微型计算机
第一章微型计算机基础
（2）反码表示法
数的最高位表示数的符号，数值部分对于正数 同真值，对于负数是真值各位取反，这种表示法 就叫反码表示法。
1．对于正数： 符号位用0表示，数字位同真值 2．对于负数： 符号位用1表示，数字位为真值 按位取反。
例 x＝+91＝+10l1011B [x]反=01011011B 例 y＝-91＝-1011011B [y]反=10100100B “0”的表示：[+0]反=00000000B [-0]反 =11111111B 对于8位机，反码可表示的数的范围：-127～ +127。
0⊕1＝1 读作0“异或”1等于1
1⊕0＝1 读作1“异或”0等于1
1⊕1＝0 读作1“异或”1等于0
例：
10101111
⊕11000010
01101101
1.2.2计算机中带符号数的表示方法
几个概念: 无符号数 机器数
带符号数 真值
机器数的三种表示方法: 原码表示法 反码表示法 补码表示法
（1）原码表示法
将传统计算机的运算器和控制器集成在一块大 规模集成电路芯片上作为中央处理部件，简称为微 处理器(CPU),微型计算机是以微处理器为核心，再 配上存储器、接口电路等芯片构成的。
微处理器按照其功能可以分为两大部分：总线接口单元 （BIU）和执行单元（EU）。 按照计算机CPU、字长和功能划分，经历了5代的演变: ➢ 第一代（1971年～1973年）：4位和8位低档微处理器 ➢ 第二代（1974年～1978年）：8位中高档微处理器 ➢ 第三代（1978年～1980年）：16位微处理器 ➢ 第四代（1981年～1992年）：32位微处理器 ➢ 第五代（1993年以后）：全新高性能奔腾系列微处理
微型计算机原理及应用技术
0000
0
9
0001
1
10
0010
2
11
0011
3
12
0100
4
13
0101
5
14
0110
6
15
0111
7
16
1000
8
17
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
0000
6
0001
7
0010
8
0011Leabharlann 9010010
0101
11
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
小型微型计算机系统
小型微型计算机系统1. 简介小型微型计算机系统（Small-Scale Microcomputer Systems）是指在硬件配置、功能规模、应用场景等方面都相对较小的计算机系统。
它通常包括一台微型计算机（Microcomputer）、相关外设以及运行在其上的软件系统。
小型微型计算机系统具有体积小、成本低、便携性强等特点，因此被广泛应用在个人办公、个人娱乐、教育培训等领域。
本文将从硬件构成、软件支持以及应用领域等方面对小型微型计算机系统进行详细介绍。
2. 硬件构成小型微型计算机系统的硬件构成主要包括以下几个方面：2.1 微型计算机微型计算机是小型微型计算机系统的核心部件，它包括：•中央处理器（CPU）：负责执行计算机指令，进行数据的处理和运算。
•内存（RAM）：用于存储程序和数据，提供临时存储空间。
•硬盘（Hard Disk）：用于长期存储数据和程序。
•输入/输出设备（Input/Output Devices）：如键盘、鼠标、显示器、音响等，用于与计算机进行信息的输入和输出。
2.2 外部设备外部设备是为了满足用户需求而与微型计算机系统相连的设备，包括但不限于：•打印机：用于将计算机处理后的数据打印出来。
•扫描仪：用于将纸质文件转换成电子格式。
•摄像头：用于视频聊天、摄影等。
•音响设备：如音箱、耳机等，用于播放音频信息。
2.3 网络连接设备小型微型计算机系统通常也会与网络相连，以便于获取互联网资源和与其他计算机进行通信。
常见的网络连接设备包括：•调制解调器（Modem）：通过电话线连接网络，实现网络访问。
•无线网卡（Wireless Network Card）：通过无线信号连接网络。
•路由器（Router）：用于实现多台计算机之间的互联，提供网络连接服务。
3. 软件支持小型微型计算机系统需要运行相关软件来实现不同的功能，常见的软件支持包括：3.1 操作系统操作系统是小型微型计算机系统的基础软件，它能够管理计算机硬件资源、运行应用程序，提供用户界面等。
微型计算机技术及应用
操作系统的主要功能包括进程管理、 内存管理、文件管理和设备管理。
程序设计语言
程序设计语言定义
程序设计语言是用于编写计算机程序的一组符号和规 则，它能够精确地描述计算机程序的逻辑行为。
程序设计语言分类
程序设计语言可以分为机器语言、汇编语言、高级语 言等。
常见程序设计语言
常见的微型计算机程序设计语言有C、C、Java、 Python等。
工控机
主要用于工业控制和自动 化系统，具有较高的稳定 性和可靠性，价格较高。
微型计算机的应用领域
家庭娱乐
用于游戏、音乐、 视频播放和网络浏 览等。
工业控制
用于自动化生产线 控制、监测和故障 诊断等。
办公自动化
用于文字处理、电 子表格、邮件和网 页浏览等。
科学计算
用于数值计算、数 据处理和统计分析 等。
