第01章 微型计算机概述

第1章微型计算机概述

本章要点

●微型计算机的概念、发展历史、特点和分类●微型计算机的硬件系统和软件系统

●微型计算机的主要性能指标

第1章微型计算机概述

1.1 微型计算机简介

1.2 微型计算机的发展

1.2.1计算机的发展历程

1.2.2微型计算机的发展历程1.3 微型计算机的特点及分类

1.3.1 微型计算机的特点

1.3.2 微型计算机的分类

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1.4 微型计算机系统的组成

1.4.1微型计算机的硬件系统

1.4.2微型计算机的软件系统

1.4.3硬件系统和软件系统的关系

1.5 微型计算机的主要性能指标

1.6实验及实训

1.6.1实验及实训1-拆机并识别微机内部的组成部件

1.6.1实验及实训2-网上查询

1.7本章小结

1.8习题

1.9习题参考答案

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1.1微型计算机简介

微型计算机，简称微机，微计算机，也叫个人计算机(Personal Computer,PC)，是指

以微处理器为基础，配以内存储器及输入输出(I/O)接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。

第1章微型计算机概述

微型计算机具有体积小、重量轻、耗电少、性价比高、可靠性高和结构灵活等优点。它不仅能够完成算术运算，还能进行逻辑运算，其应用深入到社会生活中的各个领域，并取得了飞速的发展。随着科学技术的进一步发展，微型计算机的功能也在不断的强大。目前，科学家们正在研究具有“思维能力”的智能计算机。

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1.2 微型计算机的发展

1946年诞生了世界上第一台电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator，电子数字积分计算机），如图1-1所示。该计算机的字长为12位，加法运算速度为5000次／秒，乘法运算速度为56次／秒，比先前的继电器计算机快1000倍，比人工计算快20万倍。ENIAC的诞生，为计算机和信息产业的发展奠定了基础。

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图1-1 ENIAC（埃尼阿克）

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1.2.1 计算机的发展历程

1.第一代计算机

20世纪40年代末到50年代中期的计算机都采用电子管作为主要元件，称为第一代计算机，也就是电子管时代的计算机，主要用于科学计算。

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2.第二代计算机

20世纪50年代中期，晶体管取代了电子管，大大缩小了计算机的体积，降低了计算机的成本，同时提高了运算速度和稳定性，这个时代的计算机称为第二代计算机，也就是晶体管时代的计算机。在应用上，计算机不仅用于科学计算，而且开始应用于数据处理和过程控制。

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3.第三代计算机

20世纪60年代中期，集成电路的问世，出

现了中、小规模集成电路构成的第三代计算机。这一时期，实时系统和计算机通信网络有了一定的发展。

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4.第四代计算机

20世纪70年代初，出现了以大规模或超大规模集成电路为主体的第四代计算机。这一代计算机的体积进一步缩小，性能进一步提高，发展了并行技术和多机系统，出现了精简指令集计算机RISC（Reduced Instruction Set Computer）。微型计算机就是这一时代的产物。

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5.第五代计算机

目前，科学家们正在研究第五代计算机。第五代计算机也称人工智能计算机或者新一代计算机。第五代计算机是把信息采集、存储、处理、通信同人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不但能进行数值计算和信息的一般处理，而且具有形式化推理、联想、学习和解释的能力，能够帮助人们进行判断、决策、开拓未知领域和获得新的知识，并且人机之间可以直接通过自然语言（声音、文字）或图形图象进行信息的交换。

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1.2.2 微型计算机的发展历程

微型计算机的发展从1971年Intel公司首先研制成功的4位Intel 4004微处理器算起，已经走过了30多年的历史，经历了如下几个阶段的演变。

第1章微型计算机概述

1．第一阶段（1971～1973年）

这一阶段为4位或低档8位微处理器和微型计算机时代。典型产品是Intel 4004和Intel 8008微处理器以及分别由它们组成的MCS-4和MCS-8微型计算机。系统结构和指令系统均比较简单，主要用于家用电器和简单的控制场合。其主要技术特点如下：

（1）处理器为4位或低档8位。

（2）采用PMOS工艺，集成度低。

（3）运算功能较差，速度较慢。

（4）语言主要以机器语言或简单的汇编语言为主。

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2．第二阶段（1974～1978年）

这一阶段为中高档8位微处理器和微型计算机时代。

典型产品是Intel公司的8080/8085、Motorola公司的MC 6800和Zilog公司的Z 80等微处理器以及各种8位的单片机。其主要技术特点如下：

（1）处理器为中高档8位。

（2）采用NMOS工艺，集成度比第一代提高4倍左右。（3）运算速度提高10～15倍。

（4）采用机器语言、汇编语言或高级语言，后期配有操作系统。

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3．第三阶段（1978～1981年）

这一阶段为16位微处理器和微型计算机时代。典型产品是Intel公司的8086/8088，Motorola公司的

MC 68000和Zilog公司的Z 8000等微处理器。在这一阶段，指令系统更加丰富和完善，采用多级中断系统、多种寻址方式、段式存储器结构和硬件乘除部件等，并配有强有力的软件系统，时钟频率为5MHz～

10MHz，平均指令执行时间为1μs。其主要技术特点如下：

（1）处理器为16位。

（2）采用HMOS工艺，集成度比第二代提高了一个数量级。

（3）运算速度比第二代提高了一个数量级。

（4）采用汇编语言、高级语言并配有软件系统。