第一章微型计算机概述(了解概念)
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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
微处理器具有运算和控制功能，是整个微型计算机的核心，也称中央处理器CPU（Central Processing Unit）。
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
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
1. 微型计算机的特点 主要特点如下: ⑴体积小、重量轻、功耗低 ⑵可靠性高、使用环境要求低 ⑶结构简单，系统设计灵活、使用方便 ⑷价格低廉 ⑸维护方便
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。
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
2. 字长
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。
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。
第1章微型计算机概述
1.4 实训——微机外部线缆的连接
从后部看，电源线、信号线的连接如图115所示。
微机外部线缆的连接遵循先连接信号线，后连接 电源线的原则。其连接步骤如下。 1．显示器的连接 ① 连接信号线。如图1-16所示
② 连接电源线。
2．连接键盘、鼠标
对于ATX主板，靠近主板的PS/2插孔是键盘接口， 离开主板稍远一些的PS/2插孔是鼠标接口，如图 1-17所示。
从实际的结构来说，一般称机箱及其内部所装 的板卡、硬盘等部件的全部称为主机。
(2) 外部设备
微机中除了主机以外的所有设备都属于外 部设备。微机系统最常见的外部设备如下：
外存储器：外存储器在微机系统中通常是 作为后备存储器使用，用于扩充内存储器 的容量和存储当前暂时不用的信息。
键盘：键盘是微机的基本输入设备，利用 键盘可以将各种数据、程序、命令等输入 到微机中。
本质区别，只是厂家不同。 2．组装机
组装机价格低廉，部件可按用户的要求任意搭 配，而且维护、修理方便。如果用户能够掌握一 定的微机硬件及维修方面的知识，或者得到销售 商售后服务的可靠支持，则购买组装机可以说是 物美价廉。
3．准系统 “准系统”定位于品牌机与组装机之间。它是指
一种在机箱内集成了主板和电源的产品，有时甚至 包括了显卡、光驱，用户在购买后只需安装CPU、 硬盘和内存等配件即可。图1-14所示是准系统的外 观、内部结构和组装好的一台整机。
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1-13所示是几款 Tablet PC。
1.3.2 按品牌机与组装机分类
1．品牌机 进口品牌机是由IBM、HP、DELL等著名大公司
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。
微型计算机的基础知识
分。 2.存储容量 是指存储器所能记忆信息的总量。 常用字节（Byte)表示。
编辑ppt
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
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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。
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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
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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
第一章微型计算机基础知识
CPU
内容
读写控制
…
1023 10100111
