是采用作为逻辑开关元件的。
答案：晶体管计算机发展到第二代（1958-1964）时，逻辑元件由晶体管代替了电子管，也被称为晶体管计算机。
4.第三代计算机采用为主要逻辑部件。
答案：中小规模集成电路计算机发展进入第三代（1965-1972），它的硬件电路中使用了中小规模的集成电路，并且磁芯存储器由半导体存储器代替，存储容量大大提高。
5.第四代计算机采用为主要逻辑部件。
答案：大规模超大规模集成电路计算机发展进入第四代（1972-），它的硬件电路中使用了大规模超大规模集成电路。
6.在计算机内部，使用的是______进制的数据形式。
答案：二在计算机内部，无论是数据表示，还是数据的存储、处理和传送，都是以二进制的形式进行的。
计算机的硬件技术也是建立在二进制的基础上的。
7.4个二进制位可表示________种状态。
答案： 16对于4个二进制的数，可以表示24 =16种状态。
8.在计算机中，最小的数据单位是______。
答案：位/BIT/Bit/bit位是计算机中最小的数据单位，英文名称为bit，位指的是二进制位中的一位，它只有0和1两种状态。
9.微机的存储容量单位有KB，MB和GB，其中1KB= Byte；1MB= Byte；1GB= B。
答案：1KB= 210=1024 Byte；1MB= 220 Byte；1GB= 230 Byte1KB= 1024B=210 Byte；1MB=1024KB=220 Byte；1GB=1024MB=230 Byte10.微型计算机的主机由______组成。
单片微型计算机基础知识
第1章 单片微型计算机基础知识
1.1 单片机的发展概况 1.2 计算机中数的表示方法 1.3 计算机语言
1.1 单片机的发展情况
1.1.1什么是单片机
随着大规模、超大规模集成电路技术的发展和计算机微型 化的需要，把微型计算机的基本功能部件:中央处理器(CPU)、 存储器、输入/输出接口、定时器/计数器、中断系统等多种资 源集成在一个半导体芯片上，使得一块集成电路芯片就能构 成一个完整的微型计算机，这种集成电路芯片被称为单片微 型计算机(Single Chip Microcomputer)，简称单片机。由于它 的结构及功能均是按照工业控制要求设计的，所以其确切的 名称应是单片微控制器。
时间倒计到0都无人抢答，则抢答结束。
5.3.2设计方案
1.计时 2.键盘/显示
下一页 返回
[任务5.3]抢答器设讨
5.3.3硬件设计 16路抢答器的硬件电路如图5-13所示。 5.3.4软件设计 主程序流程如图5-14所示。 中断服务程序流程如图5-15所示。 5.3.5电路仿真运行结果 对上述电路用Proteus软件进行仿真，其
[任务5.2]LED数码显示器接口设讨
5. 2. 3静态显示电路的软件结构 图5-8所示的并行输出的1位共阴LE D静
态显示电路比较简单，程序也不复杂。 5. 2. 4动态显示电路的结构及原理 动态显示就是逐位轮流点亮各位LE D显
示器(即扫描)。动态显示电路是单片机中 应用最为广泛的显示方式之一。适用于LE D显示器较多的场合。电路如图5-10所示。
上一页 下一页 返回
1.1 单片机的发展情况
2)非8051结构单片机不断推出，给用户提供了更为广泛的 选择空间
在8051及其兼容产品流行的同时，一些单片机芯片生产了 商也推出了一些非8051结构的产品，影响较大的有:
1.1 单片机的发展概况 1.2 计算机中数的表示方法 1.3 计算机语言
1.1 单片机的发展情况
1.1.1什么是单片机
随着大规模、超大规模集成电路技术的发展和计算机微型 化的需要，把微型计算机的基本功能部件:中央处理器(CPU)、 存储器、输入/输出接口、定时器/计数器、中断系统等多种资 源集成在一个半导体芯片上，使得一块集成电路芯片就能构 成一个完整的微型计算机，这种集成电路芯片被称为单片微 型计算机(Single Chip Microcomputer)，简称单片机。由于它 的结构及功能均是按照工业控制要求设计的，所以其确切的 名称应是单片微控制器。
时间倒计到0都无人抢答，则抢答结束。
5.3.2设计方案
1.计时 2.键盘/显示
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[任务5.3]抢答器设讨
5.3.3硬件设计 16路抢答器的硬件电路如图5-13所示。 5.3.4软件设计 主程序流程如图5-14所示。 中断服务程序流程如图5-15所示。 5.3.5电路仿真运行结果 对上述电路用Proteus软件进行仿真，其
[任务5.2]LED数码显示器接口设讨
5. 2. 3静态显示电路的软件结构 图5-8所示的并行输出的1位共阴LE D静
态显示电路比较简单，程序也不复杂。 5. 2. 4动态显示电路的结构及原理 动态显示就是逐位轮流点亮各位LE D显
示器(即扫描)。动态显示电路是单片机中 应用最为广泛的显示方式之一。适用于LE D显示器较多的场合。电路如图5-10所示。
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1.1 单片机的发展情况
2)非8051结构单片机不断推出，给用户提供了更为广泛的 选择空间
在8051及其兼容产品流行的同时，一些单片机芯片生产了 商也推出了一些非8051结构的产品，影响较大的有:
微机基础知识
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第1章 微型计算机的基础知识
1.1.1 微型计算机的发展 第四代（1982～1992）是32位微机，典型的CPU 产品有80386和MC68020。之后Inte。1993年3月 Intel公司推出了当前最先进的微处理器芯片--64位 的Pentium，该芯片采用了新的体系结构，其性能 大大高于Intel系列的其他微处理器，给微处理器体 系结构和PC机的性能引入了全新的概念。
1.1.3 微型计算机的组成 从系统的组成观点来看，一个微型计算机系统
应包括硬件系统和软件系统。所谓“硬件系统” ，是指在上述微型计算机的基础上配以必要的外 部设备、外部存储器和电源设备等组成的设备集 合；所谓“软件系统”，一般指在计算机上运行 的程序，如操作系统和应用软件等，广义软件还 包括由计算机管理的数据和有关的文档资料。
15
第1章 微型计算机的基础知识
• 总线（BUS）
总线是计算机各部件间传送信息的公共通路， 它把计算机的各个部件连接成为一个整体。 分为内部总线，外部总线。 计算机内部的基本总线分为数据总线（DBUS）， 地址总线（ABUS），控制总线（CBUS）。通常又 称为三总线。
16
第1章 微型计算机的基础知识
• 运算器（ALU） • 控制器（CTRL） 微处理器 • 存储器（MEM） • 输入设备（INE） • 输出设备（OUTE） • 总线 （BUS）
10
第1章 微型计算机的基础知识
1.1.3 微型计算机的组成
图1-1 微型计算机的基本结构
11
第1章 微型计算机的基础知识
• 运算器 （ALU-Arithmetic Logic Unit）
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第1章 微型计算机的基础知识
1.1.2 微型计算机的应用 各行各业，无所不用 科技、生产、学习、日常生活等各个方面
第1章 微型计算机的基础知识
1.1.1 微型计算机的发展 第四代（1982～1992）是32位微机，典型的CPU 产品有80386和MC68020。之后Inte。1993年3月 Intel公司推出了当前最先进的微处理器芯片--64位 的Pentium，该芯片采用了新的体系结构，其性能 大大高于Intel系列的其他微处理器，给微处理器体 系结构和PC机的性能引入了全新的概念。
1.1.3 微型计算机的组成 从系统的组成观点来看，一个微型计算机系统
应包括硬件系统和软件系统。所谓“硬件系统” ，是指在上述微型计算机的基础上配以必要的外 部设备、外部存储器和电源设备等组成的设备集 合；所谓“软件系统”，一般指在计算机上运行 的程序，如操作系统和应用软件等，广义软件还 包括由计算机管理的数据和有关的文档资料。
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第1章 微型计算机的基础知识
• 总线（BUS）
总线是计算机各部件间传送信息的公共通路， 它把计算机的各个部件连接成为一个整体。 分为内部总线，外部总线。 计算机内部的基本总线分为数据总线（DBUS）， 地址总线（ABUS），控制总线（CBUS）。通常又 称为三总线。
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第1章 微型计算机的基础知识
• 运算器（ALU） • 控制器（CTRL） 微处理器 • 存储器（MEM） • 输入设备（INE） • 输出设备（OUTE） • 总线 （BUS）
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第1章 微型计算机的基础知识
1.1.3 微型计算机的组成
图1-1 微型计算机的基本结构
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第1章 微型计算机的基础知识
• 运算器 （ALU-Arithmetic Logic Unit）
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第1章 微型计算机的基础知识
1.1.2 微型计算机的应用 各行各业，无所不用 科技、生产、学习、日常生活等各个方面
第一章微型计算机系统概述
2. 字长
计算机一次能处理的二进制数字的位数。取决于微处理 器的内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度
3. 微处理器的集成度
微处理器芯片上集成的晶体管的密度。 Pentium 310万管/片
4. 内存容量
是CPU可以直接访问的存储器，内存大小反映了计 算机即时存储信息的能力；
以上只是一些主要性能指标，还须综合考虑其他因素。
一、 二，八，十，十六进制数
十进制数的两个主要特点：
1. 有十个不同的数字符号：0, 1, 2, … 9。 2. 遵循“逢十进一”原则。
一般地，任意一个十进制数N都可以表示为：
N=Kn-1×10n-1+Kn-2 ×10n-2+······+K1×101+K0×100
+
m
K-1×10-1+K-2×10-2+······+K-m×10-m = Ki 10 i
i n 1
*基数：数制所使用的数码的个数
*权：数制中每一位所具有的位值.