随着微型计算机应用的广泛，数据安全和隐私保 护成为重要挑战，需要加强技术研究和法律监管。
3
新兴市场与发展空间
随着物联网、云计算等新兴市场的快速发展，微 型计算机技术将拥有更广阔的发展空间和机遇。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
常见的总线与接口技术标准包括PCIe、USB、 HDMI等，这些标准在不同的应用场景下有各 自的优势和局限性。
03
微型计算机软件技术
操作系统
操作系统定义
操作系统是控制和管理计算机硬件与 软件资源、合理组织计算机工作流程 以及为用户提供方便的使用接口的计 算机程序集合。
操作系统功能
常见操作系统
常见的微型计算机操作系统有 Windows、macOS、Linux等。
网络技术
网络协议
包括TCP/IP协议族、HTTP协议、SMTP协议等， 用于实现计算机之间的通信和信息交换。
第一章微型计算机系统概述
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。
微型计算机原理及应用3篇
微型计算机原理及应用第一篇：微型计算机的概述微型计算机，简称微机，是一类普及于个人和家庭使用的计算机，主要由中央处理器、存储器、输入设备、输出设备等组成，广泛应用于个人办公、教育、娱乐等领域。
微型计算机起源于20世纪70年代初，当时计算机主要应用于科学计算和专业领域。
1971年，英特尔公司推出了世界上第一款微处理器Intel 4004，这标志着微处理器技术的诞生，也为微型计算机的发展奠定了基础。
随着计算机技术的不断进步和成本的降低，微型计算机得以广泛应用，并随着时代的发展不断更新换代。
微型计算机的主要部件包括中央处理器、存储器、输入设备和输出设备。
中央处理器是微型计算机的“大脑”，负责处理数据和指令，控制整个计算机的运行。
存储器则用于存储程序和数据，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。
输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等，用于向计算机输入数据。
输出设备包括显示器、打印机、扬声器等，用于从计算机输出数据。
微型计算机具有体积小、便携、灵活性高等特点，能够完成文字、图像、音乐等多种操作，已成为人们生活中不可或缺的一部分。
随着人工智能、物联网等技术的发展，微型计算机的应用也越来越广泛，将对社会产生越来越大的影响。
第二篇：微型计算机的结构与工作原理微型计算机包括硬件和软件两部分，其中硬件包括中央处理器、存储器、输入输出设备等，而软件则包括操作系统、应用程序、驱动程序等。
中央处理器（CPU）是微型计算机的核心部件，它有两个基本部分：算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU）。
算术逻辑单元负责数学运算和逻辑运算，而控制单元则负责指令的控制和执行。
CPU通过总线与存储器及输入输出设备进行通信。
存储器分为主存储器和辅助存储器两部分。
主存储器包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等，用于存储正在运行程序和数据。
而辅助存储器则包括硬盘、光盘、U盘等设备，用于长期保存程序和数据。
输入输出设备包括键盘、鼠标、扫描仪、显示器、打印机、扬声器等，用于输入和输出数据。
认识微型计算机(正式)通用课件
声卡可分为集成声卡和独立声卡两种类型，其中独立声卡具有更好的声 音处理性能。
声卡性能决定了计算机的声音输出质量和音频处理能力，因此选择一款 高性能的声卡至关重要。
网卡
网卡是微型计算机中用于连接网络的专 用硬件。
网卡可分为有线网卡和无线网卡两种类 型，其中无线网卡可以提供更方便的网
络连接方式。
网卡性能决定了计算机的网络连接速度 和质量，因此选择一款高性能的网卡至
微型计算机的未来发展
人工智能与微型计算机的结合
人工智能技术
微型计算机将集成更多的人工智 能技术，如机器学习、自然语言 处理等，使其具备更强大的数据 处理和学习能力。
智能家居
微型计算机将成为智能家居的核 心，连接和控制各种智能设备， 提供更为便捷和智能化的家居生 活体验。
量子计算与微型计算机的结合
由中央处理器、存储器、输入输出设 备等部分组成。
特点
具有较高的计算速度、数据处理和信 息存储能力，广泛应用于办公自动化 、科学计算、数据处理、图像处理、 人工智能等领域。
微型计算机的发展历程
01
02
03
04
第一代
1971年，以Intel公司生产的 4004微处理器芯片为标志，
主要用于工业控制。
第二代
数据处理
随着大数据时代的到来，数据处理已经成为各行各业 不可或缺的一部分，微型计算机在数据处理方面发挥 了重要作用。
单击此处添加正文，文字是您思想的提一一二三四五 六七八九一二三四五六七八九一二三四五六七八九文 ，单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了最 终呈现发布的良好效果单击此4*25}