（3）存储器的分类 ROM：只读存储器。 工作时从ROM中读出信息，不能随意改写。 断电后信息不会丢失。ROM常用作程序存储器， 存放已调试好的固定程序和常数。 RAM：随机读写存储器。 能方便读出和改写信息，但失电后信息将不 复存在。 RAM 常用作数据存储器，暂存各种现 场数据、运算结果和正在调试的程序。
指令代码3
… 指令代码n
2、存储器
位 b (bit)：一个二进制位，信息最小单位 字节 B (Byte)：8位为一个字节
字长 W (Word Length)：一个字包含的二 进制位数
（1）存储器结构
存储器功能：存放程序和数据等信息 存储内容：程序或数据的二进制代码 存储地址：存储器每个单元的位置编 号 存储器容量：指存储单元的多少，如 存储器容量为1KB = 1024×8位 1KB存储器 地址 存储内容 0 1 10011010 01101011
微处理器
微处理器是用一片或少数几片大规模集成电路组 成的中央处理器（CPU，Central Processing Unit）。 这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。微处 理器的基本组成部分有：寄存器堆、运算器、时序控 制电路以及数据和地址总线。微处理器能完成取指令、 执行指令以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操 作，是微型计算机的运算控制部分，它可与存储器和 外围电路芯片组成微型计算机。
第1章 微型计算机基础知识
1.1计算机中的数和数制
一、计算机中的数制 表示:最简单,可靠；运算规则最简单。 （一）二进制数 特点：1．具有两个不同的数字符号，即0和1。 2．逢二进位。 例如： 111．11 （二）十六进制数 特点： 1．具有16个数字符号，采用0～9和A～F。 2．逢16进位 小数点左边的权是16的正次幂 小数点右边的权是16的负次幂
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
教学课件23微型计算机概述
3
2．微型计算机的硬件结构
微机的硬件系统采用总线结构，总线就是一组公共信息的传输线路， 由三部分组成： 数据总线（DB）：在CPU与RAM之间传送数据； 地址总线（AB）：传送CPU向存储器、I/O接口设备发出的地址信息； 控制总线（CB）：传送控制信息。
总线可以单向传输信息，也可以双向传输信息，并能在多个设备中选 择唯一的源地址和目的地址。目前微机结构多采用“面向CPU或面向内 存的双总线结构。
4
PC计算机的总线结构
存储器 输出设备
内存
外存 总线
运算器 控制器 ＣＰＵ
输入设备
5
面向主存储器的双总线系统结构示意图
CPU
主
外存接口
输入接口
存
储 硬、软盘驱
器
动器
键盘 鼠标
输出接口
其它I/O口
显示器 打印机
各种 外存
6
3．微型计算机的基本硬件配置
现在常用微型机硬件系统的基本配置通常包含 CPU、主板、内存、硬盘、光驱、显示器、显卡、 声卡、键盘、鼠标、机箱、电源等。
微型计算机概述
目录
1
微型计算机基本概念
2
微型计算机置
2
1．微型计算机基本概念
1、微处理器：是指第四代大规模、超大规模集成电路的CPU，是单纯 的硬件概念。 2、微型计算机：是指计算机的CPU是用微处理器组成的电脑。 3、微型计算机系统：是指一个完整的计算机系统，是由硬件和软件组 成的计算机体系。即：硬件是微型计算机并带有软件系统的整体。
根据需要还可以配置音箱、打印机、扫描仪和绘 图仪等。
主机箱是微机的主要设备的封装设备，有卧式和 立式两种。在主机箱内安装有CPU、内存、主板、 硬盘及硬盘驱动器、光盘驱动器、软盘驱动器、机 箱电源和各种接口卡等部件。
2．微型计算机的硬件结构
微机的硬件系统采用总线结构，总线就是一组公共信息的传输线路， 由三部分组成： 数据总线（DB）：在CPU与RAM之间传送数据； 地址总线（AB）：传送CPU向存储器、I/O接口设备发出的地址信息； 控制总线（CB）：传送控制信息。
总线可以单向传输信息，也可以双向传输信息，并能在多个设备中选 择唯一的源地址和目的地址。目前微机结构多采用“面向CPU或面向内 存的双总线结构。
4
PC计算机的总线结构
存储器 输出设备
内存
外存 总线
运算器 控制器 ＣＰＵ
输入设备
5
面向主存储器的双总线系统结构示意图