整数部分 小数部分
式中，10称为十进制数的基数，i表示数的某一位，10i 称该位 的权，Ki 表示第I位的数码。 Ki 的范围为0~9中的任意一个数
设基数用R表示，则对于二进制，R=2, Ki为0或1， 逢二进一。
m
N= Ki 2i i n1
4. 按体积大小分：
(1) 台式机(又称桌上型) (2) 便携式(又称可移动微机、笔记本型、
膝上型、口袋型、掌上型和钢笔型)
四、微型计算机的主要性能指标
1. 运算速度
通常所说的计算机运算速度(平均运算速度)，是指每秒 钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令／秒”(MIPS) 来描述。
计算机一次能处理的二进制数字的位数。取决于微处理 器的内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度
3. 微处理器的集成度
微处理器芯片上集成的晶体管的密度。 Pentium 310万管/片
4. 内存容量
是CPU可以直接访问的存储器，内存大小反映了计 算机即时存储信息的能力；
以上只是一些主要性能指标，还须综合考虑其他因素。
一、 二，八，十，十六进制数
十进制数的两个主要特点：
1. 有十个不同的数字符号：0, 1, 2, … 9。 2. 遵循“逢十进一”原则。
一般地，任意一个十进制数N都可以表示为：
N=Kn-1×10n-1+Kn-2 ×10n-2+······+K1×101+K0×100
+
m
K-1×10-1+K-2×10-2+······+K-m×10-m = Ki 10 i
i n 1
*基数：数制所使用的数码的个数
*权：数制中每一位所具有的位值.
整数部分 小数部分
式中，10称为十进制数的基数，i表示数的某一位，10i 称该位 的权，Ki 表示第I位的数码。 Ki 的范围为0~9中的任意一个数
设基数用R表示，则对于二进制，R=2, Ki为0或1， 逢二进一。
m
N= Ki 2i i n1
4. 按体积大小分：
(1) 台式机(又称桌上型) (2) 便携式(又称可移动微机、笔记本型、
膝上型、口袋型、掌上型和钢笔型)
四、微型计算机的主要性能指标
1. 运算速度
通常所说的计算机运算速度(平均运算速度)，是指每秒 钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令／秒”(MIPS) 来描述。
微机
第一章概论本章内容1.微型计算机的应用2.微型计算机的发展史3.微型计算机的组成4.微型计算机的特点学习目的1.掌握微型计算机的概念和基本结构2.了解微型计算机的产生和发展过程3.把握微型计算机的发展方向1.1 微型计算机系统概述微型计算机是指以大规模、超大规模集成电路为主要部件的微处理器为核心，配以存储器、输入/输出接口电路及系统总线所制造出的计算机系统。
一、微型计算机的应用领域二、微型计算机的发展Intel 8086,8088Intel 80386,80486PIII三、微型计算机的分类按处理器同时处理数据的位数或字长分：8位机 16位机 32位机 64位机按其结构分：PC机、单片微型机、单板微形机1.2 微型计算机组成现代计算机结构仍然是在冯·诺依曼提出的计算机逻辑结构和存储程序概念基础上建立起来的。
一、微型计算机的硬件结构微型计算机由微处理器、存储器、输入/输出接口构成，它们之间由系统总线连接。
1. 微处理器整个微机的核心是微处理器(up, MPU)，也称CPU。
它包含算术逻辑部件ALU、寄存器组及控制部件。
ALU ：算术运算、逻辑运算寄存器：存放操作数、中间结果、地址、标志等信息控制部件：整个机器控制中心，包括程序计数器IP、指令寄存器IR、指令译码器ID、控制信息产生电路。
外部设备微机的存储器分为：主存和辅存主存(内存)：用于存放当前正在运行的程序和正待处理数据。
(CPU内部cache，主板上的内存, 造价高，速度快，存储容量小)辅存(外存)：存放暂不运行的程序和输入处理的数据，(主机箱内或主机箱外，造价低，容量大，可长期保存，但速度慢)3. 输入设备微型计算机常用的输入设备有键盘、鼠标、数字化仪、图像扫描仪、数码相机等。
4. 输出设备微型计算机常用的输出设备有CRT显示器、打印机和绘图仪等。
注意：由于各种外设的工作速度、驱动方式差别很大，无法与CPU直接匹配，所以不可能把它们简单地连到系统总线，需要有一个接口电路充当它们和CPU间的桥梁，通过该电路完成信号的变换、数据的缓冲、与CPU联络等工作。
第一章 微型计算机基础知识
第一章微型计算机基础知识第一章微型计算机基础知识第一章微机基础知识1.1计算机中的数和编码1.1.1计算机中的数制计算机最初是作为一种计算工具出现的，所以它最基本的功能是处理和处理对数。
数字由机器中设备的物理状态表示。
具有两种不同稳定状态和相互转换的设备可用于表示1位二进制数。
二进制数具有操作简单、物理实现方便、节省设备等优点。
因此，目前，几乎所有的二进制数都用计算机来表示。
然而，二进制数太长，无法写入，不容易阅读和记忆；此外，目前大多数微机是8位、16位或32位，是4的整数倍，4位二进制数是1位十六进制数；因此，在微型计算机中，二进制数被缩写为十六进制数。
十六进制数使用16个数字，例如0~9和a~F来表示十进制数0~15。
8位二进制数由2位十六进制数表示，16位二进制数由4位十六进制数表示。
这便于书写、阅读和记忆。
然而，十进制数是最常见和最常用的。
因此，我们应该熟练掌握十进制数、二进制数和十六进制数之间的转换。
表1-1列出了它们之间的关系。
表1-1十进制数、二进制数及十六进制数对照表十进制二进制十六进制012345678910111213141500000001001000110100010101100111100010011010101111001101 111011110123456789abcdef为了区别十进制数、二进制数及十六进制数3种数制，可在数的右下角注明数制，或者在数的后面加一字母。
如b(binary)表示二进制数制；d(decimal)或不带字母表示十进制数制；h(hexadecimal)表示十六进制数制。
1.二进制数和十六进制数之间的转换根据表1-1所示的对应关系即可实现它们之间的转换。
二进制整数被转换成十六进制数。
方法是将二进制数从右（最低位）到左分组：每4位为一组。
如果最后一组少于4位，则在其左侧加0以形成一个4位组。
每组由一位十六进制数表示。
例如：1111111000111b→1111111000111b→0001111111000111b=1fc7h要将十六进制数转换为二进制数，只需使用4位二进制数而不是1位十六进制数。
微型计算机基础知识
1.软件系统的层次结构：
系统软件： 为解决用户使用计算机而编写的程序。
软件
例如： 操作系统、编译程序、汇编程序、 监控程序、诊断程序。
应用软件： 为解决特定问题而编制的程序 例如： 程序包、数据库、窗口软件。
2.三类编程语言：
机器语言
汇编语言
高级语言Βιβλιοθήκη 最贴近机器硬件的二 进制代码
使用助记符代替二进 制代码
将按权展开式按照十进制规律相加，即得对应十进制数。
(1011.11)2 = 1×23 + 0×22 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1 + 1×2-2 = 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5 + 0.25 = 11.75
(1011.11)2 = (11.75)10
微型计算机系统知识
3. 八进制数
发展 阶段
小型机阶段 微型机阶段
对大型机的第一次“缩小化”。
代表机型： 苹果公司的APPLE-2,IBM公司
对大型机的第二次的“的I缩BM小-P化C。”
客户机/服务器阶段 互联网阶段
处应理用于能航力空强，的铁计路算联机机订提票供系磁统盘。服 务和文件服务，处理能力强的扮演服 务器，处理能力弱的充当客户机。
人们使用最多的编程语言，较为流 行的有各类C、BASIC等。
微型计算机系统知识
1.2 微型计算机数制及其转换
1.2.1 微型计算机常用数制的特点
1. 十进制数
（1）它的数码K共有十个，为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。数码的 个数称为基数，十进制数的基数是10。
（2）在一个数中，每一位有各自的权 （3）遵从“逢十进一”的原则。 任何一个十进制都可以写成以10为底的幂之和的形式。
系统软件： 为解决用户使用计算机而编写的程序。
软件
例如： 操作系统、编译程序、汇编程序、 监控程序、诊断程序。
应用软件： 为解决特定问题而编制的程序 例如： 程序包、数据库、窗口软件。
2.三类编程语言：
机器语言
汇编语言
高级语言Βιβλιοθήκη 最贴近机器硬件的二 进制代码
使用助记符代替二进 制代码
将按权展开式按照十进制规律相加，即得对应十进制数。
(1011.11)2 = 1×23 + 0×22 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1 + 1×2-2 = 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5 + 0.25 = 11.75