数据处理利用微型计算机的存储和计算能力，对大量 数据进行高效处理，为决策提供支持，提高工作效率 。
微型计算机系统的名词解释
微型计算机系统的名词解释在现代科技的飞速发展下，计算机已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
作为计算机的重要组成部分，微型计算机系统也逐渐进入了我们的视野。
本文将对微型计算机系统相关的名词进行解释，帮助读者更好地理解和使用这些概念。
一、微型计算机系统微型计算机系统，简称微机系统，是指在一块芯片上集成了中央处理器（CPU）、内存、输入输出（I/O）接口和其他辅助电路的计算机系统。
与传统的大型计算机系统相比，微型计算机系统具有体积小、成本低和功耗低的特点。
它广泛应用于个人电脑、游戏机、移动设备等领域。
二、中央处理器（CPU）中央处理器是微型计算机系统的核心组成部分，负责执行计算机指令和控制计算机的操作。
CPU由控制器和算术逻辑单元组成。
控制器负责解码指令和控制数据流动，而算术逻辑单元则执行各种算术和逻辑运算。
现代微型计算机系统中常用的CPU有Intel的芯片和AMD的芯片。
三、内存内存是微型计算机系统中用于存储数据和指令的地方。
它被分为主内存和辅助内存两部分。
主内存通常是指计算机中可直接访问的存储空间，常见的有随机存取存储器（RAM），它可以在CPU和外部设备之间进行数据传递。
而辅助内存则是指计算机中的硬盘、光盘等外部存储设备，用于持久地存储数据和程序。
四、输入输出（I/O）接口输入输出接口是微型计算机系统与外部设备进行数据交换的接口。
它使得计算机与键盘、鼠标、打印机、显示器等设备之间能够进行数据传输和控制。
常见的I/O接口有USB接口、HDMI接口、网口等。
通过这些接口，计算机能够与外部设备进行信息交流和数据处理。
五、操作系统操作系统是微型计算机系统中的关键软件之一，它管理和控制计算机的各种资源，并为用户提供友好的界面。
操作系统负责进行任务调度、内存管理、文件管理、设备管理等工作，使得计算机能够高效地运行和协调各种应用程序。
常见的操作系统有Windows、macOS、Linux等。
六、图形处理单元（GPU）图形处理单元是微型计算机系统中专门用于图形计算和显示的处理器。
微型计算机 名词解释
微型计算机名词解释微型计算机是一种由微处理器作为 CPU 的计算机，其特点是体积小、灵活性大、价格便宜、使用方便。
在计算机领域，有许多名词需要解释，本文将对微型计算机相关的名词进行客观完整的解释。
微型计算机：由微处理器作为 CPU 的计算机，特点是体积小、灵活性大、价格便宜、使用方便。
微型计算机的发展历程可以追溯到20 世纪 70 年代，当时由于大规模集成电路技术的进步，使得计算机的体积和价格不断下降，而性能却不断提高。
硬件方面：物理核心：指 CPU 的实际硬件部分，是计算机的计算和控制中心。
逻辑核心：指 CPU 内部的逻辑电路，负责控制和执行指令。
进程：指计算机中正在运行的程序，是系统进行任务调度和资源分配的基本单位。
线程：指进程中的一个执行流程，是进程的轻量级版本，可以共享进程的内存资源。
CPU 架构：指 CPU 内部的组织结构和功能模块，包括指令集、运算器、控制器等。
指令集：指 CPU 支持的指令集合，每种指令集都有其独特的命名原因。
CPU 流水线：指 CPU 中将一个指令的执行过程划分为多个阶段，并同时执行多个指令的机制。
制程：指计算机芯片制造过程中的工艺节点，越高的制程可以带来更高的性能和更低的功耗。
并行总线：指计算机中多个设备或组件之间并行传输数据的通道。
串行总线：指计算机中多个设备或组件之间串行传输数据的通道。
驱动：指计算机中用于控制硬件设备的软件，是操作系统和硬件之间的桥梁。
操作系统：指计算机中的系统软件，负责管理计算机的硬件和软件资源，并为应用程序提供服务。
台湾清华人学：指台湾清华大学电子工程系，是中国台湾地区的一所顶尖高校。
新门科技园：指位于中国深圳的新门科技园，是一家综合性高科技企业。
合积电：指台湾著名的半导体制造商，是全球领先的半导体解决方案供应商。
联发科：指台湾著名的半导体制造商，是全球领先的移动通信和多媒体芯片供应商。
光刻机：指一种用于制造芯片的光刻设备，是半导体制造业中的关键设备。
微型计算机的基本结构3篇
微型计算机的基本结构第一篇：微型计算机的基本结构概述微型计算机（Personal Computer，简称PC）是一种广泛应用于个人日常工作和娱乐等方面的计算机，其基本结构由五个部分构成，分别是中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）、存储器、输入设备、输出设备和系统总线。
1. 中央处理器中央处理器是微型计算机最核心的部分，它是负责处理各种指令和数据的大脑。
CPU的性能直接影响着计算机的整体运行速度，因此在选择CPU时需要根据自己的需求选购合适的型号。
CPU主要由控制器和算术逻辑单元组成，其中控制器负责指导CPU完成各种操作，而算术逻辑单元则负责实现各种算术和逻辑运算。
除此之外，CPU还包括寄存器和高速缓存，它们的作用是缓存一些频繁使用的指令和数据，以提高CPU的运行效率。
