第一章微型计算机概述
第1章 微型计算机系统概述
【学习目标】 了解微型计算机的发展。 了解微型计算机的特点。 认识微型计算机系统的组成。 了解微型计算机的主要性能指标。
1.1 微型计算机概况
世界上第一台电子计算机早在1946年就诞生了，然而微 型计算机在1971年才问世，它具有众多优点，其应用更 加广泛。微型计算机（见图1-1）具有体积小、重量轻、 耗电少、性价比最优、可靠性高、结构灵活等特点，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。计算机不仅能够完成数学运算，而且还可以进行逻 辑运算，同时还具有推理判断的能力。因此，人们又称 它为电脑。现在，科学家们正在研究具有思维能力的智 能计算机。随着科学技术的发展，人们对计算机的认识 也在不断地深入
操作系统方面
主流的操作系统有Linux、UNIX （System Ⅴ、UNIX BSD、SCO UNIX、 Solaris等）、Windows系列（现在主要有 Windows 98、Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows 2003、 Windows CE等）等。
图1-1 现代微型计算机
1.1.1 微型计算机的发展
现将有关计算机中央处理器（CPU）的一些基本概念介绍 如下： 中央处理器（CPU）是指把运算和控制功能集成在一起的 那块芯片，这块芯片俗称主机。 微型计算机系统是由中央处理器（CPU）配上一定容量的 存储器（或内存）、接口电路以及必要的外部设备组成。 单板机是指把CPU、一定数量的存储器芯片和I/O接口芯 片装在一块印刷电路板上，并在该板上配以具有一定功能的 输入、输出设备。 单片机是指把CPU、一定容量的存储器和必要的I/O接口 电路集成在一个硅片上。有的单片机还包括模数（A/D）和 数模（D/A）转换器。
微型计算机技术及应用第四版_课后题答案
第一章微型计算机概述1.微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同？答：①微处理器是微型计算机的核心，是微型计算机的一部分。
它是集成在一块芯片上的CPU，由运算器和控制器组成。
②微型计算机包括微处理器、存储器、I/O接口和系统总线，是微型计算机系统的主体。
③微型计算机系统包括微型计算机、外设及系统软件三部分。
第二章 8086微处理器1.总线接口部件有哪些功能？请逐一进行说明。
答：1.总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。
2.具体讲：①总线接口部件要从内存取指令送到指令队列；② CPU执行指令时，总线接口部件要配合执行部件从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送给执行部件，或者把执行部件的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。
1.总线周期的含义是什么？8086/8088的基本总线周期由几个时钟组成？如一个CPU的时钟频率为24MHz，那么，它的一个时钟周期为多少？一个基本总线周期为多少？如主频为15MHz呢？答：1.总线周期的含义是总线接口部件完成一个取指令或传送数据的完整操作所需的最少时钟周期数。
2.8086/8088的基本总线周期由4个时钟周期组成。
3.当主频为24MHz时，Tφ=1/24MHz≈41.7ns，T总=4Tφ≈167ns。
4.当主频为15MHz时，Tφ=1/15MHz≈66.7ns，T总=4Tφ≈267ns。
1.CPU启动时，有哪些特征？如何寻找8086/8088系统的启动程序？答：1.CPU启动时，有以下特征：①内部寄存器等置为初值；②禁止中断(可屏蔽中断)；③从FFFF0H开始执行程序；④三态总线处于高阻状态。
2.8086/8088系统的启动程序从FFFF0H单元开始的无条件转移指令转入执行。
1.在中断响应过程中，8086往8259A发的两个信号分别起什么作用？答：第一个负脉冲通知外部设备的接口，它发出的中断请求已经得到允许；外设接口收到第二个负脉冲后，往数据总线上放中断类型码，从而CPU得到了有关此中断请求的详尽信息。
七年级信息技术上册 第一章 微型计算机概述课件课件