(1011.11)2 = (11.75)10
微型计算机系统知识
3. 八进制数
发展 阶段
小型机阶段 微型机阶段
对大型机的第一次“缩小化”。
代表机型： 苹果公司的APPLE-2,IBM公司
对大型机的第二次的“的I缩BM小-P化C。”
客户机/服务器阶段 互联网阶段
处应理用于能航力空强，的铁计路算联机机订提票供系磁统盘。服 务和文件服务，处理能力强的扮演服 务器，处理能力弱的充当客户机。
人们使用最多的编程语言，较为流 行的有各类C、BASIC等。
微型计算机系统知识
1.2 微型计算机数制及其转换
1.2.1 微型计算机常用数制的特点
1. 十进制数
（1）它的数码K共有十个，为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。数码的 个数称为基数，十进制数的基数是10。
（2）在一个数中，每一位有各自的权 （3）遵从“逢十进一”的原则。 任何一个十进制都可以写成以10为底的幂之和的形式。
第一章计算机基础知识
二、数制的转换 十→二 B
十进制小数0.8125转换为二进制小数。
0.8125 0.625 0.25 0.5
Х 2 Х 2 Х 2 Х2
1.6250 1.250 0.50 1.0
取整数部分： 1 b-1
1
0
1
b-2
b-3
b-4
小数部分可得： （0.8125）10=（0.1101）2 因此：69.8125D=100010.1101B
§2 计算机中信息的表示与存储
二、数制的转换 十→二 A
例1、3 把十进制数69.8125转换为二进制数
2 69
余数
对
2 34
整 数
2 17
69
28
转
24
1……b0 0……b1 1……b2 0……b3
换
22
0……b4
21
0……b5
0
1……b6
整数部分： （69）10=（1000101）2
§2 计算机中信息的表示与存储
位权：某数制每一位所具有的权值。如十进制的 个位的位权是“1”，百位的位权是“100”。
§2 计算机中信息的表示与存储
一、进位计数制 各进制的比较
数制 尾标
二进制 八进制 十六进 十进制 制
(2)、B (8)、O (16)、H (10)、D
数码 K 0、1 0～7
基数 R 2
8
位权
Fi=Ri
0 ～9， 0 ～9 A～F
计算机文化基础
第一章 计算机基础知识
第1章 计算机基础知识
§1 计算机的发展和应用 §2 计算机中信息的表示与存储 §3 计算机硬件系统 §4 计算机软件系统
§1 计算机的发展和应用
十进制小数0.8125转换为二进制小数。
0.8125 0.625 0.25 0.5
Х 2 Х 2 Х 2 Х2
1.6250 1.250 0.50 1.0
取整数部分： 1 b-1
1
0
1
b-2
b-3
b-4
小数部分可得： （0.8125）10=（0.1101）2 因此：69.8125D=100010.1101B
§2 计算机中信息的表示与存储
二、数制的转换 十→二 A
例1、3 把十进制数69.8125转换为二进制数
2 69
余数
对
2 34
整 数
2 17
69
28
转
24
1……b0 0……b1 1……b2 0……b3
换
22
0……b4
21
0……b5
0
1……b6
整数部分： （69）10=（1000101）2
§2 计算机中信息的表示与存储
位权：某数制每一位所具有的权值。如十进制的 个位的位权是“1”，百位的位权是“100”。
§2 计算机中信息的表示与存储
一、进位计数制 各进制的比较
数制 尾标
二进制 八进制 十六进 十进制 制
(2)、B (8)、O (16)、H (10)、D
数码 K 0、1 0～7
基数 R 2
8
位权
Fi=Ri
0 ～9， 0 ～9 A～F
计算机文化基础
第一章 计算机基础知识
第1章 计算机基础知识
§1 计算机的发展和应用 §2 计算机中信息的表示与存储 §3 计算机硬件系统 §4 计算机软件系统
§1 计算机的发展和应用
《大学计算机基础》第1章-计算机基础知识
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1.1.5 计算机的类型
按速度等指标分类
巨型机 大型通用机 微型计算机
工作站 服务器
按用途及使用范围分类
专用计算机 通用计算机
18
1.1.6 计算机的新技术
嵌入式技术
将计算机作为信息处理的部件， 嵌入到应用系统中的一种技术。
网格计算
充分利用成千上万个网络中 的闲置计算机共同参与计算。
中间件技术
9
第三代计算机
采用中、小 规模集成电 路代替了独 立元件晶体 管。
10
将电脑浓缩在一颗芯片上
750,000,000 晶
体
管
数
0.18微米芯片
目
2,300
10微米芯片 4004
奔腾4
11
计算机第一定律——摩尔定律
晶 体 管 数
计算机的CPU性能 每18个月，集成度将翻一番，速度
将提高一倍，而其价格将降低一半。
信息技术 ➢ 联合国教科文组织对信息技术的定义
应用在信息加工和处理中的科学、技术与工 程的训练方法和管理技巧；上述方面的技巧 和应用；计算机及其与人、机的相互作用； 与之相应的社会、经济和文化等诸种事物。
24
现代信息技术的内容和特点
现代信息技术的内容 ➢ 信息基础技术
新材料、新能源、新器件的开发和制造技术
单
位
时
间百
执
万 条
/
行每
的秒
指
令
数
12
1.1.2 计算机发展的几个阶段
根据计算机所采用的物理器件，将计算机的发展 分为四个阶段
第一代
(1946~1958) 电子管
5千~几万（次/秒）
第二代
第1章 微型计算机的基础知识
Intel公司于1978年推出了16位的8086微处 Intel公司于1978年推出了16位的8086微处 公司于1978年推出了16位的8086 理器，它属于第三代微处理器，1979年 理器，它属于第三代微处理器，1979年，Intel 公司推出的8088CPU 1981年 8088CPU， 8088微处理器 公司推出的8088CPU，1981年，以8088微处理器 为核心首次组成了IBM IP微型计算机 微型计算机， 为核心首次组成了IBM IP微型计算机，开创了微 型计算机的新时代。 型计算机的新时代。
在微型计算机中，既可以实现定点运算，又 在微型计算机中，既可以实现定点运算， 有浮点运算部件实现浮点运算。 有浮点运算部件实现浮点运算。
1. 定点数的表示法
在计算机中， 在计算机中，约定二进制数据的小数点位置固定在某 一位，原理上讲，小数点的位置固定在哪一位都行，但是， 一位，原理上讲，小数点的位置固定在哪一位都行，但是， 通常有两种定点格式， 通常有两种定点格式，一是将小数点固定在数的最左边 即纯小数），二是固定在数的最右边（即纯整数）， ），二是固定在数的最右边 ），前 （即纯小数），二是固定在数的最右边（即纯整数），前 者通常用作浮点数的尾数，后者通常被用在定点运算中。 者通常用作浮点数的尾数，后者通常被用在定点运算中。
7.Intel 64结构 7.Intel 64结构
AMD公司于2003年率先推出了支持64位、兼容 AMD公司于2003年率先推出了支持64位 公司于2003年率先推出了支持64 80X86指令集结构的64位处理器 2004年 Intel公 指令集结构的64 80X86指令集结构的64位处理器 2004年，Intel公 司基于AMD公司64位处理器推出的压力下， AMD公司64位处理器推出的压力下 司基于AMD公司64位处理器推出的压力下，于是推 出了扩展存储器64位技术（ 64位技术 出了扩展存储器64位技术（Extened Memory 64 Technology，EM64T），EM64T技术是IA-32结构的 ），EM64T技术是IA Technology，EM64T），EM64T技术是IA-32结构的 64位扩展，由于EM64T技术的出现与应用，IA-32 64位扩展，由于EM64T技术的出现与应用，IA位扩展 EM64T技术的出现与应用 指令系统也就扩展成为64 64位 称其为Intel 64结 指令系统也就扩展成为64位，称其为Intel 64结 构。
在微型计算机中，既可以实现定点运算，又 在微型计算机中，既可以实现定点运算， 有浮点运算部件实现浮点运算。 有浮点运算部件实现浮点运算。
1. 定点数的表示法
在计算机中， 在计算机中，约定二进制数据的小数点位置固定在某 一位，原理上讲，小数点的位置固定在哪一位都行，但是， 一位，原理上讲，小数点的位置固定在哪一位都行，但是， 通常有两种定点格式， 通常有两种定点格式，一是将小数点固定在数的最左边 即纯小数），二是固定在数的最右边（即纯整数）， ），二是固定在数的最右边 ），前 （即纯小数），二是固定在数的最右边（即纯整数），前 者通常用作浮点数的尾数，后者通常被用在定点运算中。 者通常用作浮点数的尾数，后者通常被用在定点运算中。
7.Intel 64结构 7.Intel 64结构
