微机原理的发展史
微机原理的发展与应用
微机原理的发展与应用简介微机原理是计算机科学中的重要基础知识之一，它涉及到计算机硬件的基本结构和工作原理。
随着科技的进步，微机原理在各个领域都得到了广泛的应用和发展。
本文将介绍微机原理的发展历程，并探讨其在现代社会中的各种应用。
发展历程1.早期计算机概念–机械计算机–电子管计算机2.集成电路的出现–芯片技术的发展–微处理器的出现3.微机原理的基本概念–中央处理器（CPU）–存储器（内存）–输入输出设备4.微机原理的发展–多核处理器的出现–提高计算速度和效率–降低尺寸和功耗5.微机原理的应用–个人计算机–嵌入式系统–数据中心–云计算–物联网个人计算机个人计算机是最常见的微机应用之一。
随着硬件技术的不断进步，个人计算机的性能越来越强大。
它已经成为人们工作、学习和娱乐的重要工具。
个人计算机的主要组成部分包括中央处理器、内存、硬盘、显示器、键盘和鼠标等。
个人计算机广泛应用于各个行业，如教育、医疗、金融和娱乐等。
嵌入式系统嵌入式系统是另一个重要的微机应用领域。
嵌入式系统是指集成了计算机硬件与软件的特定功能系统，通常被嵌入到其他设备中，以实现控制和管理功能。
嵌入式系统广泛应用于家电、汽车、电子设备和工业自动化等领域。
它们可以通过各种传感器和执行器与外部世界进行交互，并根据预定的算法进行决策和控制。
数据中心数据中心是存储和管理大量数据的场所。
微机原理的应用使得数据中心能够高效地处理和存储大规模的数据。
在数据中心中，微机原理用于电脑服务器的控制和运行。
数据中心不仅对企业和组织的信息管理至关重要，也是云计算和大数据处理的重要基础设施。
云计算云计算是一种基于网络的计算模式，它通过共享计算资源和服务，实现对数据和应用程序的远程访问和管理。
微机原理的应用使得云计算能够实现大规模的计算和存储，提供强大的计算能力和灵活的应用服务。
云计算已经在各个行业得到了广泛的应用，如在线存储、软件服务、人工智能和物联网等。
物联网物联网是指将各种智能设备通过互联网连接起来，实现数据的互通和设备的智能化。
微机原理第一章
微机原理第一章学习文档微机原理第1章概述及计算机数据基础1.1计算机发展与组成1.2单片机简介1.1计算机发展与组成1946-1958第一代电子管计算机。
磁鼓存储器，机器语言、汇编语言编程。
1958-1964第二代晶体管计算机。
磁芯作主存储器,磁盘作外存储器，开始使用高级语言编程。
1964-1971第三代集成电路计算机。
使用半导体存储器，出现多终端计算机和计算机网络。
1971-第四代大规模集成电路计算机。
出现微型计算机、单片微型计算机，外部设备多样化。
1981-第五代人工智能计算机。
模拟人的智能和交流方式。
1.1.2计算机发展趋势微型化─便携式、低功耗巨型化─尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、高速度智能化─模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理能力系列化、标准化─便于各种计算机硬、软件兼容和升级网络化─网络计算机和信息高速公路多机系统─大型设备、生产流水线集中管理(独立控制、故障分散、资源共享)软件运算器微处理器控制器(CPU)存储器(内存)RAMROM微型计算机（主机）输入/输出接口(PIO、SIO、CTC、ADC、DAC…)总线(AB、DB、CB)(I/O接口)输入设备(键盘、扫描仪、语音识别仪…)输出设备(显示器、打印机、绘图仪、…)辅助存储器(磁带、磁盘、光盘)电源电路时钟电路硬件微型计算机系统外围设备辅助设备电子计算机技术的发展按使用元器件划分相继经历了五个时代：﹡电子管计算机；﹡晶体管计算机；﹡集成电路计算机；系统软件(操作系统，编辑、编译程序，故障诊断,监控程序…)应用软件(科学计算，工业控制，数据处理…)程序设计语言(机器语言、汇编语言、高级语言)学习文档﹡大规模集成电路计算机；﹡超大规模集成电路计算机。