注意，微处理器并不是一台完整的计算机，要构成一台完整的计算机（主机），还需要有： 存储器、I/O接口及系统总线。
微处理器的主要功能部件 （1）算术逻辑部件（ALU）：用来进行算术和逻辑运算。
1985年
80386
32万
1990年
80486
120万
1993年
Pentium 320万
1996年
Pentium Pro 550万
1997年2月 Pentium II 750万，300MHz
1999年
Pentium III
2000年(4季度) Pentium IV 4200万，1.4GHz(0.18um工艺)
四.微处理器、微型计算机和微型计算机系统（续）
（Microprocessor,Microcomputer,Microcomputer System）
1.Moore定律： “晶体管的大小将以指数速率变小，
而集成到芯片上的晶体管数目将2－3年【18－24个月】翻 一番。”
－－Gordon Moore，1965
总线是计算机的部件与部件之间传输信息的公共通路，它 能分时地发送和接收各部件的信息。总线不仅仅是一组传输 线，它还包括与数据传输有关的控制逻辑。所以，在一个计 算机系统中，总线应被看成一个独立的部件。
五.微型计算机（续）
4.微型计算机的主要技术指标 (1)字长:参与运算的数的位数.它决定着计算机的内部寄存器、 加法器及数据总线（数据通路）的位数。有4位，8位，16位， 32位，64位等。 (2)主存容量:主存储器所能存储信息的总量。通常以字节数 (Byte)来表示。例：内存128MB。有时也用到“位容量”---2pXq. (3)运算速度:有不同的计量方法和测试标准。 MIPS(Million Instruction Per Second) (4)平均无故障运行时间(可靠性) MTBF(Mean Time Between Failures),平均无故障间隔时间 (5)性能/价格比
第1章 微型计算机简介
1.2.3 微型计算机的结构形式
1．台式个人微机 最初的个人微机都是台式的，至今这仍是它的主 要形式。如图1-18所示。
2．便携式个人微机 便携式个人微机又称笔记本电脑，如图1-19 所示。
2002年11月，微软在全球推出Tablet PC（平 板计算机）后，其他厂商也纷纷推出自己 的Tablet PC。图1-20所示是几款Tablet PC。
4．比尔· 盖茨与微软公司 1955年10月28日，比尔· 盖茨（Bill Gates）出 生于美国华盛顿州的西雅图。 1975年，比尔· 盖茨只是一个不到19岁的大 学生，他主动与罗伯茨联系，与保罗· 艾伦 一起用了几周的时间，设计出了用于“牛 郎星”的BASIC解释程序。 1975年7月成立了微软（Microsoft）公司， 简称MS，专门从事微机软件的开发。
1.3 微型计算机系统的组成
微机系统的组成，通常是先分成硬件和软 件两大部分，然后再根据每一部分功能进 一步划分，如图1-21所示。
1.3.1 微型计算机的硬件系统
构仍然是按照冯· 诺依曼（John Von Neumann）提出的“存储程序方式”原理设计的， 故称为冯· 诺依曼计算机。其基本思想是，计算机 至少应具备以下5种部件才能完成用户所需的基本 功能。 输入设备。 存储器。 运算器。 输出设备。 控制器。
1987年，推出MacⅡ机，其CPU采用摩托罗拉的32 位MC68020，CPU速度为16MHz，运算速度达到 2MIPS（百万条指令每秒）。它的新型总线结构 使其总线速度可与工作站相媲美，而10倍于当时 的PC/AT机（16位的286微机）。Mac II机如图1-3 所示。
微机原理及应用讲稿
2.微型计算机的分类
从不同角度可对微型机做不同的分类，这里 给出几种分类方法： （1）按微型机的组成，可分为位片机、单片机、 单板机及多板机等 （2）按处理器的字长，可分为4位、8位、16位、 32位及64位等 （3）按应用领域不同，可分为工控微机、商用 微机、家用微机等
第二节 8086/8088的内部寄存器
1.内部寄存器 在8086/8088微处理器中具有14个16位 可供编程人员访问的寄存器。 这14个16位寄存器按用途可分为数据寄 存器、段寄存器、指针寄存器、变址寄存 器、控制寄存器。
AH BH CH DH SP BP SI DI IP PSWH CS DS SS ES