AMD公司于2003年率先推出了支持64位、兼容 AMD公司于2003年率先推出了支持64位 公司于2003年率先推出了支持64 80X86指令集结构的64位处理器 2004年 Intel公 指令集结构的64 80X86指令集结构的64位处理器 2004年，Intel公 司基于AMD公司64位处理器推出的压力下， AMD公司64位处理器推出的压力下 司基于AMD公司64位处理器推出的压力下，于是推 出了扩展存储器64位技术（ 64位技术 出了扩展存储器64位技术（Extened Memory 64 Technology，EM64T），EM64T技术是IA-32结构的 ），EM64T技术是IA Technology，EM64T），EM64T技术是IA-32结构的 64位扩展，由于EM64T技术的出现与应用，IA-32 64位扩展，由于EM64T技术的出现与应用，IA位扩展 EM64T技术的出现与应用 指令系统也就扩展成为64 64位 称其为Intel 64结 指令系统也就扩展成为64位，称其为Intel 64结 构。
微机原理 1-3系统组成
•分布式操作系统——分布式计算机，MDS、CDCS 目前常用：DOS、Windows、Unix、Linux、Vista
微机原理与接口技术 §1.3 计算机系统组成
第1章 微型计算机基础知识
§1.3.5 软件系统
操作系统* 汇编程序 语言处理程序* 解释程序 数据库系统 编译程序
分类：
软件系统
系统软件
§1.3I/O接口
输入设备：键盘、鼠标，摄像头、扫描仪、触摸屏、MIC等
（指将原始信息，如数据、程序、控制命令等转换为计 算机所能识别的信息，并存入计算机内存的设备。）
输出设备：显示器、打印机、绘图仪等
（将存储在内存中的处理结果或其它信息，以能为 人所接受的或能为其它计算机接受的形式输出。）
编程对象
语句元素
面向机器
由“0”、“1”构成
面向机器
用助记符编程
面向“过程”
用语言按照语法规 则编写，如BASIC
运行条件
机器直接理解运行
需要“解释器”翻 需要“汇编器”翻 译为目标指令，再 译为机器语言才能 由“编译器”翻译 执行 为机器语言
特点
可读性、可记忆性 难学、难记、难读、难改， 易学、易懂，程序 好，效率高、实时 占内存少，速度快 容量大，速度慢 性强 1011 0000 0001 0000 0000 0100 0000 0101 01000100000011000000000 MOV AL，16 ADD AL，4 MOV ADDR6，AL C++语言 ADDR6=16+4
第1章 微型计算机基础知识
§1.3.5 软件系统
分类：
对计算机本身进行操作 和管理，提供给用户操作 环境和软件运行环境。
第一章微型计算机基础知识
CPU
内容
读写控制
…
1023 10100111
（3）存储器的分类 ROM：只读存储器。 工作时从ROM中读出信息，不能随意改写。 断电后信息不会丢失。ROM常用作程序存储器， 存放已调试好的固定程序和常数。 RAM：随机读写存储器。 能方便读出和改写信息，但失电后信息将不 复存在。 RAM 常用作数据存储器，暂存各种现 场数据、运算结果和正在调试的程序。
指令代码3
… 指令代码n
2、存储器
位 b (bit)：一个二进制位，信息最小单位 字节 B (Byte)：8位为一个字节
字长 W (Word Length)：一个字包含的二 进制位数
（1）存储器结构
存储器功能：存放程序和数据等信息 存储内容：程序或数据的二进制代码 存储地址：存储器每个单元的位置编 号 存储器容量：指存储单元的多少，如 存储器容量为1KB = 1024×8位 1KB存储器 地址 存储内容 0 1 10011010 01101011
微处理器
微处理器是用一片或少数几片大规模集成电路组 成的中央处理器（CPU，Central Processing Unit）。 这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。微处 理器的基本组成部分有：寄存器堆、运算器、时序控 制电路以及数据和地址总线。微处理器能完成取指令、 执行指令以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操 作，是微型计算机的运算控制部分，它可与存储器和 外围电路芯片组成微型计算机。
第1章 微型计算机基础知识
1.1计算机中的数和数制
一、计算机中的数制 表示:最简单,可靠；运算规则最简单。 （一）二进制数 特点：1．具有两个不同的数字符号，即0和1。 2．逢二进位。 例如： 111．11 （二）十六进制数 特点： 1．具有16个数字符号，采用0～9和A～F。 2．逢16进位 小数点左边的权是16的正次幂 小数点右边的权是16的负次幂
微型计算机系统基础知识
Your company slogan
任务分析
复习提问
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知识目标 案例展示 任务分析 知识讲解 疑难解析 归纳总结 扩展性任务
Your company s例展示 任务分析 知识讲解 疑难解析 归纳总结 扩展性任务
一、微型计算机系统的基本组成 微型计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬 件系统指构成计算机系统的物理实体或物理装置。软 件系统指在硬件基础上运行的各种程序、数据及有关 的文档资料。通常把没有软件系统的计算机称为“裸 机”。 （一）微型计算机的硬件系统 微型计算机的基本结构 微型计算机采用总线结构将CPU、主存储器和输入、输出 接口电路连接起来。 微型计算机的硬件组成 微机的硬件系统一般由安装在主机箱内的CPU、主板、内 存、显示卡、硬盘、软驱、电源和显示器、键盘、鼠 标等组成。为使电脑具有多媒体处理能力，还可以配 置光驱和声卡等多媒体外设。如果需要联网和发送传 真，还可以配置调制解调器、网卡、传真卡等。
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（五）外存储器 外存储器又称为辅助存储器，用来长期保存数据、信 息，主要包括：软盘存储器、硬盘存储器、光盘存储 器。 （六）输入设备 常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、数码相机、 数字化仪等。 键盘：键盘是最常用的输入设备。键盘可以分为： 机械式和的电容式键盘。目前常用的键盘是电容式键 盘。键盘按其按键的功能可以分为打字机键、功能键 、光标控制键和数字小键盘。 鼠标：鼠标的结构常见的有：机械式、光电式和无 线遥控鼠标器。目前常用的是机械鼠标。 （七）输出设备 显示器：显示器是计算机中标准的输出设备。 打印机：按输出方式分为逐行打印机和逐字打印机 ；按打印颜色分为单色打印机和彩色打印机；按工作 方式分为击打式打印机和非击打式打印机。 Your company slogan
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一、微型计算机系统的基本组成 微型计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬 件系统指构成计算机系统的物理实体或物理装置。软 件系统指在硬件基础上运行的各种程序、数据及有关 的文档资料。通常把没有软件系统的计算机称为“裸 机”。 （一）微型计算机的硬件系统 微型计算机的基本结构 微型计算机采用总线结构将CPU、主存储器和输入、输出 接口电路连接起来。 微型计算机的硬件组成 微机的硬件系统一般由安装在主机箱内的CPU、主板、内 存、显示卡、硬盘、软驱、电源和显示器、键盘、鼠 标等组成。为使电脑具有多媒体处理能力，还可以配 置光驱和声卡等多媒体外设。如果需要联网和发送传 真，还可以配置调制解调器、网卡、传真卡等。
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（五）外存储器 外存储器又称为辅助存储器，用来长期保存数据、信 息，主要包括：软盘存储器、硬盘存储器、光盘存储 器。 （六）输入设备 常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、数码相机、 数字化仪等。 键盘：键盘是最常用的输入设备。键盘可以分为： 机械式和的电容式键盘。目前常用的键盘是电容式键 盘。键盘按其按键的功能可以分为打字机键、功能键 、光标控制键和数字小键盘。 鼠标：鼠标的结构常见的有：机械式、光电式和无 线遥控鼠标器。目前常用的是机械鼠标。 （七）输出设备 显示器：显示器是计算机中标准的输出设备。 打印机：按输出方式分为逐行打印机和逐字打印机 ；按打印颜色分为单色打印机和彩色打印机；按工作 方式分为击打式打印机和非击打式打印机。 Your company slogan
微机基础
1.3.1 数制的概念
计算机处理的信息都以数据的形式表示， 在计算机内部，各种信息都必须经过数字化编 码后才能被传送、存储和处理。由于二进制的 运算规则和电路简单，因此数据在计算机中均 以二进制表示，并用它们的组合表示不同类型 的信息。
1.3.1 数制的概念
数制（Number System）
数的表示系统，是指用统一的符号 规则来表示数值的方法。常见的数制有 二进制、八进制、十进制、十六进制。
1.2
计算机的特点和应用
1.2.1 计算机的特点 1.2.2 计算机的应用
1.2.1 计算机的工作特点
运算速度快 计算精度高 具有记忆和逻辑判断能力 高度自动化
1.2.2 计算机的应用
科学计算 数据处理 过程控制 计算机辅助设计系统 人工智能
1.3
计算机的分类和主要性能指标
1.3.1 计算机的分类 1.2.2 计算机的主要性能指标