2. 存储器存储器是微型计算机中用于存储数据和指令的部分，包括随机存储器（Random Access Memory，简称RAM）和只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）。
RAM是计算机中最常见的存储器，它可以被操作系统和应用程序用来存储临时数据和程序代码。
RAM的容量通常按照兆字节（Megabyte，简称MB）或者千字节（Kilobyte，简称KB）来计算，容量越大，能够同时存储的数据和程序代码就越多。
ROM是一类只能读取，不能写入的存储器，其中记录了一些固定的程序代码和数据。
ROM中的程序和数据不会被操作系统和应用程序改变，因此可以保证系统的稳定性和安全性。
3. 输入设备输入设备是用来输入数据和指令到计算机中的设备，常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。
键盘是计算机最常见的输入设备，可以输入各种文字和命令；而鼠标则可以通过移动鼠标指针来控制计算机的操作。
4. 输出设备输出设备是用来将计算机处理的结果显示给用户的设备，常用的输出设备有显示器、打印机、音响等。
其中显示器可以显示计算机处理的图像和文字，而打印机则可以将计算机处理的结果打印出来。
工业用微型计算机
工业用微型计算机
微型计算机是指一种计算能力较强、由多种电子元件组成的计算机系统，其功能强于一般的计算机，可以在工业生产中使用，以提高生产效率
和质量。
微型计算机是基于分布式处理的系统，既可以作为一台单独的计算机，也可以与其它计算机系统或设备互连，实现计算机网络的功能。
在工业生产过程中，微型计算机可以有效地控制电器、传感器等电子
元件，实现对工业流程的自动控制，从而实现计算机自动化的。
对工厂的
管理和监控也可以使用微型计算机，以提高生产效率和质量。
微型计算机的发展也促进了一些先进的技术的应用，比如射频识别，
它可以用于工厂质量控制、库存管理等活动。
此外，微型计算机还可以用
于工业设备的远程监控，以帮助公司更好地管理生产过程，为企业提供更
多的有效率的工作环境。
总而言之，微型计算机在工业生产中的应用正在不断增加，可以说微
型计算机为了提高工业生产效率和质量起到了重要作用。
今后，它将发挥
更大的作用，为工业生产的管理和控制提供有效的机制。
微型计算机概述
入式应用）。 计算机发展趋势：
大型机向巨型方向发展，中小型机向微型机发展， 同时都向智能计算机发展。
2022年3月14日星期一
二、微机的基本概念
微处理器
——
——
通过寄存器位数 外部数据线条数 外部地址线条数
存储器空间 I/O组织(端口个)
16 8 20 1MB 64K
16 16 20 1MB 64K
2022年3月14日制星造工期艺 一 3μm 3μm
80286 1982
5 6~25M
8 13.4万 ——
——
—— 16 16 24
16MB 64K 1.5μm
80386
80486
Pentium
Pentium Pro
Pentium MMX
Pentium II
Pentium III
Pentium 4
Pentium M
Pentium D 双核
Intel Core
Duo/Core 2 Duo双
核
Intel Core
2 Quad 四核
1985
1989
199300
2003
2005
2006
2007
5 20~33M
5/3.3
5/3.3
33~100M 60~133M
3.3/2.9
150~233 M
2.8/2.0
166－ 300M
2.8/2.0
233~400 M
2.0/ 1.8
450~1400 M
1.7/1.2 1.4G~4G
微机原理第1章 微型计算机简介
1.1.2 微机系统的主要性能指标
微型计算机的主要性能指标有以下一些内容: 字长 字长以二进制位为单位，是CPU能够同时处理的二进制数据的位数， 它直接关系到计算机的计算精度、功能和运算能力。微机字长一般都 是以2的幂次为单位，如4位、8位、16位、32位和64位等。 运算速度 计算机的运算速度（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。因为微机执行不同类型指令 所需时间是不同的，通常用各类指令的平均执行时间和相应指令的运 行比例综合计算，作为衡量微机运行速度的标准。目前微机的运行速 度已达数万MIPS。 时钟频率（主频） 时钟频率是指CPU在单位时间（秒）内发出的脉冲数。通常，时钟频 率以兆赫（MHz）或吉赫（GHz）为单位。一般的时钟频率越高，其 运算速度就越快。
2、微型计算机的外部设备 微型计算机的外部设备包括外存储器、输入设备和输出设备等，如图 1.3所示。
外存储器 硬盘 软盘 光盘 键盘 鼠标 扫描仪、数码相机等 显示器 打印机
外部 设备
输入设备
输出设备
图 1.3 微型计算机的外部设备 图 1.4 微型计算机的外部设备
1.1.1 微型计算机的体系结构和系统构成
1.1.1 微型计算机的体系结构和系统构成