1.2单片机的发展过程及产品近况1.2.1单片机的发展过程单片机技术发展过程可分为三个主要阶段：◆单芯片微机形成阶段1976年,Intel公司推出了MCS-48系列单片机。
8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根I/O线和1个8位定时/计数器。
微机原理的发展史
总的1.微型计算机的发展简史自从1964年第一台电子计算机ENIAC问世，半个世纪以来，计算机科学和技术飞速发展。
根据组成计算机的电子器件的发展历程，计算机发展已经历了四代，现在正向第五代计算机发展。
第一代：电子管时代。
计算机采用电子管作为逻辑与案件。
第二代：晶体管时代。
计算机用晶体管代替电子管，主存储器采用磁芯存储器，外存储器开始使用磁盘，并提供了较多的外部设备。
第三代：集成电路时代。
计算机采用了小规模和中规模集成电路，主存储器用半导体存储器，采用微程序控制技术。
第四代：大规模集成电路时代。
计算机全面采用了大规模集成电路甚至是超大规模集成电路。
计算机开始向巨型和微型发展。
微型计算机特别是多媒体计算机的开发和使用，将计算机的生产和应用推向了新的高潮。
2.8255A的实验设计概论可编程并行接口芯片8255A因为其输入和输出电平与TTL完全兼容的特性，已广泛应用于实际工程中。
通过8255A并行接口可连接两个或多个系统构成相互之间的通信或系统与外设之间通过8255A交换信息等。
交通灯的实验可以让我们在掌握8255A 典型应用电路的接法、工作方式及其应用的基础上，更好的学以致用。
3.8259A的实验设计概论8259A的中断管理功能很强，单片可以管理8级外部中断，在多片级联方式下最多可以管理64级外部中断，并且具有中断优先权判优、中断嵌套、中断屏蔽和中断结束、中断触发等多种中断管理方式。
通过运用其中断特性，进行简单的单级中断控制实验。
在实验中掌握学理论与实际相结合的学习方法。
4.典型的输入输出芯片1.可编程串行通信接口：8251A8251A是一种可编程的通用同步/异步接受发送器，用于CPU与外设之间的串行通信接口，通过编程可选择同步和异步的工作方式。
2.可编程并行通信接口：8255A8255A是一个40个引脚双列直插式封装的大规模集成电路。
采用单一的+5V 电源供电，其输入和输出电平与TTL完全兼容。
3.可编程技数器/定时器8253A8253A是一种外围电路，它可以通过软件方式设定不同的工作方式，产生各种形式的时间延迟信号，一满足各类系统提出的不同时间的要求4.DMA控制器：8237A8237A是一种高性能可编程的DMA控制器，每个集成电路上有4个独立的DMA 通道，可分别独立编程，实现外围设备与内存、内存与内存之间的高速数据传输5.中断控制器：8259A8259A是一种专门为控制优先级中断而设计的集成电路。
微机原理课件ppt
04
微机程序执行过程
程序加载与执行
程序加载
将程序从存储介质中读取到内存中， 为程序的执行做好准备。
程序执行
CPU按照指令逐条执行程序，完成程 序所要求的任务。
指令执行流程
取指令
CPU从内存中读取指令并存放到指令寄存器 中。
指令译码
对指令进行译码，确定指令的操作码和操作 数。
执行指令
根据译码结果，完成相应的操作，如数据传 输、算术运算、逻辑运算等。
的外设接口。进入21世纪后，微机进一步 发展为DSP（数字信号处理）和FPGA（现 场可编程门阵列）等高性能计算平台。现在 ，微机已进入物联网和人工智能时代，成为
智能硬件的核心组成部分。
微机的应用领域
总结词
微机广泛应用于工业控制、智能家居、医疗设备、航 空航天等领域。
详细描述
由于微机具有体积小、功耗低、价格实惠等优点，它被 广泛应用于各种领域。在工业控制领域，微机可以用于 实现自动化生产线的控制和监测。在智能家居领域，微 机可以用于实现智能照明、智能安防、智能家电控制等 功能。在医疗设备领域，微机可以用于实现医疗影像处 理、医疗数据分析和医疗设备控制等功能。在航空航天 领域，微机可以用于实现飞行控制、导航数据处理和卫 星通信等功能。
立即数
表示常数或立即操作数的值。
注释
