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。
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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
主要用于以下两个方向： 1. 数值计算、数据处理及信息管理 2. 过程控制及智能化仪表
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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 • 微机的基本硬件由下列几部分组成：
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第1章 微型计算机的基础知识
• 输入设备与输出设备
称为外设，其作用是进行信息形式的转换，即外界的 语言、文字、图像、机械动作等信息转换成计算机能识别的 电信号表示的二进制数形式，或进行相反方向的转换。
输入设备 如：键盘、鼠标、磁盘、光盘、游戏杆、扫描仪、数码相 机、A/D转换器等 输出设备 如：显示器、打印机、音响、绘图机、磁盘、光盘、D/A 转换器等
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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
1971年，美国Intel公司研制出了4位4004微处理 器芯片。该芯片能同时处理4位二进制数，集成了 2300个晶体管，每秒可进行6万次运算，成本约为 200美元。它是世界上第一个微处理器芯片，以它为 核心组成的MCS-4计算机，标志着世界上第一台微 型计算机的诞生。
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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 所谓“微型计算机”是指：以大规模、超大规
模为主要部件的微处理器作为核心，配以存储器 、输入／输出接口电路及系统总线的计算机系统 。
1946年第一台计算机（ENIAC)诞生，（电子数 值集成计算机），就是采用冯.诺依曼结构框架。
投资150万美元，占地150平米，重30吨，用了 18800个电子管，耗电150KW，2KBytes内存， 5000次/s，几小时出一次故障。
第1章 微型计算机的基础知识
本章主要介绍： • 微型计算机的组成和微型计算机的工作过程;
• 计算机的运算基础。
重点是微型计算机的组成和计算机的运算基础。
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1.1 微型计算机的发展及概述
第1章 微型计算机的基础知识
自1946年世界上第一台电子计算机 问世以来，计算机科学和技术得到了高 速发展。电子计算机的产生和发展是20 世纪最重要的科技成果之一。到今天为 止，电子计算机的发展已经历了由电子 管计算机、晶体管计算机、集成电路计 算机到大规模集成电路、超大规模集成 电路计算机的四代更替。
从那时起，短短20多年的时间，微型计算机的发展 经历了五代。我们一般以字长（计算机能同时处理 的二进制的位数）和典型的微处理器芯片作为各阶 段的标志。
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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
第一代（1971～1973）是4位和低档8位微机。代 表产品是美国Intel公司4004微处理器及由它组成的 MCS微型计算机。 第二代（1974～1978）是中高档8位微机，以 Intel8080／8085和Z80等为CPU的微型机为典型代表 。 第三代（1979～1981）是16位微机，如以8086、 80286、Z8000和MC68000为CPU的微型机。为与 原8位机相衔接，Intel公司还推出了8088CPU，其指 令系统完全与8086兼容，内部为16位的功能结构， 外部数据总线是8位。
它有两个主要功能： 一个是控制程序的运行； 另一个是对不同的外部事件做出相应响应的能力。 （这些外部事件是指：复位、停机、中断请求、总线请求、 总线周期延长等）
上述ALU+CTRL+REG阵列=CPU（中央处理器）
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• 存储器（MEM-Memory） 记忆部件。它存储计算机操作的控制信息及各种命令信
进行算术运算（加、减、乘、除与移位）； 进行逻辑运算（与、或、非、异或等）； 为了提高存取数据的速度，与ALU有关的部件还有寄存器阵 列
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第1章 微型计算机的基础知识
• 控制器（CTRL-Controller）
它是计算机的控制中心，发布与控制计算机工作的各 种命令，协调计算机内部以及主机与外设工作的各种关系。
息（指令）和被处理加工的信息（数据），包括存储加工的 中间与最终结果。
存储器内有两类信息：
一类是命令信息（即指令），经译码并执行，放在代码区； 另一类是数据，放在数据区。 它们都以二进制形式存放。
应注意：内存中的代码区和数据区中的信息具有不同的
性质与功能，两个区域中的某些单元具有相同的信息，却具 有完全不同的含义。