1.4.1 概述
中央处理器
中央处理器(Central Processing Unit ，简称CPU),又称 微处理器，它是计算机的核心部件 ，由运算器和控制器组成，如 图所示。
奔腾CPU
电源（5V)接口
风扇
1.4.1 概述
中央处理器的主要功能
按照指令的要求控制数据的加工处理并使计算机各 部件自动协调地工作。 计算机工作时，由CPU控制，将数据由输入设备传送 到存储器存储，再将要参与运算的数据从存储器中 取出送往CPU处理，最后将计算机处理的信息由输出 设备输出。
1.1.2 计算机的发展过程
按构成计算机的主要电子逻辑器件来划分，现代 计算机一般划分为四个阶段。
第一代计算机，以电子管为基本逻辑器件 第二代计算机，以晶体管为主要逻辑器件 。 第三代计算机采用中、小规模集成电路（IC） 作为逻辑器件。 第四代计算机，以大规模集成电路（LSIC） 和超大规模集成电路（VLSIC）为主要逻辑器 件
第1章 计算机基础知识
第1章 计算机基础知识
1.1 计算机的概述 1.2 计算机的基本组成 1.3 计算机的启动和关闭
1.1 计算机的概述
计算机是当代社会人们生活中不可缺少的一种电子 设备。计算机的问世，对人类社会的生产和生活产生了深 远的影响，极大地促进了生产力的发展和社会的进步。它 标志着人类又开始了一个新的信息革命时代。
6．可靠性强 随着科学技术的不断发展，电子技术也发生着 很大的变化，电子器件的可靠性也越来越高。在计 算机的设计过程中，通过采用新的结构可以使其具 有更高的可靠性。
1.1.4 计算机的应用
随着计算机技术的发展，计算机在越来越多的领域中得 到广泛的应用，主要包括科学计算、数据处理、自动控制、辅 助功能、网络通信、人工智能等方面。 1．科学计算 科学计算也称为数值计算，是计算机最早的应用领域，高 速度、高精度的运算是人工运算所望尘莫及的。现代科学技术 中有大量复杂的数值计算，例如在地震预测、气象预报、工程 设计、火箭和卫星发射等尖端科技领域，都离不开计算机的精 确计算，从而大大节省了人力、物力和时间。
针式打印机
喷墨打印机 图1.2.8 打印机
激光打印机
5．扫描仪和数码相机 扫描仪和数码相机是常见的外部输入设备。扫描仪可以 将照片、文字、图像等扫描到计算机中，并以图片的格式保 存在计算机中，如图1.2.9所示。数码相机可以通过自身携带 的感光器件将外部图像转化为数字信号并输入到计算机中， 然后借助于计算机的处理手段，根据需要和想象对图像进行 处理，如图1.2.10所示。
图1.2.3 计算机硬件组成
图1.2.4 主机
2．显示器 显示器是计算机必不可少的输出设备，它是人机交流的主 要部件，用于显示文字、图表等各种信息。计算机的显示系统 主要由显示器和显卡构成。显卡用于控制字符与图形在显示器 屏幕上的输出，而显示器只是将显卡输出的信号显示出来。显 示器的显示内容和显示质量的高低主要由显卡的性能决定，常 见有阴极射线管（CRT）显示器和液晶（LCD）显示器两种， 如图1.2.5所示。
1.1 计算机的概述 1.2 计算机的基本组成 1.3 计算机的启动和关闭
1.1 计算机的概述
计算机是当代社会人们生活中不可缺少的一种电子 设备。计算机的问世，对人类社会的生产和生活产生了深 远的影响，极大地促进了生产力的发展和社会的进步。它 标志着人类又开始了一个新的信息革命时代。
6．可靠性强 随着科学技术的不断发展，电子技术也发生着 很大的变化，电子器件的可靠性也越来越高。在计 算机的设计过程中，通过采用新的结构可以使其具 有更高的可靠性。
1.1.4 计算机的应用
随着计算机技术的发展，计算机在越来越多的领域中得 到广泛的应用，主要包括科学计算、数据处理、自动控制、辅 助功能、网络通信、人工智能等方面。 1．科学计算 科学计算也称为数值计算，是计算机最早的应用领域，高 速度、高精度的运算是人工运算所望尘莫及的。现代科学技术 中有大量复杂的数值计算，例如在地震预测、气象预报、工程 设计、火箭和卫星发射等尖端科技领域，都离不开计算机的精 确计算，从而大大节省了人力、物力和时间。
针式打印机
喷墨打印机 图1.2.8 打印机
激光打印机
5．扫描仪和数码相机 扫描仪和数码相机是常见的外部输入设备。扫描仪可以 将照片、文字、图像等扫描到计算机中，并以图片的格式保 存在计算机中，如图1.2.9所示。数码相机可以通过自身携带 的感光器件将外部图像转化为数字信号并输入到计算机中， 然后借助于计算机的处理手段，根据需要和想象对图像进行 处理，如图1.2.10所示。
图1.2.3 计算机硬件组成
图1.2.4 主机
2．显示器 显示器是计算机必不可少的输出设备，它是人机交流的主 要部件，用于显示文字、图表等各种信息。计算机的显示系统 主要由显示器和显卡构成。显卡用于控制字符与图形在显示器 屏幕上的输出，而显示器只是将显卡输出的信号显示出来。显 示器的显示内容和显示质量的高低主要由显卡的性能决定，常 见有阴极射线管（CRT）显示器和液晶（LCD）显示器两种， 如图1.2.5所示。
微机原理-第1章 计算机基础知识
代表字母：D
二进制(binary system):
进位基数为为“2”，即其使用的数码为0，1，共
两个。 二进制各位的权是以2为底的幂，
代表字母：B
八进制(octave system): 进位基数为“8”，即其数码共有8个：0，1，2，3，
4，5，6，7。 代表字母：O 十六进制(hexadecimal system): 进位基数为“16”，即其数码共有16个：0，1，2，3，
作用：利用摩根定理，可以解决与门、或门互换的 问题。
二变量的摩根定理为：
A+B=A·B A·B=A+B 推广到多变量：
A+B+C+…=A·B·C…
A·B·C…=A+B+C+… 至于多变量的摩根定理，用相同的方法同样可以得
到证明。 这个定理可以用一句话来记忆：头上切一刀，下面
变个号。 【例1.10】
1.1.3 为什么要用十六进制？
用十六进制既可简化书写，又便于记忆。如下列 一些等值的数：1000(2)=8(16)(即8(10))
1111(2)=F(16)(即15(10)) 11 0000(2)=30(16)(即48(10))
1.1.4 数制的转换方法
1. 十进制数转换成二进制数的方法 整数部分：采用基数连除的方法； 小数部分：采用基数连乘的方法；
在计算机的设计与使用上常用的数制则为十进制、 二进制、八进制和十六进制。
1.1.1 数制的基与权 概念：
1、数制的基（进位基数）：每一数位所能使用的数
码的个 数称为数制的基；
2、数制的权：数制每一数位取值为1时所具有的值 的大小，称为权。
十进制(decimal system)：进位基数为“10”，即它所 使用的数码为0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，共 有10个。
二进制(binary system):
进位基数为为“2”，即其使用的数码为0，1，共
两个。 二进制各位的权是以2为底的幂，
代表字母：B
八进制(octave system): 进位基数为“8”，即其数码共有8个：0，1，2，3，
4，5，6，7。 代表字母：O 十六进制(hexadecimal system): 进位基数为“16”，即其数码共有16个：0，1，2，3，
作用：利用摩根定理，可以解决与门、或门互换的 问题。
二变量的摩根定理为：
A+B=A·B A·B=A+B 推广到多变量：
A+B+C+…=A·B·C…
A·B·C…=A+B+C+… 至于多变量的摩根定理，用相同的方法同样可以得
到证明。 这个定理可以用一句话来记忆：头上切一刀，下面
变个号。 【例1.10】
1.1.3 为什么要用十六进制？
用十六进制既可简化书写，又便于记忆。如下列 一些等值的数：1000(2)=8(16)(即8(10))
1111(2)=F(16)(即15(10)) 11 0000(2)=30(16)(即48(10))
1.1.4 数制的转换方法
1. 十进制数转换成二进制数的方法 整数部分：采用基数连除的方法； 小数部分：采用基数连乘的方法；
在计算机的设计与使用上常用的数制则为十进制、 二进制、八进制和十六进制。
1.1.1 数制的基与权 概念：
1、数制的基（进位基数）：每一数位所能使用的数
码的个 数称为数制的基；
2、数制的权：数制每一数位取值为1时所具有的值 的大小，称为权。
十进制(decimal system)：进位基数为“10”，即它所 使用的数码为0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，共 有10个。
数电最全答案
结构等方面,向高性能、多功能的方向发展，如天气预报、灾难预
报、科学计算。 世界最快超级计算机为天津国家超级计算机中心的天河-1A，速度 为每秒2.5千万亿次. 三网络化：知识大爆炸、信息高速公路
二、计算机的特点、应用 自动性：自动执行存储在存储器中的程序，以完成一定的信 息处理任务 高速性：Pentium指令周期只有几个~几十个毫微秒 准确性：
有关术语：
1. 位 ( bit)
指计算机能表示的最基本最小的单位
在计算机中采用二进制表示数据和指令，故： 位就是一个二进制位，有两种状态，“0” 和 “1” 2. 字节 ( Byte ) 相邻的8位二进制数称为一个字节 如： 1100 0011 0101 0111 1 Byte = 8 bit