CPU
主
外存接口
输入接口
存
储 硬、软盘驱
器
动器
键盘 鼠标
输出接口
其它I/O口
显示器 打印机
各种 外存
6
3．微型计算机的基本硬件配置
现在常用微型机硬件系统的基本配置通常包含 CPU、主板、内存、硬盘、光驱、显示器、显卡、 声卡、键盘、鼠标、机箱、电源等。
微型计算机概述
目录
1
微型计算机基本概念
2
微型计算机置
2
1．微型计算机基本概念
1、微处理器：是指第四代大规模、超大规模集成电路的CPU，是单纯 的硬件概念。 2、微型计算机：是指计算机的CPU是用微处理器组成的电脑。 3、微型计算机系统：是指一个完整的计算机系统，是由硬件和软件组 成的计算机体系。即：硬件是微型计算机并带有软件系统的整体。
根据需要还可以配置音箱、打印机、扫描仪和绘 图仪等。
主机箱是微机的主要设备的封装设备，有卧式和 立式两种。在主机箱内安装有CPU、内存、主板、 硬盘及硬盘驱动器、光盘驱动器、软盘驱动器、机 箱电源和各种接口卡等部件。
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5>.STC15F2K60S2 的 I/O 口工作模式（掌握）
4 种工作模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，输入/高阻和开漏模式。 复位后为准双向口/弱上拉模式。 每个口的工作模式由 2 个控制寄存器中的相应位控制(PnM0 和 PnM1， n=0,1,2,3,4,5) 例：若设置 P1.7 为开漏模式, P1.6 为强推挽输入输出模式, P1.5 为高阻输入 模式, P1.4, P1.3, P1.2, P1.1 和 P1.0 为弱上拉(准双向口 )模式, 则 P1M0 和 P1M1 设置如下： MOV P1M0, #11000000B MOV P1M1, #10100000B
①.有 8 通道 10 位 ADC 转换。 ②.两个全双工异步串行口。 ③.三个定时器 T0 T1 T2。（其中 T0 有 4 种工作方式，T1 有 3 种工作方式， T2 有 1 种工作方式。但是 T1 和 T2 可以作为波特率发生器）
④.增强型 8051 CPU，每个机器周期只有一个系统时钟，时钟频率分为 12 分频或不分频。
⑤.60KB Flash 程序存储器;1KB 数据 Flash(EEPROM); 2048 字节的 SRAM ⑥. 一个高速同步串行通信端口(SPI) ⑦.3 通道 PWM/可编程计数器阵列/捕获/比较单元 ⑧.内部高可靠上电复位电路和硬件看门狗 ⑨.内部集成高精度 R/C 时钟,常温时,可省去外部晶振电路
器的地址。
比如：MOV A，20H
5. 变址寻址：操作数地址=偏移量(A 内容) +变址基值。两种寻址方式:1. PC
第二章 微型计算机的基础知识（熟悉）
微型计算机的数制及其编码(会转换)， 微型计算机的常用技术术语和常见技术（熟悉概念） 熟悉概念：汉子区位码，国标码，汉子机内码，汉子字形码
计算机的冯诺依曼结构与哈佛结构
第三章计算机系统的组成和工作原理（掌握重点）
3.1 模型机的工作过程（了解） 3.1 单片机的结构（熟悉） 1>.关于 STC15F2K60S2 系列单片机的典型资源（熟悉）：
第四章 指令系统及汇编语言程序
1>.指令寻址方式：（要掌握会判断）
1. 立即数寻址：指令中，操作所需要操作数就在指令中,是指令的组成部分，
CPU 在得到指令的同时也立即得到了操作数。
2. 寄存器寻址：指令所用操作数在 CPU 的内部寄存器中, 指令中操作数用寄存 器名(A, R0~R7, B, DPTR)表示。一条指令中, 源操作数和目的操作数, 都 可采用寄存器寻址方式。
2>.单片机的中央处理器是由运算器和控制器组成。
程序状态字(PSW)各位的定义（记住）
3>.STC15 单片机的储存结构。（要有印象）