输入设备 输入设备是计算机外部设备之一，是向计算机输送数据的设备。其功 能是将计算机程序、文本、图形、图像、声音以及现场采集的各种数 据转换为计算机能处理的数据形式并输送到计算机。常见的输入设备 有键盘和鼠标等。 输出设备 输出设备是将计算机中的数据信息传送到外部媒介，并转化成某种人 们所认识的表示形式。在微型计算机中，最常用的输出设备有显示器 和打印机。
地址总线 数据总线 控制总线
微型计算机的基础知识
微型计算机的基础知识微型计算机是指体积较小、功能较强大的计算机系统。
它是现代社会中必不可少的工具，被广泛应用于个人和办公环境中。
了解微型计算机的基础知识对于每个人都至关重要。
本文将介绍微型计算机的构成、操作系统、常见的硬件设备以及互联网的相关概念，帮助读者对微型计算机有更全面的了解。
1. 微型计算机的构成微型计算机主要由以下几个核心组件组成：1.1 中央处理器（CPU）：是计算机的大脑，负责执行指令和控制计算机的各个部件。
1.2 内存（RAM）：用于存储临时数据和正在运行的程序。
1.3 存储器（硬盘、固态硬盘或闪存）：用于永久存储数据和程序。
1.4 显示器：用于显示计算机处理的图像和文字。
1.5 键盘和鼠标：用于输入指令和操作计算机。
1.6 声卡和扬声器：用于播放音频。
1.7 网卡：用于连接互联网。
2. 操作系统操作系统是微型计算机的核心软件，负责管理计算机的硬件和软件资源。
常见的操作系统包括Windows、macOS和Linux。
操作系统的功能包括：2.1 提供用户界面，使用户能够与计算机交互。
2.2 管理计算机的文件系统，负责文件的创建、存储和删除。
2.3 管理计算机的内存，分配和释放内存资源。
2.4 调度和管理计算机的进程，确保各个程序能够按照一定的规则共享计算机资源。
2.5 提供网络连接，使计算机能够与其他计算机进行通信。
3. 常见的硬件设备3.1 打印机：用于将计算机中的数据打印成纸质文件。
3.2 扫描仪：用于将纸质文件转换为数字形式以便计算机处理。
3.3 摄像头：用于拍摄照片和视频。
3.4 音箱：用于增强计算机的音频输出效果。
3.5 显卡：用于显示计算机图像和视频内容。
3.6 网络设备：包括调制解调器、路由器和交换机等，用于连接计算机到互联网或局域网。
4. 互联网和相关概念互联网是由全球各地的计算机网络相互连接而成的庞大网络。
它改变了人们的生活和工作方式，并成为信息获取和交流的重要工具。
微型计算机的基本结构
微型计算机的基本结构1. 前言微型计算机是指以微处理器为核心运算器构成的具有输入/输出设备、存储器等外围设备的计算机系统。
它拥有体积小、功耗低、性能稳定等优点，被广泛应用于各行各业的信息化建设。
本文将介绍微型计算机的基本结构，帮助读者更好地认识微型计算机。
2. 微型计算机的基本组成部分微型计算机由以下几个基本部分构成：2.1 中央处理器中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）是微型计算机的核心部件，用于执行计算机指令和控制计算机的各种操作。
它通常由运算器、控制器和寄存器等部件组成。
其中，运算器负责实现各种算术和逻辑运算，控制器则负责控制运算器的操作，寄存器则用于存储指令和数据等信息。
2.2 存储器存储器是微型计算机用来存储指令和数据的设备。
它通常由随机存储器（Random Access Memory，简称RAM）和只读存储器（Read Only Memory，简称ROM）两部分组成。
其中，RAM用于暂存程序和数据，ROM则用于存储计算机的基本指令和系统信息。
2.3 输入/输出设备输入/输出设备是微型计算机与外界进行信息交换的重要接口。
它包括键盘、鼠标、打印机、显示器等设备。
其中，键盘和鼠标用于输入数据和操作命令，打印机和显示器则用于输出结果和显示信息。
2.4 总线总线是微型计算机各部件之间传输数据和信息的通道。
它通常由地址总线、数据总线和控制总线三部分组成。
其中，地址总线用来指定数据的存储位置，数据总线用于传输数据信息，控制总线则用于发出控制信号。
3. 微型计算机的工作原理微型计算机的工作原理可以简述为以下三个步骤：3.1 输入数据输入数据是微型计算机进行任何操作的首要步骤，它通常由键盘、鼠标等输入设备完成。
用户通过这些设备输入指令和数据，微型计算机将其存储在RAM中备用。
3.2 处理数据处理数据是微型计算机执行计算和逻辑操作的核心步骤，它通常由CPU完成。
CPU将存储在RAM中的指令和数据提取出来，根据指令进行相应的运算和操作，并将结果存储在RAM中。
认识微型计算机正式
认识微型计算机正式微型计算机是一种小型的计算机装置，它通常被用于个人或小型企业的计算机处理和储存需求。
微型计算机以自己的操作系统来发挥其功能，这种系统简单、灵活，因而遭受广泛的应用。
本文将从微型计算机的定义、发展历程、硬件和软件的结构及其应用领域等方面进行阐述。
一、微型计算机的定义微型计算机最初指的是采用微处理器为中央处理器的计算机。
它小巧灵活，价格便廉，是居民及企事业单位使用的理想计算机。
随着科技的发展，微型计算机的定义也逐渐地扩大，除了与计算机处理器配合使用的，还指价格低廉、体积小，而且能够执行基本任务的计算机。
也就是说，微型计算机是一种只能执行基本任务的电脑。
