微型计算机的基本知识

学时安排
讲课 40 学时 实验20 14周 实验20 学时 （9-14周）
硬件技术基础
课程特点
入门后就非常容易， 入门较难，入门后就非常容易，用处大
课程内容
第一部分 汇编语言 第二部分 计算机接口
成绩评定
总成绩=平时、实验（30%） 期末（70%） 总成绩=平时、实验（30%）+期末（70%）
硬件技术基础
硬件技术基础
参考书目
• • • • • 汇编语言设计》 《IBM 汇编语言设计》沈美明 清华大学出版社 微型计算机原理与接口技术》 《微型计算机原理与接口技术》冯博琴 清华大学出版社 计算机硬件技术基础》 《计算机硬件技术基础》 邹逢兴 高等教育出版社 计算机等级三级PC技术 计算机等级三级 技术 高教出版社 微机原理 类
PCI（Peripheral Component Interconnect)
PCI 插槽
CPU插槽 插槽
内存插槽
硬件技术基础
主板
CPU
各种板卡 内部组成
硬件技术基础
RAM
入门电脑配置单
配件名称 CPU 内存 硬盘 光驱 键盘鼠标 显示器 显卡 主板
硬件技术基础
配件型号
Intel 奔腾双核E5200 2.5GHZ 威刚2G DDR2 800 (万紫千红) WD 320GB 7200转 16MB 三星TS-H662A 双飞燕防水飞燕光电套装 优派VA1916w液晶显示器 铭瑄9800GT终结者1024M 顶星T-P45K主板
硬件技术基础
1.2 微型计算机系统的三个层次
从微型计算机系统构成的角度来看，系统 从微型计算机系统构成的角度来看， 的构成分成三个层次： 的构成分成三个层次： 微处理器—微型计算机 微型计算机系统 微处理器 微型计算机—微型计算机系统 微型计算机
硬件技术基础
算术逻辑部件 累加器、寄存器
微 微 处 理 器 机 算 计 型
价格
480 180 315 185 65 850 780 499
1.1.1 处理器及微机的发展概况
微处理器从最初发展至今已经有四十多年的历史 这期间，按照其处理信息的字长， 了，这期间，按照其处理信息的字长，可以分 四位微处理器、八位微处理器、 为：四位微处理器、八位微处理器、十六位微处 理器、 理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器 等等。 等等。
硬件技术基础
1.2.2 微型计算机
微型计算机（ 微型计算机（Microcomputer）是以微处理器为核心，加上 ）是以微处理器为核心， 内部存储器、输入/输出接口和系统总线构成 输出接口和系统总线构成。 内部存储器、输入 输出接口和系统总线构成。 微型计算机各个部分的主要功能为： 微型计算机各个部分的主要功能为： 1. CPU----微型计算机的运算与控制中心； CPU----微型计算机的运算与控制中心 微型计算机的运算与控制中心； 2. 内存----包括只读存储器 和随机存储器RAM。ROM 内存 包括只读存储器ROM和随机存储器 包括只读存储器 和随机存储器 。 主要用于保存微机系统的重要程序和数据， 主要用于保存微机系统的重要程序和数据，RAM则是微 则是微 机系统的程序和数据缓冲区与存放地； 机系统的程序和数据缓冲区与存放地； 3. 系统总线 为CPU与其它部件之间提供信息的传输通道。 系统总线----为 与其它部件之间提供信息的传输通道。 与其它部件之间提供信息的传输通道 根据提供信息的种类差别，系统总线一般又进一步分成： 根据提供信息的种类差别，系统总线一般又进一步分成： 数据总线、地址总线和控制总线。 数据总线、地址总线和控制总线。
硬件技术基础
国产CPU——龙芯 Loongson 2002年
标志着我国在现代通用微处理器设计方面实现了“ 标志着我国在现代通用微处理器设计方面实现了“零”的突破， 的突破， 打破了我国长期依赖国外CPU产品的无芯的历史。 CPU产品的无芯的历史 打破了我国长期依赖国外CPU产品的无芯的历史。
硬件技术基础
汇编语言与PC技术 汇编语言与 技术
计通学院计算机应用系 王雪莉 电话 ：8392348