用于解释指令的含义和功能，方便阅读和理解。
指令类型
数据传输指令
用于在内存和寄存器之间传输数据，如 MOV指令。
逻辑运算指令
用于进行逻辑运算，如AND、OR、XOR等 指令。
算术运算指令
用于进行算术运算，如ADD、SUB、MUL 、DIV等指令。
控制转移指令
用于改变程序的执行流程，如JMP、CALL 、RET等指令。
微机原理第一章-微型计算机概述
第二代微型计算机
总结词
集成电路计算机
详细描述
第二代微型计算机出现在20世纪60年代末期，采用集成电路作为逻辑元件，体积 减小，功耗降低，可靠性提高。
第三代微型计算机
总结词
大规模集成电路计算机
详细描述
第三代微型计算机出现在20世纪70年代末期，采用大规模集成电路作为逻辑元件，体积进一步减小，性能和可靠 性得到显著提升。
总线分为数据总线、地址总线和控制总 总线的性能指标包括带宽、速度和可靠
线三类，数据总线用于传输数据，地址 性等，带宽越大，传输的数据量越大；
总线用于传输地址信息，控制总线用于 速度越快，传输效率越高；可靠性越高，
传输控制信号。
数据传输越稳定可靠。
03
微型计算机的应用领域
科学计算
科学计算
微型计算机在科学计算领域的应 用非常广泛，如天气预报、地震 数据处理、航天器轨道计算等。
智能化
微型计算机正朝着具有更多智 能功能的方向发展，例如机器 学习、语音识别和图像处理等 。
便携化与移动化
随着移动设备的普及，微型计 算机正变得越来越便携，满足
人们在移动中使用的需求。
微型计算机的未来展望
量子计算
神经网络计算机
随着量子计算技术的发展，未来的微型计 算机可能会采用量子处理器，实现更强大 的计算能力。
结合神经网络技术和计算机技术，未来的 微型计算机可能会具备更高级的智能处理 能力。
生物计算机
可穿戴设备和嵌入式系统
利用生物技术的优势，未来的微型计算机 可能会采用生物材料构建，具有更低的能 耗和更高的运算效率。
随着可穿戴设备和嵌入式系统的普及，未 来的微型计算机将会更加深入到人们的日 常生活中，成为不可或缺的一部分。
微机的发展历史
微机的发展历史计算机的历史现代计算机的诞生和发展现代计算机问世之前，计算机的发展经历了机械式计算机、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段。
早在17世纪，欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机。
1642年，法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置，制成了最早的十进制加法器。
1678年，德国数学家莱布尼兹制成的计算机，进一步解决了十进制数的乘、除运算。
英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出一个设想，每次完成一次算术运算将发展为自动完成某个特定的完整运算过程。
1884年，巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机。
这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方式计算机的雏型，但限于当时的技术条件而未能实现。
巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间，电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展，在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管；在系统技术方面，相继发明了无线电报、电视和雷达……。
所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。
与此同时，数学、物理也相应地蓬勃发展。
到了20世纪30年代，物理学的各个领域经历着定量化的阶段，描述各种物理过程的数学方程，其中有的用经典的分析方法已根难解决。