VCC A15 A16/S3 A17/S4 A18/S5 A19/S6 SSO(HIGH) MN/MX RD HLDA(RQ/GT0) HLDA(RQ/GT1) WR(LOCK) IO/M(S2) DT/R(S1) DEN(S0) ALE(QS0) INTA(QS1) TEST READY REST
1983年，Intel推出了80286，内外数据总线 16位，地址线24位，可寻址16MB内存，主 频可达20MHz。 1985年， Intel推出了80386，内外数据总线 32位，地址线32位，可寻址4GB内存，带 Cache。 1989年， Intel推出了80486，内外数据总线 32位，集成了浮点运算器，主频可达 50MHz。
第二节 Intel 80X86系列微处理器
1978年，Intel推出了16位微处理器8086 8086的数据总线16位，地址总线20位， 主频可达8MHz。 一年后，Intel推出了准16位微处理器8088 8088与8086基本相同，只是8088的外部数据总 线为8位。主要是为兼容8位的外围接口芯片。 由8088构成的IBM PC曾风靡全球。
第一章 微型计算机系统概述(戴梅萼)
1、3 微处理器、微型计算机微型计算机系统
算术逻辑部件 累加器、寄存器 控制部件 内部总线 存储器（ROM、RAM） 输入输出接口 系统总线 外围设备 系统软件 微 处 理 器
微 型 计 算 机
微 型 计 算 机 系 统
1、4 微型计算机的应用
1、科学计算和科学研究
计算机主要应用于解决科学研究和工程技术中所提出 的数学问题（数值计算）。 2、信息处理 （数据处理） 主要是利用计算机的速度快和精度高的特点来对数字 信息进行加工。 3、工业过程控制
用微型计算机实现工业生产控制。
4、计算机辅助系统 计算机辅助系统主要有计算机辅助教（CAI）、计算 机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算 机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系 统。 5、人工智能 人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行 为及其规律的一门学科，包括智能机器人，模拟人的 思维过程，计算机学习等等。其主要任务是建立智能 信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智 能行为的计算系统。
1、3、3 微型计算机系统的组成 一个微型计算机系统包括硬件系统和软件系统。硬件和 软件的结合，才能使计算机正常工作运行。
计算机硬件系统是一个为执行程序建立物质基础的物理 装置，称为硬件或裸机。
计算机软件系统指为运行、管理、应用、维护计算机所 编制的所有程序及文档的总和。
依据功能的不同，软件分为系统软件和应用软件两大类。
1、3、1 微处理器
微处理器（CPU）由运算器和控制器组成。
• 必须具备功能： *可以进行算术和逻辑运算 *可保存少量的数据 *能对指令进行译码并执行 *能和存储器及外设交换数据 *能提供系统所需的定时和控制 *可以相应其它部件发来的中断请求
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。
微型计算机概述
第一章微型计算机概述回顾计算机系统的基础知识，包括计算机系统的组成(包括硬件与软件)、结构、发展历程、分类及其功能实质。
本讲重点微处理器及微机系统的发展历程，微机系统与一般意义上的计算机系统的联系与差别，强调微型计算机系统是具有独特结构的计算机系统，由此决定了微机系统所具有的功能及其特点。
【讲授内容】1.1 微机发展概述计算机系统是能够自动地、快速地、准确地进行信息处理的电子工具，其工作过程的实质是电子器件状态的快速变化。
1946年，世界上出现了第一台由电子管构成的，能够按照人们事先的安排，快速完成所要求计算任务的ENIAC电子计算机，计算机及其相关技术经历了一个快速发展的过程。
一般来说，电子计算机发展历程的各个阶段，是以所采用的电子器件的不同来划分的，即电子管、晶体管、中小规模集成电路和大规模及超大规模集成电路计算机。
微型计算机属于第四代电子计算机产品，即大规模及超大规模集成电路计算机，是电路技术不断发展，芯片集成度不断提高的产物。