结构特点: 程序存储器和数据存储器的寻址空间分开。 结构划分:片内集成 4 个物理上相互独立的存储器空间: 程序 Flash 存储器 （60K）、数据 Flash 存储器(1K)、内部数据存储器和扩展数据存储器。 内部数据存储器分为低 128 字节 RAM（地址 00H—7FH）、高 128 字节的 RAM （地址 80H—FFH），和特殊功能寄存器（SFR)（地址 80H—FFH） 其中低 128 字节又分为工作寄存器区（00H—1FH），位寻址区（20H—2FH）。 用户与堆栈 RAM 区（30H—7FH）。工作寄存器区的功能由 RS0 与 RS1 决定。 位寻址区：片内的基本 RAM 的 20H----2FH 共 16 个字节是位寻址区，每个字 节 8 个位，共 128 位，其对应的地址分别为 00H-----7FH.位地址还可以用字 节地址加位号表示，如 20H 的单位的 D5 位，其地址可用 05H 表示，也可用 20.5H 表示。 用户与堆栈 RAM 区;30H-----7FH 共 80 个字节 。其中高 128 字节的 RAM 的 地址为 80H--FFH .高 128 字节的 RAM 只能采用寄存器间接寻址方式访问； 特殊功能寄存器只能采用直接寻址方式，字节地址能被 8 整除的特殊功能 寄存器可以位寻址。 堆栈寻址只能采用直接寻址方式。
4>.关于 STC15F2K60S2 的引脚（有印象就行）
数据总线：P0 口 访问外部存储器时地址总线：P0 口（低 8 位）；P2 口（高 8 位） 控制引脚：
① 地址锁存信号线（ALE）：P4.5
____
② 外部存储器读操作（RD）：P4.4
____
③ 外部存储器写操作（WR）:P4.2
I/O 口 4 种工作模式的结构和工作原理，特别是准双向口/弱上拉的主要特点：
当从端口引脚上输入数据时,T4 应一直处于截止状态。假定在输入之前曾输 出锁存过数据 0,则 T4 导通,这样引脚上电位就被箝位在 0 电平, 使输入高电平无 法读入。
因此,作为准双向口使用时,输入数据时, 应先向口写 1, 使 T4 截止, 然后方可 作高阻抗输入。这是准双向口的主要特点。
单片机原理 STC15F2K60S2 微机原理与单片机接口技术复习要点
第一章 微型计算机概述（了解概念）
1.1.2 微型计算机基本构成（基本结构由哪些部分构成） 1.1.3 单片微型计算机简介（什么是单片机，单片机的结构及各个部分的功能， 常见的单片机有哪些） 1>.微型计算机基本构成：微处理器，存储器（ROM RAM)与输入输出接口（I/O 接口）及外部设备及连接他们的系统总线组成。 2>.已知一个 8 位数据的存储器有 16 根地址总线,则该存储器的容量为 64KB。 （216=64K） 3>.微机的系统总线结构是：三总线结构：地址总线、数据总线、控制总线、
3. 寄存器间接寻址：操作数所在存储单元的有效地址在指定的寄存器中，指令
中给出的是存放这个地址的寄存器。用作寄存器间接寻址的寄存器有 R0, R1,
数据指针 DPTR。使用间接寻址的标志是在寄存器前面加一个“@”号，以区
别于寄存器寻址。
比如：MOV R0，#30H
MOV A,@RO
4. 直接寻址：指令的操作数在存储器中时，指令中给出的是该操作数所在存储
4 种工作模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，输入/高阻和开漏模式。 复位后为准双向口/弱上拉模式。 每个口的工作模式由 2 个控制寄存器中的相应位控制(PnM0 和 PnM1， n=0,1,2,3,4,5) 例：若设置 P1.7 为开漏模式, P1.6 为强推挽输入输出模式, P1.5 为高阻输入 模式, P1.4, P1.3, P1.2, P1.1 和 P1.0 为弱上拉(准双向口 )模式, 则 P1M0 和 P1M1 设置如下： MOV P1M0, #11000000B MOV P1M1, #10100000B
①.有 8 通道 10 位 ADC 转换。 ②.两个全双工异步串行口。 ③.三个定时器 T0 T1 T2。（其中 T0 有 4 种工作方式，T1 有 3 种工作方式， T2 有 1 种工作方式。但是 T1 和 T2 可以作为波特率发生器）
④.增强型 8051 CPU，每个机器周期只有一个系统时钟，时钟频率分为 12 分频或不分频。
⑤.60KB Flash 程序存储器;1KB 数据 Flash(EEPROM); 2048 字节的 SRAM ⑥. 一个高速同步串行通信端口(SPI) ⑦.3 通道 PWM/可编程计数器阵列/捕获/比较单元 ⑧.内部高可靠上电复位电路和硬件看门狗 ⑨.内部集成高精度 R/C 时钟,常温时,可省去外部晶振电路
器的地址。
比如：MOV A，20H
5. 变址寻址：操作数地址=偏移量(A 内容) +变址基值。两种寻址方式:1. PC