于是，数值分析受到了重视，研究出各种数值积分，数值微分，以及微分方程数值解法，把计算过程归结为巨量的基本运算，从而奠定了现代计算机的数值算法基础。
社会上对先进计算工具多方面迫切的需要，是促使现代计算机诞生的根本动力。
20世纪以后，各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山，已经阻碍了学科的继续发展。
特别是第二次世界大战爆发前后，军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切。
在此期间，德国、美国、英国部在进行计算机的开拓工作，几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究。
德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机。
他在1941年制成的全自动继电器计算机Z-3，已具备浮点记数、二进制运算、数字存储地址的指令形式等现代计算机的特征。
微机原理发展历史及特色
发展历史微机原理课程开设于80年代初。
经过二十多年的建设，课程教学、实践环节、教学管理等已经比较成熟。
微机原理课程是工科电类专业的重要专业基础课之一，课程的主要任务是使学生获得计算机硬件技术方面的基础知识、基本思想、基本方法和基本技能，培养学生利用硬件与软件相结合的方法，分析解决本专业及相关专业领域问题的思维方法和初步能力。
随着计算机技术的飞速发展，信息技术的发展水平、运用水平和教育水平已成为衡量社会进步程度的重要标志，学生的计算机应用能力，已成为衡量当代大学生知识能力结构的重要组成部分。
本课程作为培养非电类专业学生信息素养和基本应用能力的计算机基础课程之一，在理工科学生培养中的地位越来越重要。
课程以PC系列微机为背景，介绍微机硬件组成及工作原理、接口技术和系统设计与应用，对电类专业要求相对较高。
课程特色1．精心提炼讲课内容，全力塑造精品课程课程组以Intel 8086为主要背景，同时兼顾高档微机CPU，介绍计算机硬件技术基础知识，既具有代表性、典型性，又具备上下兼容性，体现了计算机及其应用技术发展的最新水平与趋势，做到实用性和先进性的统一。
2．编写的实验指导书有利于课程教学和学生实践能力、创新能力培养为密切配合理论课程的教学，课程组结合先进的计算机硬件实验系统（PCI总线和USB总线），编写了实验指导书，学生通过相关实验可以逐步掌握所学的计算机硬件技术基础知识和基本技能，通过该系统各功能模块的组合，可构成综合性实验及创新性实验，以达到提高学生独立分析、解决问题能力的目的。
3．强化实践环节，有助于创新意识和创造能力的形成在课程的教学体系上，针对各专业安排1～2的综合课程设计，让学生对已学知识融会贯通，理论联系实际，在培养综合设计能力、实际动手能力的同时，将书本知识从理解的层次提高到应用的水平，并且还有助于创新意识和创造能力的形成。
微机原理与接口技术CH
存储器包括硬盘、U盘、光盘等。
内存储器的特点是存取速度快 ，但容量较小；外存储器的特 点是容量大，但存取速度较慢 。
存储器的容量和速度是评价微 机性能的重要指标。
输入输出接口
输入输出接口是微机中用 于连接外部设备和软件的 部件。
输入输出接口的种类繁多， 不同的设备需要不同的接 口。
组成
微机由中央处理器、存储 器、输入输出接口等部分 组成。
微机的发展历程
第一代微机
以8位微处理器和汇编语言为主要 特征，出现于上世纪70年代初期
，主要用于科研和教学领域。
第二代微机
以16位微处理器和高级语言为主要特 征，出现于上世纪80年代初期，广泛 应用于工业控制和自动化领域。
第三代微机
以32位微处理器和操作系统为主 要特征，出现于上世纪90年代初 期，成为计算机的主流产品。
总线的性能指标包括数据传输速 率、传输方式、总线宽度等。
03
微机的指令系统
指令的基本格式
操作码
01
表示指令操作的性质，如加、减、乘、除等。
操作数
02
表示要操作的数据或数据所在的地址。
寻址方式