它的功能并不像个人电脑那样强大，但是它价格低廉，方便携带，可以满足用户的日常计算需求。
二、微型计算机的发展历程微型计算机的发展始于上世纪70年代。
当时，计算机技术在全球范围内得到了快速发展，各种大型计算机开始进入市场并广泛应用于各个行业。
但是，这些大型计算机的价格昂贵，研发、运营成本都很高，普通人难以承受。
微型处理器的到来使得计算机技术开始解决普通人的需求，因为小型计算机的研发成本较低，价格也相应下降，人们可以花费很少的钱就能拥有一台自己的计算机。
80年代，个人计算机开始得到普及。
苹果II和IBM PC是其中的代表，它们的操作系统也开始迎来了新的发展。
DOS和Windows成为了个人电脑的主要操作系统，为今后各种计算机的发展奠定了基础。
此外，通信技术的发展也为微型计算机的发展提供了巨大的帮助。
因为计算机可以通过网络互相通信，数据传输更加容易，许多应用的创新也才得到了实现。
90年代，微型计算机进一步地发展。
微处理器的处理速度和功能不断提高，操作系统的种类也越来越多样化，各种个人电脑也逐渐进入家庭。
同时，互联网的广泛普及也为微型计算机在各个领域的应用提供了更广泛的展示机会，其中医疗、制造业、金融、通信及教育等领域都得到明显的发展。
21世纪以来，微型计算机的应用愈发广泛，在商业、娱乐、通讯等方面都得到了显著的发展。
大学计算机基础_微型计算机系统
硬磁盘存储器
• 目前主流硬盘的存储容量为数百GB，硬盘存储 容量计算公式为：
• 硬盘容量=面数×磁道数×每磁道扇区数×每扇 区字节数。
光盘存储器
光盘和光盘驱动器
光盘存储器
• 光盘上有一种非磁性记录介质，经激光照射后可 形成小凹坑，然后利用凹坑来记录信息。这种介 质的吸光能力强、熔点较低，在激光束的照射下， 其照射区域由于温度升高而被熔化，在介质膜张 力的作用下熔化部分被拉成一个凹坑。因此，可 根据凹坑和未烧蚀区对光反射能力的差异，利用 激光读出信息。
CPU的性能指标
3.高速缓存容量：缓存（Cache）是指进行高速数 据交换的存储器，它先于内存及CPU交换数据， 因此速度很快。 CPU一般带有二级缓存，有些 高档CPU已经带有三级缓存。
高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大， 高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复 杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，高速缓 存的容量不可能做得太大。
2.2.3辅助存储器
• 辅助存储器又称外存储器，用于存放系统软件、 各种文件、数据库等大量的程序及数据信息。 CPU只能直接访问内存储器而不能直接访问外存 储器，外存需要经过内存和I/O设备才能交换其 中的信息。外存储器主要有硬磁盘、软磁盘、光 盘、U盘、移动硬盘等。现在的一些数码设备， 如MP3、手机、数码相机等所带的存储卡也可以 连接计算机作为外存。
③按速度分，同一型号CPU按照频率又分为不同 档次，如Pentium 4有2.0 GHz、2.4 GHz、3.0 GHz等；Athlon XP有2200＋、2800＋、3200＋ 等；Athlon 64有3200＋、3800＋、4000＋等。
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§1-11-1.1微型计算机微型计算机的组成微型计算机是大规模集成电路发展的产物，自1971年微型计算机问世以来，经过近30年的发展，它的应用范围之广，已达到了惊人的地步。
计算机除在科学计算领域中大显身手外，还在大到航天技术、人造地球卫星，小到家用电器等控制领域中大显神威，可以讲，计算机在现代社会中已是无孔不入。
而在不同领域和不同场合使用的计算机，其组成的形式和外观差异是很大的，如人们通常所见的微型计算机，由主机箱、键盘和显示器等组成，有的还配有打印机等。
也有一些计算机系统的组成与上述组成差别较大，如微电脑控制的家用洗衣机上的计算机，与洗衣机组成一体，没有通常所见的主机箱、键盘和显示器等，但在洗衣机上有塑料薄膜按键用于操作和选择工作状态，用发光二极管的亮灭来指示洗衣机的工作状态，这也是一种形式的计算机系统。
但是，不管计算机系统的形式和外观如何变化，计算机的基本组成结构还是有一定的模式，可以分为五大部分，如图1-1所示，其中最关键的一大部分就是运算器和控制器，它们组成中央处理单元CPU，从广义的角度来讲，只要具有中央处理单元CPU，其他部分不论如何组合，都可认为这就构成了计算机。
1．运算器运算器是计算机对各种代码信息进行处理的主要部件，这好比是人的大脑。
运算器对各种二进制数据进行运算、逻辑判别最后得出结果。
运算器由算术逻辑单元、寄存器、加法器以及一些控制电路等组成。
1-1 总线BUS 输入设备输出设备运算器存储器输入指令输出指令操作指令存取指令控制器图1-1 微型计算机的组成第一章微型计算机基础知识2．控制器控制器是计算机的总指挥部，由控制器发出控制指令，实现计算机各部分之间的有机联系，使计算机各部分能协调一致地工作。
控制器如同马路上的交通警察，控制器由时序电路和一些逻辑电路构成。