主机按体积、性能和价格分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机五类，从其工作原理上来讲，微型机与其它几类计算机并没有本质上的差别。
所不同的是由于采用了集成度较高的器件，使得其在结构上具有独特的特点，即将组成计算机硬件系统的两大核心部分—运算器和控制器，集成在一片集成电路芯片上，显然该芯片是整个微机系统的核心，称为中央处理器CPU，或者微处理器MPU。
微处理器是微机系统的核心部分，自70年代初出现第一片微处理器芯片以来，微处理器的性能和集成度几乎每两年翻一番，其发展速度大大超过了前几代计算机。
微机系统及相关技术的发展，主要涉及到以下几个方面：CPU、主频、缓存、新技术。
一、微机的发展微机系统的核心部件为CPU，因此我们主要以CPU的发展、演变过程为线索，来介绍微机系统的发展过程，主要以Intel公司的CPU为主线。
第一代：4位及低档8位微处理器✧1971年，Intel公司推出第一片4位微处理器Intel4004，以其为核心组成了一台高级袖珍计算机。
第1章 微型计算机简介
2002年11月微软在全球推出Tablet PC（平板计算机），其 他厂商纷纷推出自己的Tablet PC，Tablet PC被称代表PC产品 未来发展趋势的产品。图1-18所示是几款Tablet PC。
图1-17 便携式个人微机
图1-18 Tablet PC
1.2.4 品牌机与组装机
目前国内市场上各种类型的微机种类繁多，即使相同档次、相 同配置的微机，其价格仍有较大差异，大致可分为进口品牌机、国产 品牌机和组装机几类。 1. 品牌机 2. 组装机 3. 准系统 “准系统”——是指一种在机箱内集成了主板和电源，有时甚 至包括了软驱、光驱，用户在购回后只需安装CPU、硬盘、内存等配 件的一种产品。图1-19所示是准系统的外观及内部结构。
1.2 微型计算机发展简介
1.2.1 微型计算机的诞生
1. 第一台微型计算机——牛郎星 2. 第一台真正的微型计算机 3. IBM-PC的诞生 4. 比尔盖茨与微软公司
1.2.2 微型计算机的两大流派及其档次
微型计算机从诞生至今有两大流派： 一个是由苹果公司独家设计的Apple系列； 另一个是采用IBM开放技术，由众多公司 一起组成的PC系列。 Apple机与PC的分代方法不相同，但 其本质都是一样的，如果按CPU的位数来 分，它们都经历了8位、16位、32位和64 位四代。
(6) 第六代PC（32位） 1998年，Intel公司推出了Pentium II、Celeron CPU，后来 推出了Pentium III、Pentium 4。其他公司也推出了相同档次的 CPU，如K6、Athlon XP、VIA C3等，配置了第六代CPU的PC 是目前最流行的档次。目前流行微机的外观，如图1-16所示。 (7) 第七代64位PC 2003年9月23日，AMD发布了面向台式机和笔记本的64位 处理器：Athlon 64和Athlon 64 FX，标志着64位PC时代的到来。
微机原理-第一章
2.地址总线（address bus, AB）
地址总线用于传送CPU发出的地址信息，是单向总线
3.控制总线（control bus, CB）
控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。 其 存 方或中向外有是设的一向是定CC的PP、UU单向 发向内出的存的，和信但外息C设。B发可作见出为的，一C信个B息整中，体每有是一的双根则向线返是的的回内41
处理器80386 1989年， Intel公司推出80486，同期有Motorola
公司的M68040
特点:
1.字长： 32位
2.时钟频率： 10～120MHz
3.平均执行指令时间： 0.2μs
4.集成度：几十万～上百万管/片
12
第五代（1993～1996）：Pentium微处理器的时代
AMD公司的AMD-K8
15
Intel的CPU的发展史
intel 4004，intel 的发展史就是从这块cpu起步的
16
8008
8085
17
8086
18
80286，intel最后一块16位cpu
19
80386，intel第一代32位cpu
486，这是intel最后一代以数字编 号的cpu
1993年3月，Intel公司的奔腾（Pentium）
时钟频率：60/66MHz
运行速度：100MIPS
集成度：310万管/片
1995年2月， Intel公司的Pentium Pro