1AF . 4H =1×162 +10×16 1+15×16 0+4×16 -1
= （431.25）10
2、各种数制之间的转换
(1) 二进制、十六进制转十进制：按权展开即可。 例如： （10110.101）2 =1×24 +0×2 3+1×2 2+1×2 1+0×2 0+1×2 1+
0×2 -2+1×2 –3 = （22.625）10
反码：正数的反码与原码相同；负数的反码等于该数的原码 除符号位外按位取反。
X X n (2 1) X
2 n 1 X ≥ 0 0≥ X -2n 1
例如：12的8位反码为 0000 1100B -12的8位原码： 1000 1100B -12的8位反码为 1111 0011B
例如：二进制数110101110.01B转换为十六进制数 0001 1010 1110 . 0100 ↓ 1 ↓ A ↓ ↓ E . 4
第1章 计算机基础知识
（1）巨型计算机。 （2）大型计算机。 （3）小型计算机。 （4）微型计算机。
10
第1章 计算机基础知识
1.2 计算机的系统组成
一台完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部 分组成。硬件与软件结合，计算机才能正常运行。
11
第1章 计算机基础知识
1.2.1 计算机的硬件系统
一个完整的计算机硬件系统，主要由运算器、控制器 、存储器（内部存储器和外部存储器）、输入设备和输出 设备五大部件组成。其中，运算器和控制器统称为中央处 理器（CPU——Central Processing Unit），CPU是计算 机的核心部件，由它发号施令协调计算机各个部件有条 不紊地工作。 1. 运算器
7.计算机网络应用
计算机网络的出现，加速了全球的信息化进程。所有的信 息资源连接成一个全球性的大型网络，包括文字、数据、图形 、图像和视频等各种形态的信息都可以在一个大型网络中交互
使用。
9
第1章 计算机基础知识
1.1.5
计算机的分类
计算机有多种分类方法，如根据信息的表示和处理方 式，有数字电子计算机、模拟电子计算机和数字模拟混合 电子计算机；根据用途来分，有专用计算机和通用计算 机；根据计算机规模和性能来分，有巨型计算机、大型计 算机、小型计算机和微型计算机。
7
第1章 计算机基础知识
3.数据处理
计算机数据处理指对人类社会的生产活动、经济与市场、 我国改革开放的总体规划等大量数据进行处理，对这些数据进 行计划、分析、计算、评估等操作。
4.计算机辅助技术
计算机辅助技术包含计算机辅助设计（CAD——Computer Aided Design）、计算机辅助制造（CAM——Computer Aided Manufacturing）和计算机辅助教学（CAI——Computer Aided Instruction）。
10
第1章 计算机基础知识
1.2 计算机的系统组成
一台完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部 分组成。硬件与软件结合，计算机才能正常运行。
11
第1章 计算机基础知识
1.2.1 计算机的硬件系统
一个完整的计算机硬件系统，主要由运算器、控制器 、存储器（内部存储器和外部存储器）、输入设备和输出 设备五大部件组成。其中，运算器和控制器统称为中央处 理器（CPU——Central Processing Unit），CPU是计算 机的核心部件，由它发号施令协调计算机各个部件有条 不紊地工作。 1. 运算器
7.计算机网络应用
计算机网络的出现，加速了全球的信息化进程。所有的信 息资源连接成一个全球性的大型网络，包括文字、数据、图形 、图像和视频等各种形态的信息都可以在一个大型网络中交互
使用。
9
第1章 计算机基础知识
1.1.5
计算机的分类
计算机有多种分类方法，如根据信息的表示和处理方 式，有数字电子计算机、模拟电子计算机和数字模拟混合 电子计算机；根据用途来分，有专用计算机和通用计算 机；根据计算机规模和性能来分，有巨型计算机、大型计 算机、小型计算机和微型计算机。
7
第1章 计算机基础知识
3.数据处理
计算机数据处理指对人类社会的生产活动、经济与市场、 我国改革开放的总体规划等大量数据进行处理，对这些数据进 行计划、分析、计算、评估等操作。
4.计算机辅助技术
计算机辅助技术包含计算机辅助设计（CAD——Computer Aided Design）、计算机辅助制造（CAM——Computer Aided Manufacturing）和计算机辅助教学（CAI——Computer Aided Instruction）。
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20
第1章
微型计算机基础知识
1.2 微型计算机系统组成 一台完整的计算机系统是由硬件和软件两大 部分组成的。计算机硬件是指那些为组成计算 机而有机连接在一起的电子、机械、光学等元 部件或装置的总和，它是有形的物理实体；计 算机软件是相对于硬件而言的，软件可包括计 算机运行所需的各种程序、使用手册、说明书 和文档等有关资料。
21世纪高等院校规划教材
微型计算机原理 与接口技术
中国水利水电出版社
主 编：杨 立
欢
迎
使
用
1
《微型计算机原理与接口技术》 课程简介
1. 课程性质及教学目的
《微型计算机原理与接口技术》是学习微型
计算机基本知识和应用技能的重要课程。本课程
帮助学生掌握微型计算机的硬件组成及使用；学 会运用指令系统和汇编语言进行程序设计；熟悉 各种典型的接口芯片和接口技术及其具体应用， 为后继计算机课程的学习及工程实际应用打好基
1.1.3 微型计算机的性能指标 位：指二进制位（Bit），由“0”和“1”两种状态 构成。 字节：由8个二进制位组成。即8位二进制数组成 一个字节。 字：是计算机内部进行数据处理的基本单位。 字长：是计算机在交换、加工和存放信息位的最 基本的长度。 主频：是指计算机中时钟脉冲发生器所产生的时 钟信号的频率。
第1章
微型计算机基础知识
1.1.4 微型计算机的分类 按照微处理器器件的制造工艺来分类：MOS工艺和 双极型TTL工艺微处理器。 按照微型计算机的组成结构来分类：单片机（在一 个芯片上包括有CPU、RAM、ROM及I/O接口电路等完 整功能的微型计算机），单板机、位片式微型计算 机等。 按照微处理器能够处理的数据字长来分类：4位、 8位、16位、32位和64位微型计算机等。
I/O
微 处 理 器 CPU
内总线 总线控制器 系统总线
I/O
接口卡 硬盘
I/O
接口卡 软驱
I/O
接口卡 显示器
I/O
接口卡 I/O 接 口 卡 外 部 总 线
打印机
协 处 理 器 外围设备
图 1- 1 通用微型计算机系统结构
23
第1章
微型计算机基础知识
1.微处理器 处 理 器 也 称 为 中 央 处 理 器 CPU （ Control
21
第1章
微型计算机基础知识
1.2.1 微型计算机的硬件结构及其功能
通用的微型计算机硬件一般由微处理器、内存
储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/
输出设备等部件组成，图1-1所示为通用微型计
算机的硬件系统结构。
22
存储器 ROM RAM
扬声器
键 盘 外围设备 I/O 接口芯片 扩充 RAM RS232 汉字卡 I/O
27
第1章
微型计算机基础知识
（2）地址总线AB（Address Bus）：传送地址。实现从CPU送 地址至内存储器和I/O设备，或从外存储器传送地址至内存储 器等。 （3）控制总线CB（Control Bus）：传送控制信号、时序 信号和状态信息等。控制总线是控制器发送控制信号的通道， 控制信号通过控制总线通往各个设备，使这些设备完成指定 的操作。
29
第1章
微型计算机基础知识
5. 主机板 通常，我们将CPU、RAM、ROM、I/O接口电路以及系统 总线组成的计算机装置称为“主机”，主机的主体是系统
主板或简称主板。
主板主要由CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、 CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助 电路等硬件组成。
5
《微型计算机原理与接口技术》 课程简介
介绍基本输入/输出接口技术； 以常用的8259A中断控制器介绍中断控制接口技 术； 介绍8237A可编程DMA控制器与定时/计数器接口 8253芯片； 介绍8255A并行接口和8250、USB串行通信接口； 介绍常用的键盘、鼠标、CRT、打印机、扫描仪 等人机交互接口技术； 以A/D、D/A转换器来分析模拟量输入/输出接口 技术等有关知识。
3
《微型计算机原理与接口技术》 课程简介
相关概念、理论及应用均以基本要求为主； 在表达上以实例引出概念、提出问题，通过阐 述与分析，进行归纳总结，做到层次清晰，脉络 分明； 在内容编排上，以典型微型计算机为对象，加 大应用实例的分析，力求由浅入深，循序渐进， 举一反三，突出重点，内容精炼，通俗易懂，强 调教材的实用性。
12
第1章
微型计算机基础知识