3．存储器计算机的存储器分为内存储器和外存储器二部分。
存储器是用于存放计算机程序、计算机参数设置、原始数据、中间结果或最终结果的部件。
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参考资料
陈涛，微型计算机原理及接口技术， 钱晓捷 陈涛，微型计算机原理及接口技术， 北京：机械工业出版社， 北京：机械工业出版社，1999.1 Barry B.Brey著 陈谊等译， 著 陈谊等译， Intel系列微处理器结构、编程和接口技术 系列微处理器结构、 系列微处理器结构 大全—80X86、Pentium和Pentium Pro， 大全 、 和 ， 北京：机械工业出版社，1998.1 北京：机械工业出版社， 微型计算机系统与接口 微型计算机系统与接口 学习 曾家智 电子科大出版社 资源
1.2.2 微型计算机的软件系统
操作系统 汇编程序 文本编辑程序 调试程序 MS-DOS MASM和LINK 和 DEBUG.EXE
为什么采用汇编语言？ 为什么采用汇编语言？
1.3 IBM PC系列机系统
16位IBM PC系列机是 位微机的基础 位 系列机是32位微机的基础 系列机是 8088CPU
游戏接口 并行打印机接口LPT2 并行打印机接口 串行通信接口COM2 串行通信接口 并行打印机接口LPT1 并行打印机接口 SDLC通信接口 通信接口 BSC通信接口 通信接口 单色显示/打印机适配器 单色显示 打印机适配器 彩色图形适配器CGA 彩色图形适配器 软盘适配器 串行通信接口COM1 串行通信接口
两个单元相互独立， 两个单元相互独立，分别完成各自操作 两个单元可以并行执行 并行执行， 两个单元可以并行执行，实现指令取指和 执行的流水线操作
第3章
3 汇编语言
请复习源程序格式 本课程是“汇编语言” 本课程是“汇编语言”的继续
加强程序设计能力 实践I/O程序设计 实践 程序设计
第1章教学要求
FE0000H
常规内存： 常规内存：1MB 基本RAM区：640KB 区 常规内存 扩展ROM 基本 扩展 1MB 128KB 保留RAM区：128KB 区 保留ROM 保留 保留 64KB 扩展ROM区：128KB 区 基本ROM 扩展 基本 64KB 基本ROM区：64KB 区 扩展RAM 基本 扩展 ≈15MB 扩展内存：用作RAM区 扩展内存：用作 区 扩展内存
第1章教学要求（续）
4. 熟悉 系列机的主机板 、 存储空间分 熟悉PC系列机的主机板 系列机的主机板、 配和I/O空间分配； 空间分配； 配和 空间分配 5. 了解微处理器基本结构、8088/8086 了解微处理器基本结构、 的内部功能结构； 的内部功能结构； 6. 复习汇编语言源程序格式。 复习汇编语言源程序格式。
第1章
第1章 微型计算机系统概述
教学重点
微型计算机的系统组成 IBM PC系列机的主机板 系列机的主机板
1.1 微型计算机的发展和应用
1946年，世界上出现第一台数字式电子 年 计算机ENIAC（电子数据和计算器） 计算机 （电子数据和计算器） 发展到以大规模集成电路为主要部件的 第四代，产生了微型计算机 第四代，产生了微型计算机 1971年 ， Intel公司设计了世界上第一 年 公司设计了世界上第一 个微处理器芯片Intel4004， 开创了一 个微处理器芯片 ， 个全新的计算机时代
章节目录（续） 计划学时
8 第7章 中断控制接口 第8章 定时计数控制接口 4 DMA控制接口 6 第9章 DMA控制接口 10章 12 第10章 并行接口 第11章 串行通信接口 11章 6 12章 6 课程 第12章 模拟接口 内容
专业技术基础课
硬件系列课程之一
计算机组成原理 微机原理及接口技术 计算机体系结构
微型计算机应用技术
课 程 学 习
四川大学计 算 机 学 院 计 2007.09
何贤江 66886847
章节目录
第1 章 2.1时
2.5 微型计算机系统概述 0.5 微处理器的内部结构 6 微处理器外部特性 半导体存储器及其接口 6 基本输入输出接口 6 课程 内容
1. 了解微机发展概况、熟悉典型微处理器 了解微机发展概况、 和微机系统； 和微机系统； 2. 明确微机两个应用方向、区别通用微机 明确微机两个应用方向、 （PC机）和控制专用微机（单片机）； 机 和控制专用微机（单片机） 3. 了解微机的硬件组成，理解总线及其应 了解微机的硬件组成， 用特点、掌握地址、数据、 用特点、掌握地址、数据、控制总线的概 念；
CPU读操作时，外部数据通过数据总线送往CPU 读操作时，外部数据通过数据总线送往 读操作时 CPU写操作时，CPU数据通过数据总线送往外部 写操作时， 写操作时 数据通过数据总线送往外部 数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数
举例
控制总线CB 控制总线
特点
协调系统中各部件的操作，有输出控制、 协调系统中各部件的操作，有输出控制、输入状态等信号 控制总线决定了系统总线的特点，例如功能、 控制总线决定了系统总线的特点，例如功能、适应性等
3.