时钟频率：166MHz以上
集成度：550万管/片
1996年 Intel公司的Pentium MMX （多能奔
腾）
1.3 微型计算机系统
微型计算机的基础知识
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7
1.1 微型计算机系统概述
（1）位（bit） 二进制数的一位，简写b
（2）字节（Byte） 8位二进制数组成一个字节，简写B
（3)还有千字节（KB)，兆字节（MB），千兆字节（GB）等。
换算关系如下：
1B=8b 1GB=1024MB
例如：X86指令集、MMX（多媒体扩展指令集）、SSE(数 据流单指令扩展指令集）、SSE2、SSE3、SEE4(SSE4.1和 SSE4.2)等。
3、程序：
设计者为解决某一问题而设计的一系列指令集合。
计算机程序可分为：
机器语言程序、汇编语言编程辑p序pt 和高级语言程序。
21
1.3 微型计算机基本工作原理
1.2 计算机硬件基本结构
3、存储器：
存储器分为内存储器(主存）和外存储器（辅存）。内存储器简称内 存或主存，它的存储容量一般较小，与CPU直接相连，存取速度快，主要 用于暂时存放当前执行的程序和相关数据；外存储器称为外存或辅存， 作为内存的辅助存储器，它的存储容量大，但存取速度远比内存慢，主 要用于存放需长期保存的程序和数据。
取指令——分析指令——执行指令
编辑ppt
23
1.3 微型计算机基本工作原理
6、计算机系统
主机 硬件
中央处理器 内存储器 外存储器
运算器 控制器
外设
输入设备
微型计算机系统
系统软件
输出设备
操作系统 服务软件 编译或解释系统
软件
信息管理软件
辅助设计软件
应用软件
文字处理软件
图形软件
各种程序包
如图：一个编完辑整pp的t 计算机系统
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
微机课程内容
第一章微型计算机概述1. 冯.诺依曼结构包括：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个组成部分。
基本工作原理：存储器存储程序控制原理。
2.I/O端口定义；3种；3. 总线按传送信息分为AB、DB、CB4. 补码、BCD码、ASCII码第二章 8086系统结构1. CPU内部结构组成：BIU、EU；各自功能；2. 主要引脚功能3. 堆栈4. 最小模式5. 总线读周期（最小模式）第三章 8086的指令系统和汇编语言程序设计1. 寻址方式2. 指令系统1)MOV PUSH POP \ IN OUT2)ADD INC AAA DAA \ SUB DEC CMP \ MUL DIV3)TEST AND OR \ SHL SHR SAR ROL4)MOVS STOS5)JMP CALL RET JZ JNZ LOOP IRET INT6)CLC STC CLD STD CLI STI3.指令，伪指令，变量，标号，PTR4. 伪指令：数据定义DB/DW、段定义SEGMENT/ENDS、段分配ASSUME、过程定义PROC/ENDP5. DOS功能调用：输入、输出、中断设置6. 程序设计：数值转换、数组求和、N！第四章存储器、存储管理和高速缓存技术1. Cache（基本概念）2. 存储器的扩展及与CPU的连接地址译码器、扩展第五章微型计算机中断系统1. 基本概念中断源、中断响应（及过程/时序）、中断向量表（类型号及设置）、中断嵌套、中断优先级、中断屏蔽、中断分类、中断级联2. 中断服务子程序3. 8259A引脚及与CPU的连线（DB/AB/CB）,与外设的连线（IR）4. 8259A的管理方式（优先级设置4种，中断结束方式3种，屏蔽方式2种，请求引入方式3种，）5. 8259A的初始化、编程及应用（ICW，OCW）第六章可编程计数器/定时器1. 8253的引脚、功能及与CPU及外设的连接（GATE、CLK、OUT）2. 6种工作方式（主要0、2、3）3. 编程（初始化）4. 应用（产生波形、周期性行为控制、定时产生中断、自动计数、扬声器控制）第七章输入和输出系统1. 条件传送2. 8255A引脚、功能及与CPU及外设的连接（PA/PB/PC）3. 8255A的编程（初始化及C口控制字）4. 8255A选通方式（1）工作原理（分别的联络信号，主要读）5. 