03
表示如何找到操作数所在地址，如立即寻址、寄存器寻址、内
存寻址等。
指令的分类与功能
数据传输指令
用于在寄存器、内存和输入/输出设 备之间传输数据，如MOV指令。
ABCD
常见的输入设备包括键盘、 鼠标、触摸屏等，常见的 输出设备包括显示器、打 印机等。
输入输出接口的性能指标 包括数据传输速率、数据 传输方式等。
总线
总线是微机中用于连接各部件的 通信线路。
中科院自动化所考研之中科大微机原理课件-总复习篇
经过数十年的发展，微机原理经历了多个阶段， 包括单片微处理器、微控制器、嵌入式系统等。
3
未来趋势
随着人工智能、物联网等技术的快速发展，微机 原理的应用前景更加广阔，未来将会有更多的创 新和突破。
微机原理的应用领域
工业控制
微机原理在工业控制领域中应 用广泛，如自动化生产线、智
能仪表等。
智能家居
指令格式与寻址方式
指令格式
指令格式是指令系统中规定的指令长度、操作码、操作数等部分的规范。不同的指令格式对于汇编语言程序设计 具有重要的影响，因为操作码和操作数的不同会导致程序设计的差异。
寻址方式
寻址方式是指令系统中规定的寻找操作数的方法。根据操作数的不同，寻址方式可以分为多种类型，如立即寻址 、寄存器寻址、内存寻址等。掌握寻址方式对于汇编语言程序设计至关重要，因为寻址方式的正确使用可以提高 程序的执行效率和可靠性。
汇编语言与机器语言的转换
汇编语言的产生
为了更直观地表达机器指令，人们发明了汇编语言，它使用助记符 来表示机器指令。
汇编语言的优缺点
优点是比机器语言更易读易写，但缺点是与硬件紧密相关，可移植 性差。
汇编语言与机器语言的转换
汇编语言需要经过汇编器转换成机器语言才能被计算机执行。同样 地，机器语言也需要经过反汇编才能转换成汇编语言。
实验报告与总结
• 提供实验数据和图表，展示实验结果和分 析。
实验报告与总结
01
总结
02
对整个实验过程进行总结，指出实验中的重点和难 点。
03
分析实验中的收获和不足，提出改进措施和建议。
THANKS
指令系统发展历程
随着计算机技术的不断发展，指令系统的功能和性能也在不断增强。从最早的简单指令系统到现在的复杂指令系统， 指令系统的设计和优化对于计算机的性能和功能有着至关重要的影响。
微机的发展史
微机的发展史微机是指个人计算机，它是计算机技术发展的重要里程碑之一。
本文将从微机的起源、发展和未来前景三个方面，介绍微机的发展史。
一、微机的起源20世纪60年代末，随着集成电路技术的发展，计算机体积逐渐缩小，价格逐渐下降。
1969年，美国一家计算机公司推出了第一台个人计算机，这标志着微机的诞生。
当时的微机还非常庞大，只能由专业人员操作，价格昂贵，普通人难以接触。
二、微机的发展20世纪70年代，随着微电子技术的迅猛发展，微机开始进入大众视野。
1976年，美国的一家创业公司推出了一款名为“苹果”的个人计算机，这款计算机的问世引发了一场个人计算机革命。
个人计算机从此开始走向普及，成为人们生活和工作中必不可少的工具。
在80年代，微机的发展进入了一个高速发展的时期。
各国纷纷投入资金和人力资源进行研发，推动了微机技术的不断创新。
1981年，IBM公司发布了第一台个人计算机，这款计算机的操作系统开放给其他厂商使用，从而推动了个人计算机的标准化和普及。
个人计算机市场竞争激烈，各家厂商相继推出了各种型号的微机，不断满足用户的需求。
90年代，随着互联网的兴起，微机的功能进一步扩展。
人们可以通过微机上网冲浪、发送电子邮件等，微机的作用不再局限于办公和娱乐。
同时，微机的体积也逐渐减小，性能不断提升，成本不断降低，使得微机进一步普及。
三、微机的未来前景随着科技的不断发展，微机的未来前景将更加广阔。
首先，随着人工智能技术的进步，微机将具备更强大的计算和处理能力，可以更好地满足人们的需求。
其次，随着物联网技术的普及，微机将与各种设备和传感器连接，实现智能化的控制和管理。
再次，微机将继续向轻薄化、便携化的方向发展，更加适应人们的移动办公和生活需求。
微机作为个人计算机的代表，经历了起源、发展和未来前景三个阶段。