8259A、8253、8237A、8255等 、 、 、 等
8284 时钟发生器 4.
8237 DMA控制器 控制器
8253 定时控制器
8255 并行接口
I/O通道 通道
扬声器 接口 键盘 接口 系统 配置 开关
62线的 线的IBM PC总线 线的 总线
1.3.3 存储空间的分配
000000H 0A0000H 0C0000H 0E0000H 0F0000H 100000H 系统RAM 系统 640KB
习题1（ 习题 （第18页）—— 页
DMA控制器 控制器1 控制器 中断控制器1 中断控制器 定时计数器 并行接口电路 DMA页面寄存器 页面寄存器 中断控制器2 中断控制器 DMA控制器 控制器2 15 控制器 协处理器
第2章
2.1.1 微处理器的基本结构
指 令 寄 存 指 令 译 码
通用 寄存器组
算术逻辑单元（运算器） 算术逻辑单元（运算器） 2. 寄存器组 地址 地址 地址总线 总线 3. 指令处理单元（控制器） 指令处理单元（控制器） 寄存器组 控制
地址总线AB： 地址总线 ：传送地址信息 数据总线DB ：传送数据信息 数据总线 控制总线CB ：传送控制信息 控制总线
总线信号
地址总线AB 地址总线
输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址 端口的地址 输出将要访问的内存单元或 地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围
举例
数据总线DB 数据总线
1.2.1 微型计算机的硬件组成
系统总线BUS 系统总线 处 理 器 1. 子 2. 系 统
3. 4.
系 统 总 微处理器子系统 线 形 存储器 存储器 成
地址总线AB 地址总线 数据总线DB 数据总线 控制总线CB 控制总线 I/O接口 接口
I/O设备和 设备和I/O接口 设备和 接口 系统总线
8088： 16位内部结构 、 8位数据总线 、 ： 位内部结构 位内部结构、 位数据总线 地址总线 位数据总线、 地址锁存器 8088 20位地址总线、4.77MHz主频 位地址总线、 位地址总线 主频
数据总线 控制总线
8259 中断控制 器
I/O 通 道
ROM-BIOS、主体为RAM 、主体为
8288 I/O接口控制电路 接口控制电路 总线控制器
I/O 通 道
200－207 － 278－27F － 2F8－2FF － 378－37F － 380－38F － 3A0－3AF － 3B0－3BF － 3D0－3DF － 3F0－3F7 － 3F8－3FF －
80x86访问外设时 ， 只使用低 位 访问外设时， 只使用低16位 访问外设时 A ～A ，寻址 寻址64K个8位I/O端口 个 位 端口 PC 机 仅 使 用 低 10 位 A0 ～ A9 ， 寻 址 1F0－1F8 － 1024个硬盘适配器 端口 个8位I/O端口 位
区别
必修课
以技术为主 面向应用 软硬件相结合
课程 特点
先修课程
数字逻辑
提供硬件基础
计算机组成原理
确立计算机部件功能 掌握计算机工作原理
汇编语言程序设计
建立必备软件基础 掌握指令系统、 掌握指令系统、程序格式
先修 课程
学习方法很重要
复习并掌握先修课的有关内容 课堂：听讲与理解、 课堂：听讲与理解、适当笔记 课后：认真读书、 课后：认真读书、完成作业 实验：充分准备、 实验：充分准备、勇于实践 总成绩＝考试成绩 总成绩＝ 学习 ＋平时成绩 方法
用于过程控制及智能化仪器仪表方向
专用微机，例如：单片机、 专用微机，例如：单片机、工控机 可靠性高、 可靠性高、实时性强 程序相对简单、 程序相对简单、处理数据量小
1.2 微型计算机的系统组成
微型计算机系统 微处理器 微型计算机
区别 运算器 控制器
寄存器组 内存储器 输入输出 接口电路 外部设备 软件 总线
1.1.1 微型计算机的发展（续）
第4代：32位微机 代 位微机
80386→80486→Pentium→Pentium → → → →Pentium III →Pentium 4 32位PC机、Macintosh机、PS/2机 位 机 机 机 II
第5代：64位微机 代 位微机
Itanium、64位RISC微处理器芯片 、 位 微处理器芯片 微机服务器、工程工作站、 微机服务器、工程工作站、图形工作站
1.1.2 微型计算机的应用
计算机应用通常分成如下各个领域
科学计算，数据处理， 科学计算，数据处理，实时控制 计算机辅助设计，人工智能， 计算机辅助设计，人工智能，……
由于微型计算机具有如下特点
体积小、 体积小、价格低 工作可靠、使用方便、通用性强…… 工作可靠、使用方便、通用性强
所以， 所以，可以分为两个主要应用方向
IBM PC机 机 IBM PC/XT机 机 IBM PC/AT机 机
1.3.1 硬件基本组成