8255A的应用（基本输入输出、选通输入输出）6. 串行通信基本概念（单工/半双工/全双工、异步/同步、波特率、调幅/调频）7. 8251A基本引脚、功能及与CPU及外设连接（TxD、RxD、TxC、RxC）8. 8251A的编程（初始化、状态字读取及判断）9. 8251A的应用（串行通信）10.数模转换基本概念（采样、量化、分辨率、采样保持器等）11.D/A原理（权电阻网络）；AD7524原理（产生波形）；12.A/D原理（逐次逼近法）；ADC0809原理及应用（数据采集）第八章 32位及奔腾系列微处理器原理流水线、动态执行、超标量流水线、超线程等考试题型：选择、填空、判断、解释、简答、读写程序、综合应用（软硬件设计）。
单片微型计算机原理与应用概述1
算术逻辑单元ALU： 指令寄存器IR中的指令， (Arithm累et加ic器LoAgLic：U地nit址) 寄经存过器指A令R译：码器ID 执行算(存术Ac放和cu操逻m作u辑la数等to及r运(由地至)A运算它址存d程用的算d。把通储(译信Ir序于指结ne要过器码号ss计指令果ts寻地。，，r数向的u。R址址产控ce器下地t的总g生制io（一址is单线n相系t条。PeD元，应统Cr要e)）的送的协c是执o：控调，d行e制工r)
第一章 概述
第一章 概述
微型计算机的发展 微处理器、微型计算机及微型计算机系统 微型计算机的工作过程 计算机中的数与编码
第一章 概述
2.1 微处理器（Microprocessor）— P (MPU )
✓定 义：微型化的中央处理器，是由一片或几片 大规模集成电路芯片组成的中央处理部件，简称 CPU（Central Processing Unit ）。 ✓基本组成：算术逻辑部件；累加器和通用寄存器 组；程序计数器、指令寄存器和指令译码器；时 序和控制部件等。
格便宜、使用方便、软件丰富 微型计算机的核心是微处理器（CPU）。 新的微处理器——新一代微型计算机。
第一章 概述
以微处理器为标记，微型计算机 的划分
1971年 第1台微型计算机诞生
年代 1971~1973 1973~1977 1978~1985 1985~2002
2002-至今
CPU(微处理器) Intel 4004 / 8008 Intel 8080 Intel 8086 / 8088 / 80286 Intel 80386 / 80486 Pentium 586 Pentium Ⅱ Pentium Ⅲ Pentium Ⅳ Itanium
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摩尔定律
•假设芯片价格保持不变， 则微处理器芯片上的晶体管 数，每隔18-24个月便翻一 番 •假设微处理器价格保持不 变，则微处理器速度每隔 18-24个月便翻一番 •假设微处理器速度或芯片 内存储器容量不变，则微处 理器芯片价格每18-24个月 将降低约48%
课程背景
原国家教委提出计算机基础教学分三个层次如图所示：
计算机应用 计算机技术基础 计算机文化基础
计算机基础教学三层次结构
课程背景
其中： 第一层次：计算机文化基础
学习计算机基本知识，及基本技能。
第二层次：计算机技术基础
学习计算机硬件、软件的工作原理 与相关知识。
第三层次：计算机应用基础
学习计算机信息管理基础和多媒体。
讲课内容: 微处理器芯片、指令系统与汇编语言 程序设计、I/O接口技术、
课程学时 : 共48学时,其中: 讲课36学时，实验 12学时
考核办法
采取平时、实验和期末考试综合评定成绩
➢平时成绩不低于总成绩的10% ➢实验成绩不低于总成绩的20%
教材、参考书
教材： 微型计算机原理与接口技术（第四版）2008
微机简史 1959-1964：晶体管造就第二代计算机
肖克莱（左）、巴丁（中）、布 拉顿（右）于1956年共同获得诺 贝尔物理学奖。
第二代计算机TRADIC
微机简史
1. 美国贝尔实验室于1954年研制成功第一台使用晶体管的第二 代计算机TRADIC。
2. 装有800只晶体管，仅100瓦功率，占地也只有3立方英尺。
微机简史
• 长30.48米，宽1米，占地面积170平方米，30个操 作台，约相当于10件普通房间的大小，重达30吨， 它使用18000个电子管，70000个电阻，10000个 电容，1500个继电器，6000多个开关，耗电量 150千瓦，。