目前，计算机的应用已经进入了以计算机网络为特点 的信息社会时代，计算机已经成为人类社会活动中不可缺 少的工具，从仪器仪表和家电的智能化，到科学计算、自 动控制、办公自动化、生产自动化、数据和事务处理、计 算机辅助设计、数据库应用、计算机网络应用、人工智能、 计算机模拟、计算机辅助教育等各个领域均得到了广泛的
6பைடு நூலகம்
第1章
微型计算机基础知识
本章主要教学内容
微处理器的产生和发展、微处理器系统
微型计算机的特点、分类及性能指标
微型计算机系统的软、硬件组成情况 计算机中的数制及其转换 无符号数和带符号数的表示方法 ASCII码、BCD码的相关概念和应用
7
第1章
微型计算机基础知识
本章教学目的及要求
础。
2
《微型计算机原理与接口技术》 课程简介
2. 课程教学安排
总学时：80～90；其中实验学时：20～30 考试形式：笔试+实践操作
3. 教材特点
注重学科体系的完整和前后内容的有机衔接， 突出应用特色，理论联系实际，并与工程实践相 结合； 注入案例的介绍，加大实践教学内容的比重， 增加计算机发展的新技术和新知识；
18
第1章
微型计算机基础知识
内存容量：是微处理器构成的系统所能访问的最大存 储单元数。 指令数：是微型计算机能够完成某种操作功能的命令 数目。 基本指令执行时间：指计算机执行基本指令所花的时 间。 可靠性：指在规定的时间和条件下，正常工作不发生 故障的概率。 兼容性：指计算机的硬件设备和软件程序可用于其他 系统的性能。 性能价格比：主要指计算机的硬件和软件性能与售价 19 的关系。
应用。它已渗透到国民经济的各个领域，极大地改变了人
们的工作、学习、生活方式，成为信息时代的主要标志。
13
第1章
微型计算机基础知识
1.1.1 微处理器的产生与发展 20世纪70年代初美国硅谷诞生了第一片微处理器 （Microprocessor）。微型计算机就是以微处理器为 核心，配置相应的存储器、I/O接口电路和系统总线 等构成。 微型计算机一经问世，就以其体积小、重量轻、 价格低廉、可靠性高、结构灵活、适应性强和应用面 广等一系列优点，占领了世界计算机市场并得到了广 泛的运用，成为现代社会不可缺少的重要工具。
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第1章
微型计算机基础知识
1.1.2 微型计算机的特点 微型计算机除具有运算速度快、计算精度高、有记 忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等特点以 外，还具有以下几方面的明显特点： 功能强 可靠性高 价格低廉 结构灵活、适应性强 体积小、重量轻、功耗低 使用和维护方便
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第1章
微型计算机基础知识
Processing Unit），是微型计算机的核心部件，由运
算单元、控制单元、寄存器组以及总线接口部件等组 成，其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各 个部件有机地工作。
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第1章
微型计算机基础知识
2. 内存储器
内存储器也称为主存储器，主要用来存放计算机工作过程中 需要操作的数据和程序。 内存储器中存放的信息通常有两类：一类是要处理的数据和
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第1章
微型计算机基础知识
3. 系统总线
系统总线是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信 息的公共通道。各个部件直接用系统总线相连，信号通过总 线相互传送。 根据总线传送内容的不同，可以分成以下3种：
（1）数据总线DB（Data Bus）：传送数据。主要实现CPU
与内存储器或I/O设备之间、内存储器与I/O设备或外存储器 之间的数据传送。数据总线一般为双向总线，总线的宽度等 于计算机的字长。
熟悉微处理器的产生和发展，掌握微型计算 掌握计算机的基本结构及工作原理；
机的分类、性能指标；
掌握计算机中常用的数制及其转换、带符号
数的表示、字符编码和汉字编码的基本知识 。
8
第1章
微型计算机基础知识
1.1 微型计算机概述
1946年2月15日研制出世界上第一台电子数字计算 机：ENIAC（电子数字积分计算机）。 1946年6月，美籍匈牙利科学家冯· 诺依曼（Johe Von Neumman）提出了“存储程序”和“程序控制”的 计算机设计方案，其特点是： （1）采用二进制数的形式来表示数据和指令； （2）把指令和数据存储在计算机内部的存储器中，按 照在存储器中存放的顺序自动依次执行指令；
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第1章
微型计算机基础知识
（3）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输 出设备5大部件组成计算机的基本硬件系统； （4）由控制器来控制程序和数据的存取以及程序 的执行； （5）以运算器为核心，所有的执行都经过运算器。
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第1章
微型计算机基础知识
从第一台电子计算机面世到现在，计算机 按照其逻辑部件的组成来化分，经历了4个时代 的发展。 第一代（1946年~1958年）：电子管阶段 第二代（1959年~1964年）：晶体管阶段 第三代（1965年~1970年）：集成电路阶段 第四代（1971年~现在）：大规模/超大规模 集成电路阶段
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第1章
微型计算机基础知识
进入20世纪70年代以后，美国Intel公司 研制并推出了微处理器，诞生了微型计算机，使 计算机的存储容量、运算速度、可靠性、性能价 格比等方面都有了较大的突破。在系统结构方面， 发展了并行处理技术、多处理机系统、分布式计 算机系统和计算机网络；在软件方面，推出了各 种系统软件、支撑软件、应用软件，发展了分布 式操作系统和软件工程标准化，并逐渐形成了软 件产业。
第1章
微型计算机基础知识
1.2 微型计算机系统组成 一台完整的计算机系统是由硬件和软件两大 部分组成的。计算机硬件是指那些为组成计算 机而有机连接在一起的电子、机械、光学等元 部件或装置的总和，它是有形的物理实体；计 算机软件是相对于硬件而言的，软件可包括计 算机运行所需的各种程序、使用手册、说明书 和文档等有关资料。
21世纪高等院校规划教材
微型计算机原理 与接口技术
中国水利水电出版社
主 编：杨 立
欢
迎
使
用
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《微型计算机原理与接口技术》 课程简介
1. 课程性质及教学目的
《微型计算机原理与接口技术》是学习微型
计算机基本知识和应用技能的重要课程。本课程
帮助学生掌握微型计算机的硬件组成及使用；学 会运用指令系统和汇编语言进行程序设计；熟悉 各种典型的接口芯片和接口技术及其具体应用， 为后继计算机课程的学习及工程实际应用打好基
1.1.3 微型计算机的性能指标 位：指二进制位（Bit），由“0”和“1”两种状态 构成。 字节：由8个二进制位组成。即8位二进制数组成 一个字节。 字：是计算机内部进行数据处理的基本单位。 字长：是计算机在交换、加工和存放信息位的最 基本的长度。 主频：是指计算机中时钟脉冲发生器所产生的时 钟信号的频率。
第1章
微型计算机基础知识
1.1.4 微型计算机的分类 按照微处理器器件的制造工艺来分类：MOS工艺和 双极型TTL工艺微处理器。 按照微型计算机的组成结构来分类：单片机（在一 个芯片上包括有CPU、RAM、ROM及I/O接口电路等完 整功能的微型计算机），单板机、位片式微型计算 机等。 按照微处理器能够处理的数据字长来分类：4位、 8位、16位、32位和64位微型计算机等。
I/O
微 处 理 器 CPU
内总线 总线控制器 系统总线
I/O
接口卡 硬盘
I/O
接口卡 软驱
I/O
接口卡 显示器
I/O
接口卡 I/O 接 口 卡 外 部 总 线
打印机
协 处 理 器 外围设备
图 1- 1 通用微型计算机系统结构
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微型计算机基础知识
1.微处理器 处 理 器 也 称 为 中 央 处 理 器 CPU （ Control
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第1章
微型计算机基础知识
1.2.1 微型计算机的硬件结构及其功能
通用的微型计算机硬件一般由微处理器、内存
储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/
输出设备等部件组成，图1-1所示为通用微型计
算机的硬件系统结构。
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存储器 ROM RAM
扬声器
键 盘 外围设备 I/O 接口芯片 扩充 RAM RS232 汉字卡 I/O