第二章 微型计算机的基础知识（熟悉）
微型计算机的数制及其编码(会转换)， 微型计算机的常用技术术语和常见技术（熟悉概念） 熟悉概念：汉子区位码，国标码，汉子机内码，汉子字形码
计算机的冯诺依曼结构与哈佛结构
第三章计算机系统的组成和工作原理（掌握重点）
3.1 模型机的工作过程（了解） 3.1 单片机的结构（熟悉） 1>.关于 STC15F2K60S2 系列单片机的典型资源（熟悉）：
第四章 指令系统及汇编语言程序
1>.指令寻址方式：（要掌握会判断）
1. 立即数寻址：指令中，操作所需要操作数就在指令中,是指令的组成部分，
CPU 在得到指令的同时也立即得到了操作数。
2. 寄存器寻址：指令所用操作数在 CPU 的内部寄存器中, 指令中操作数用寄存 器名(A, R0~R7, B, DPTR)表示。一条指令中, 源操作数和目的操作数, 都 可采用寄存器寻址方式。
2>.单片机的中央处理器是由运算器和控制器组成。
程序状态字(PSW)各位的定义（记住）
3>.STC15 单片机的储存结构。（要有印象）
结构特点: 程序存储器和数据存储器的寻址空间分开。 结构划分:片内集成 4 个物理上相互独立的存储器空间: 程序 Flash 存储器 （60K）、数据 Flash 存储器(1K)、内部数据存储器和扩展数据存储器。 内部数据存储器分为低 128 字节 RAM（地址 00H—7FH）、高 128 字节的 RAM （地址 80H—FFH），和特殊功能寄存器（SFR)（地址 80H—FFH） 其中低 128 字节又分为工作寄存器区（00H—1FH），位寻址区（20H—2FH）。 用户与堆栈 RAM 区（30H—7FH）。工作寄存器区的功能由 RS0 与 RS1 决定。 位寻址区：片内的基本 RAM 的 20H----2FH 共 16 个字节是位寻址区，每个字 节 8 个位，共 128 位，其对应的地址分别为 00H-----7FH.位地址还可以用字 节地址加位号表示，如 20H 的单位的 D5 位，其地址可用 05H 表示，也可用 20.5H 表示。 用户与堆栈 RAM 区;30H-----7FH 共 80 个字节 。其中高 128 字节的 RAM 的 地址为 80H--FFH .高 128 字节的 RAM 只能采用寄存器间接寻址方式访问； 特殊功能寄存器只能采用直接寻址方式，字节地址能被 8 整除的特殊功能 寄存器可以位寻址。 堆栈寻址只能采用直接寻址方式。
4>.关于 STC15F2K60S2 的引脚（有印象就行）
数据总线：P0 口 访问外部存储器时地址总线：P0 口（低 8 位）；P2 口（高 8 位） 控制引脚：
① 地址锁存信号线（ALE）：P4.5
____
② 外部存储器读操作（RD）：P4.4
____
③ 外部存储器写操作（WR）:P4.2
I/O 口 4 种工作模式的结构和工作原理，特别是准双向口/弱上拉的主要特点：
当从端口引脚上输入数据时,T4 应一直处于截止状态。假定在输入之前曾输 出锁存过数据 0,则 T4 导通,这样引脚上电位就被箝位在 0 电平, 使输入高电平无 法读入。
因此,作为准双向口使用时,输入数据时, 应先向口写 1, 使 T4 截止, 然后方可 作高阻抗输入。这是准双向口的主要特点。
单片机原理 STC15F2K60S2 微机原理与单片机接口技术复习要点
第一章 微型计算机概述（了解概念）
1.1.2 微型计算机基本构成（基本结构由哪些部分构成） 1.1.3 单片微型计算机简介（什么是单片机，单片机的结构及各个部分的功能， 常见的单片机有哪些） 1>.微型计算机基本构成：微处理器，存储器（ROM RAM)与输入输出接口（I/O 接口）及外部设备及连接他们的系统总线组成。 2>.已知一个 8 位数据的存储器有 16 根地址总线,则该存储器的容量为 64KB。 （216=64K） 3>.微机的系统总线结构是：三总线结构：地址总线、数据总线、控制总线、
3. 寄存器间接寻址：操作数所在存储单元的有效地址在指定的寄存器中，指令
中给出的是存放这个地址的寄存器。用作寄存器间接寻址的寄存器有 R0, R1,
数据指针 DPTR。使用间接寻址的标志是在寄存器前面加一个“@”号，以区
别于寄存器寻址。
比如：MOV R0，#30H
MOV A,@RO
4. 直接寻址：指令的操作数在存储器中时，指令中给出的是该操作数所在存储