邮件： 邮件：xueliw@upc.edu.cn 课程网站： 课程网站：http://hardware.upc.edu.cn http://202.194.145.70/jpkc/C154/Course/Index.htm
微 型 计 算 机 系 统
控制部件 内部总线 存 器 / 总线 ROM、RAM
硬件技术基础
件
1.2.1 微处理器
微处理器（Microprocessor）一般也称为CPU（或MPU）， 微处理器（ ）一般也称为 （ ）， 它是整个系统的核心部件， 它是整个系统的核心部件，它本身具有运算功能和控制功 能。 微处理器主要包括： 微处理器主要包括： 1. 算术逻辑部件 用于完成微型计算机的计算功能； 算术逻辑部件----用于完成微型计算机的计算功能 用于完成微型计算机的计算功能； 2. 运算器、寄存器----可以保存少量数据； 运算器、寄存器 可以保存少量数据； 可以保存少量数据 3. 指令执行部件 主要完成机器执行指令的过程。包括从 指令执行部件----主要完成机器执行指令的过程 主要完成机器执行指令的过程。 内存中取指令、指令译码和执行； 内存中取指令、指令译码和执行； 4. 内部总线部分 用于完成处理器内部各部件的信息传 输。 内部总线部分----用于完成处理器内部各部件的信息传
硬件技术基础
目前流行的CPU，中关村报价 ， 目前流行的
硬件技术基础
• • • •
Intel 酷睿 i5 740(参数 ） 参数 四核 45纳米 纳米 主频2530MHz 主频
硬件技术基础
• • • • •
INTEL CPU系列所有型号与性能 系列所有型号与性能 INTEL的CPU，看这个图： http://www.sunine.com/file/intel.jpg 的 ，看这个图： AMD的CPU，看这个图： http://www.sunine.com/file/amd.jpg 的 ，看这个图： 五大系列CPU核心详解 一次全了解 AMD五大系列 五大系列 核心详解 http://cpu.zol.com.cn/38/384088.html 英特尔历代经典CPU产品回顾 悉数历史 英特尔历代经典 产品回顾 http://cpu.zol.com.cn/31/313816.html CPU知识补习 英特尔 知识补习 英特尔AMD芯片核心简介 芯片核心简介 http://cpu.zol.com.cn/40/404755.html 如果想知道更多，建议你把里面的文章都看看 如果想知道更多，建议你把里面的文章都看看http://cpu.zol.com.cn/
硬件技术基础
早期使用过的微处理器
更详尽情况看这里： http://cpu.zol.com.cn/31/313852.html
硬件技术基础
CPU — 主机
主频： CPU主要的性能指标 主要的性能指标, 主频： CPU主要的性能指标,单位一般是兆赫 MHz） 千兆赫（GHz） 对于同种类的CPU CPU， （MHz）,千兆赫（GHz）。对于同种类的CPU，主频 越高，CPU的速度就越快，整机的性能就越高。 越高，CPU的速度就越快，整机的性能就越高。 的速度就越快
– 体积小、重量轻 体积小、 – 价格低廉 – 可靠性高、结构灵活 可靠性高、 – 应用面广
硬件技术基础
第一台计算机
第一台电子计算机ENIAC（1946）
J.W.Mauchly博士
硬件技术基础
现代计算机
微机
硬件技术基础
硬件技术基础
硬件技术基础
Байду номын сангаас
主 板
(显卡、网卡等的连 显卡、 显卡 接接口) 接接口
龙芯3A 龙芯
• 工作频率为900MHz～1GHz，频率 工作频率为900MHz～1GHz， 900MHz 1GHz时双精度浮点运算速度峰 为1GHz时双精度浮点运算速度峰 值达到每秒160亿次， 160亿次 值达到每秒160亿次，单精度浮 点运算速度峰值每秒320亿次。 点运算速度峰值每秒320亿次。 320亿次 65纳米CMOS工艺生产 纳米CMOS 65纳米CMOS工艺生产 • 晶体管数目达4.25亿个 晶体管数目达4.25 4.25亿个 • 集成四个64位超标量处理器核、 集成四个64位超标量处理器核、 64位超标量处理器核 4MB的二级 的二级Cache 4MB的二级Cache • 指令系统与MIPS64兼容并通过指 指令系统与MIPS64 MIPS64兼容并通过指 令扩展支持X86二进制翻译。 