从庞大昂贵的计算机到普及化的个人计算机，微机在不断演进和创新中，改变了人们的生活和工作方式。
随着科技的不断进步，微机的未来前景将更加广阔，我们可以期待微机在各个领域的应用和发展。
微机原理文档
微机原理引言微机原理是计算机科学与技术领域重要的基础课程之一，主要教授计算机硬件和微处理器的基本原理。
了解微机原理对于理解计算机系统的工作原理以及能够进行计算机硬件的设计和故障排除具有重要意义。
本文将介绍微机原理的基本概念、发展历程、体系结构以及运行原理。
一、微机原理的基本概念1.1 微机微机是指一种小型计算机系统，由中央处理器(CPU)、内存、输入设备、输出设备以及各种外设组成。
微机可以进行各种复杂的计算任务，并可以通过输入设备与外部世界进行交互。
它的特点是体积小、成本低、功耗低，广泛应用于个人计算机、嵌入式系统等领域。
1.2 微处理器微处理器是微机的核心部件，也是计算机的“大脑”。
它负责执行计算机指令、处理数据、控制各种硬件设备。
微处理器由算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)、寄存器等组成。
二、微机原理的发展历程微机原理的发展历程可以追溯到二十世纪七十年代末期。
那个时候，计算机技术还处在起步阶段，主要使用大型机和小型机。
然而，随着集成电路技术的不断进步和微处理器的出现，计算机的体积逐渐减小，成本也逐渐降低，逐渐出现了个人电脑。
在八十年代，个人电脑得到了广泛的应用，微机原理也得到了进一步的发展。
人们逐渐认识到了微机在个人和工作中的重要性，开始学习和研究微机原理。
同时，各种微处理器的研发也如火如荼地进行着。
进入九十年代，微机原理的发展进入了一个全新的阶段。
微处理器的集成度不断提高，性能也越来越强大。
同时，新的体系结构和技术也不断涌现，为微机原理的研究和应用提供了更多的可能性。
三、微机原理的体系结构微机原理的体系结构涉及到计算机硬件系统的组成和工作原理。
微机原理的体系结构包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出(I/O)系统。
3.1 中央处理器中央处理器是微机的核心部件，也是计算机的“大脑”。
它由算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)、寄存器等组成，负责执行指令、处理数据、控制各种硬件设备。
微型计算机的发展历史
微型计算机的发展历史可以大致分为四个阶段：
1. 第一阶段：电子管计算机（1946～1957年）。
这个阶段的计算机采用电子管作为基本逻辑部件，体积大，耗电量大，寿命短，可靠性大，成本高。
2. 第二阶段：晶体管计算机（1958～1964年）。
这个阶段的计算机采用晶体管制作基本逻辑部件，体积减小，重量减轻，能耗降低，成本下降，计算机的可靠性和运算速度均得到提高。
3. 第三阶段：集成电路计算机（1965～1969年）。
这个阶段的计算机采用中、小规模集成电路制作各种逻辑部件，从而使计算机体积小，重量更轻，耗电更省，寿命更长，成本更低，运算速度有了更大的提高。
4. 第四阶段：大规模、超大规模集成电路计算机（1970年至今）。
从1970年代开始，随着复杂的半导体以及通信技术的发展，集成电路的研究、发展也逐步展开。
在这个阶段，计算机不仅能进行精确计算，还具有逻辑运算功能，能对信息进行比较和判断。
微机原理及应用的发展
微机原理及应用的发展1. 简介微机原理及应用是计算机科学与技术领域的一个重要分支，它研究微机的基本原理和应用技术，包括微处理器结构、系统总线、存储器、输入输出等方面的知识。
随着科技的发展，微机的应用范围越来越广泛，成为现代社会不可或缺的一部分。
2. 微机的起源与发展微机的起源可以追溯到20世纪70年代，当时计算机技术正在快速发展，人们对计算机的需求也越来越大。
1975年，美国的MITS公司发布了第一款个人计算机Altair 8800，这标志着微机的诞生。
随后，微软公司推出了MS-DOS操作系统，使个人计算机进入了千家万户。