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第1章
微型计算机基础知识
（2）地址总线AB（Address Bus）：传送地址。实现从CPU送 地址至内存储器和I/O设备，或从外存储器传送地址至内存储 器等。 （3）控制总线CB（Control Bus）：传送控制信号、时序 信号和状态信息等。控制总线是控制器发送控制信号的通道， 控制信号通过控制总线通往各个设备，使这些设备完成指定 的操作。
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第1章
微型计算机基础知识
5. 主机板 通常，我们将CPU、RAM、ROM、I/O接口电路以及系统 总线组成的计算机装置称为“主机”，主机的主体是系统
主板或简称主板。
主板主要由CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、 CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助 电路等硬件组成。
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《微型计算机原理与接口技术》 课程简介
介绍基本输入/输出接口技术； 以常用的8259A中断控制器介绍中断控制接口技 术； 介绍8237A可编程DMA控制器与定时/计数器接口 8253芯片； 介绍8255A并行接口和8250、USB串行通信接口； 介绍常用的键盘、鼠标、CRT、打印机、扫描仪 等人机交互接口技术； 以A/D、D/A转换器来分析模拟量输入/输出接口 技术等有关知识。
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《微型计算机原理与接口技术》 课程简介
相关概念、理论及应用均以基本要求为主； 在表达上以实例引出概念、提出问题，通过阐 述与分析，进行归纳总结，做到层次清晰，脉络 分明； 在内容编排上，以典型微型计算机为对象，加 大应用实例的分析，力求由浅入深，循序渐进， 举一反三，突出重点，内容精炼，通俗易懂，强 调教材的实用性。
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第1章
微型计算机基础知识
目前，计算机的应用已经进入了以计算机网络为特点 的信息社会时代，计算机已经成为人类社会活动中不可缺 少的工具，从仪器仪表和家电的智能化，到科学计算、自 动控制、办公自动化、生产自动化、数据和事务处理、计 算机辅助设计、数据库应用、计算机网络应用、人工智能、 计算机模拟、计算机辅助教育等各个领域均得到了广泛的
6பைடு நூலகம்
第1章
微型计算机基础知识
本章主要教学内容
微处理器的产生和发展、微处理器系统
微型计算机的特点、分类及性能指标
微型计算机系统的软、硬件组成情况 计算机中的数制及其转换 无符号数和带符号数的表示方法 ASCII码、BCD码的相关概念和应用
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微型计算机基础知识
本章教学目的及要求
础。
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《微型计算机原理与接口技术》 课程简介
2. 课程教学安排
总学时：80～90；其中实验学时：20～30 考试形式：笔试+实践操作
3. 教材特点
注重学科体系的完整和前后内容的有机衔接， 突出应用特色，理论联系实际，并与工程实践相 结合； 注入案例的介绍，加大实践教学内容的比重， 增加计算机发展的新技术和新知识；
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微型计算机基础知识
内存容量：是微处理器构成的系统所能访问的最大存 储单元数。 指令数：是微型计算机能够完成某种操作功能的命令 数目。 基本指令执行时间：指计算机执行基本指令所花的时 间。 可靠性：指在规定的时间和条件下，正常工作不发生 故障的概率。 兼容性：指计算机的硬件设备和软件程序可用于其他 系统的性能。 性能价格比：主要指计算机的硬件和软件性能与售价 19 的关系。
应用。它已渗透到国民经济的各个领域，极大地改变了人
们的工作、学习、生活方式，成为信息时代的主要标志。
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微型计算机基础知识
1.1.1 微处理器的产生与发展 20世纪70年代初美国硅谷诞生了第一片微处理器 （Microprocessor）。微型计算机就是以微处理器为 核心，配置相应的存储器、I/O接口电路和系统总线 等构成。 微型计算机一经问世，就以其体积小、重量轻、 价格低廉、可靠性高、结构灵活、适应性强和应用面 广等一系列优点，占领了世界计算机市场并得到了广 泛的运用，成为现代社会不可缺少的重要工具。
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第1章
微型计算机基础知识
1.1.2 微型计算机的特点 微型计算机除具有运算速度快、计算精度高、有记 忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等特点以 外，还具有以下几方面的明显特点： 功能强 可靠性高 价格低廉 结构灵活、适应性强 体积小、重量轻、功耗低 使用和维护方便
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微型计算机基础知识
Processing Unit），是微型计算机的核心部件，由运
算单元、控制单元、寄存器组以及总线接口部件等组 成，其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各 个部件有机地工作。
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微型计算机基础知识
2. 内存储器
内存储器也称为主存储器，主要用来存放计算机工作过程中 需要操作的数据和程序。 内存储器中存放的信息通常有两类：一类是要处理的数据和
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微型计算机基础知识
3. 系统总线
系统总线是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信 息的公共通道。各个部件直接用系统总线相连，信号通过总 线相互传送。 根据总线传送内容的不同，可以分成以下3种：
（1）数据总线DB（Data Bus）：传送数据。主要实现CPU
与内存储器或I/O设备之间、内存储器与I/O设备或外存储器 之间的数据传送。数据总线一般为双向总线，总线的宽度等 于计算机的字长。
熟悉微处理器的产生和发展，掌握微型计算 掌握计算机的基本结构及工作原理；
机的分类、性能指标；
掌握计算机中常用的数制及其转换、带符号
数的表示、字符编码和汉字编码的基本知识 。
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微型计算机基础知识
1.1 微型计算机概述
1946年2月15日研制出世界上第一台电子数字计算 机：ENIAC（电子数字积分计算机）。 1946年6月，美籍匈牙利科学家冯· 诺依曼（Johe Von Neumman）提出了“存储程序”和“程序控制”的 计算机设计方案，其特点是： （1）采用二进制数的形式来表示数据和指令； （2）把指令和数据存储在计算机内部的存储器中，按 照在存储器中存放的顺序自动依次执行指令；
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微型计算机基础知识
（3）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输 出设备5大部件组成计算机的基本硬件系统； （4）由控制器来控制程序和数据的存取以及程序 的执行； （5）以运算器为核心，所有的执行都经过运算器。
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微型计算机基础知识
从第一台电子计算机面世到现在，计算机 按照其逻辑部件的组成来化分，经历了4个时代 的发展。 第一代（1946年~1958年）：电子管阶段 第二代（1959年~1964年）：晶体管阶段 第三代（1965年~1970年）：集成电路阶段 第四代（1971年~现在）：大规模/超大规模 集成电路阶段
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微型计算机基础知识
进入20世纪70年代以后，美国Intel公司 研制并推出了微处理器，诞生了微型计算机，使 计算机的存储容量、运算速度、可靠性、性能价 格比等方面都有了较大的突破。在系统结构方面， 发展了并行处理技术、多处理机系统、分布式计 算机系统和计算机网络；在软件方面，推出了各 种系统软件、支撑软件、应用软件，发展了分布 式操作系统和软件工程标准化，并逐渐形成了软 件产业。