X86二进制翻译 令扩展支持X86二进制翻译。 • 龙芯3号在包括服务器、 龙芯3号在包括服务器、高性 能计算机、低能耗数据中心、 能计算机、低能耗数据中心、个 人高性能计算机、高端桌面应用、 人高性能计算机、高端桌面应用、 高吞吐计算应用、工业控制、 高吞吐计算应用、工业控制、数 字信号处理、 字信号处理、高端嵌入式应用等 产品中具有广阔的市场应用前景。 产品中具有广阔的市场应用前景。
硬件技术基础
• 2001 年 8 月:奔腾 4 处理器 奔腾® 处理器――达到 2 GHz 奔腾 达到 里程碑 • 2002 年 11 月：含超线程（HT）技术的奔腾 4 含超线程（ ）技术的奔腾® 处理器 • 2003 年 6 月：含超线程（HT）技术的奔腾 4 含超线程（ ）技术的奔腾® 处理器 3.2 GHz 。 • 2004 年 6 月：支持超线程（HT）技术 奔腾 4 支持超线程（ ） 奔腾® 处理器主频突破 3.4 GHz。 。 • 2006 年 5 月：英特尔 酷睿 2 双核处理器 英特尔® 酷睿™ 主频2500MHZ 主频
硬件技术基础
• 第一代 1971年 年 2300个晶体管 /片 个晶体管 片 • 第二代 第二代1973-1977年 年
Intel 4004 4040 （4位） 8008 (8位） 位 位 时钟频率1Mhz 20µs/平均每条指令 时钟频率 平均每条指令 Intel 8080 8085 Zilog Z80 (8位） 位 Motorola MC6800 (8位） 位 5000-1万晶体管 片 时钟频率 万晶体管/片 时钟频率2-4Mhz 1-2µs /平均每条指令 平均每条指令 • 第三代 第三代1978-1983年 Intel 8086 8088 80286 （16位） 年 位 2-10万晶体管 片 时钟频率4-20Mhz 0.2µs /平均每条指令 万晶体管/片 时钟频率 平均每条指令 8088的地址总线 位，内部数据总线 位，外部数据总线 位 的地址总线20位 内部数据总线16位 外部数据总线8位 的地址总线 80286的地址总线 位，内、外部数据总线均为 位 的地址总线24位 外部数据总线均为16位 的地址总线 • 第四代1983-1993年 Intel 386 486DX 486DX2 486DX4（32 第四代1983-1993年 486DX4（ 20-120万晶体管 片 万晶体管/片 时钟频率20-50Mhz 万晶体管 时钟频率 80386的地址总线 位，内、外部数据总线均为 位 的地址总线32位 外部数据总线均为24位 的地址总线 • 第五代 第五代1993年-现今 Intel Pentium (166MHZ) Pentium 年 现今 II(333MHZ) Pentiu III处理器 1999年2月面世，CPU主频从 月面世， 主频从400M到 处理器 年 月面世 主频从 到 2GHz不等，其集成度最高为 不等， 万个管子/片 不等 其集成度最高为2800万个管子 片 万个管子 Pentium IV处理器 2000年6月面世，主频为 月面世， 处理器 年 月面世 主频为1.4GHz和2GHz, 和 集成度高达4200万个管子 片 万个管子/片 集成度高达 万个管子
第 1 章 微型计算机基本知识
1.1 微型计算机的发展概况 1.2 微型计算机系统的三个层次 1.3 微型计算机的运算基础 1.4 汉字编码的基本知识
硬件技术基础
1.1 微型计算机的发展概况
电子计算机通常按体积、 电子计算机通常按体积、性能和价格分为 巨型机、大型机、中型机、 巨型机、大型机、中型机、小型机和微型 机。 微型机的特点
硬件技术基础
1.1.2 微型计算机的应用概况
计算机的应用主要集中在以下五个方面： 计算机的应用主要集中在以下五个方面： 1、科学计算 、 2、信息处理 、 3、过程控制 、 4、计算机辅助设计（CAD）/计算机辅助 、计算机辅助设计（ ） 计算机辅助 制造（ 制造（CAM） ） 5、计算机网络 、