• 每秒执行5000次加法或400次乘法，是继电器计算 机的1000倍、手工计算的20万倍。 (而人最快的运 算速度每秒仅5次加法运算)，还能进行平方和立方 运算，计算正弦和余弦等三角函数的值及其它一些 更复杂的运算。这样的速度在当时已经是人类智慧 的最高水平。
“ABC机”，但未能完工。
微机简史
数字式而不是模拟式； 以电子元件构成并尽量减少机械 装置； 采用二进制而不是十进制； 内部存放计算表； 内部存储数据。
• 1940年，美国科学家维纳阐述了自己对现 代计算控制器 运算器
输出设备
冯·诺依曼 计算机体系
存储器
1. 电子计算机应该以二进制为运算基础，
微机简史
巴贝奇分析机 采用了三个具有现代意义的装置：
• 保存数据的寄存器（齿轮式装置）； • 从寄存器取出数据进行运算的装置，并且机器的
乘法以累次加法来实现； • 控制操作顺序、选择所需处理的数据以及输出结
果的装置。
微机简史
1939年，阿塔纳索夫提出计算机三原则： • 采用二进制进行运算； • 采用电子技术来实现控制和运算； • 采用把计算功能和存储功能相分离的结构。 1939年，阿塔纳索夫还设计并试制数字电子计算机的样机
微电子学创始人并获得巴伦坦 奖章。
IBM S/360
微机简史
S/360极强的通用性适用于各方面的用户，它具有“360度 ”全方位的特点，并因此得名。开发S/360被称为“世纪豪 赌”，IBM为此投入了50亿美元的研发费用，远远超过制 造原子弹的“曼哈顿计划”的20亿美元。
微机简史
1970~：第四代计算机
2. 电子计算机应采用“存储程序”方式工作，
3. 整个计算机的结构应由五个部分组成：运算器、 控制器、存储器、输入装置和输出装置。
(2)第一代计算机
1946：ENIAC永载史册
微机简史
埃克特为ENIAC换电子管
ENIAC(The Electronic Numerical Integrator And Calculator)
• 从1970年至今的计算机基本上都属于第四代计算机，它们都 采用大规模和超大规模集成电路。随着技术的进展，计算机 开始分化成通用大型机、巨型机、小型机和微型机。 格鲁夫、诺依斯和摩尔
Intel公司成立于1968年， Intel这个字是 由“集成/电子(Integrated Electronics)" 两个英文单词组合成的，象征新公司将 在集成电路市场上飞黄腾达
3. 相比采用定点运算的第一代计算机，第二代计算机普遍增加 了浮点运算，计算能力实现了一次飞跃。
微机简史
IBM 7090 晶体管电脑
第二代电子计算机的典型代表
微机简史 1964-1970：集成电路使第三代计算机脱胎换骨
1958年，美国物理学家基 尔比和诺伊斯同时发明集 成电路。
1969年，法庭判决基尔比(左) 和诺伊斯（右）为集成电路的 共同发明人 ，他们都因此成为
• 微处理器、微机和微机系统 微处理器：一般亦指CPU • 严格地讲，微处理器≠ CPU • CPU：ALU+控制部件 • 微处理器：CPU+寄存器组 微机：微处理器+存储器+输入/输出接口+总 线
微机系统：微机+外围设备+软件
一、关于微型计算机的简单介绍
3. 微机简史
计算机发展以器件更新划代
(1)前传
1. 什么是微机？
• 微机就是PC机吗？
PC机只是微机中的一种，是我们最熟悉、最典 型的微机产品 • 微机的覆盖范围
任何电子产品，只要包含了CPU、存储器及I/O， 且价格不高，都可以看作是微机 • 典型例子
电子词典、电视机、洗衣机、手机、i-Pad……
一、关于微型计算机的简单介绍
2.微计算机系统的层次
本课程属于第二层次中“计算机技术基础”课程
本课程地位(作用)和任务
《微机原理与接口技术》课程是电气信息类专业 学生的一门重要专业基础课程,同时也是一门实践性和 应用性很强的课程，是掌握微机硬件技术的入门课程 之一。
课程目标是:使学生从理论上和实践上掌握微型计算 机的基本组成、工作原理及接口技术，建立微机系统 整体概念，通过学习从而为学生今后分析和设计微机 应用系统打好基础。
周荷琴等编著 中国科学技术大学出版社出版
参考书：微型计算机技术 及应用
戴梅萼编著 清华大学出版社出版
微机原理与接口技术
吉海彦 等 编著 机械工业出版社
实验指导书: 实验教程 （实验装置附带）
第一章 微型计算机概述
一、关于微型计算机的简单介绍 二、微型计算机系统组成 *三、计算机中的数据格式
一、关于微型计算机的简单介绍