3. 微机原理微机的原理主要包括微处理器结构、系统总线、存储器和输入输出等方面。
3.1 微处理器结构微处理器是微机的核心组件，它负责执行指令、控制数据的输入输出。
常见的微处理器有Intel的x86系列和ARM系列。
微处理器结构包括运算器、控制器、寄存器和时钟等部分。
3.2 系统总线系统总线是微机内部各个组件之间进行数据传输的通道。
主要包括地址总线、数据总线和控制总线。
地址总线用于传输存储器和外设的地址信息，数据总线用于传输数据，控制总线用于控制各个组件的操作。
3.3 存储器存储器是微机用于存储数据和程序的地方。
根据存取速度和价格的不同，存储器可以分为内存、硬盘和固态硬盘等。
内存又分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
3.4 输入输出输入输出是微机与外部设备进行信息交换的方式。
常见的输入设备有键盘、鼠标和扫描仪，输出设备有显示器、打印机和音响等。
输入输出的方式可以通过并行端口、串行端口、USB接口和网络等进行。
4. 微机应用的发展4.1 个人计算机个人计算机是微机应用最广泛的领域之一。
随着硬件和软件技术的不断发展，个人计算机的性能越来越强大，功能也越来越丰富。
它已经成为办公、学习和娱乐的重要工具。
4.2 嵌入式系统嵌入式系统是指将计算机技术应用于各种电子设备中的系统。
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术第一篇：微机原理一、微机的定义和发展微机是指处理器、存储器、输入输出设备及其它必要外围电路芯片组成的一种具有完整计算机系统功能的小型电子计算机。
微机技术是计算机技术的一个重要分支，它的发展使得计算机在个人、家庭、办公和教育领域中得到了广泛应用。
微机的发展可以追溯到20世纪70年代，第一台微型计算机是由英特尔公司研制的4004芯片，它的出现实现了计算机技术由大型机走向小型化，这个趋势得到了进一步加强，直到21世纪初，微机已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。
二、微机的结构和工作原理微机的结构主要由CPU、内存、输入输出设备和系统总线等部分组成。
1、CPU处理器是微机的重要部分，它负责控制计算机的运行，解释和执行指令。
常见的微处理器有英特尔公司的Pentium、AMD公司的Athlon和ARM公司的Cortex等。
2、内存内存是微机存储器的核心部分，包括ROM和RAM两种。
ROM是只读存储器，通常用来存放计算机启动程序和系统BIOS 等固定程序。
RAM是随机存储器，用来临时存储程序和数据。
3、输入输出设备输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机、扫描仪、硬盘、闪存盘等等。
4、系统总线系统总线是微机内部各组件之间通信的数据通路，包括地址总线、数据总线和控制总线。
三、微机的应用领域微机已经广泛地应用于各个领域，包括：1、个人电脑：微机已经成为人们日常生活中不可或缺的部分，可以用来上网、办公、游戏、学习等等。
2、企业办公：微机可以在企业中扮演重要角色，帮助企业进行数据处理、人力资源管理、生产管理等等。
3、工业自动化：微机可以在工业生产中扮演重要角色，帮助企业进行自动化控制和优化生产流程。
四、微机的优点和缺点微机具有以下优点：1、体积小、重量轻、易于携带和存储。
2、成本低、易于使用，适合个人和小型企业使用。
3、处理速度快，可以满足日常工作和娱乐需求。
微机的缺点包括：1、性能受限，无法处理大型数据和高级运算。
微型计算机原理及应用(第三)文档全文免费阅读、在线看
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 。 随后出现的Intel4040 ， 是第一片 通用的4位微处理器 。
1972年 ， Intel8008 ， 8位 ， 集成度约2000管/片 ， 时钟频率1MHz 。
芯
机器语言 、 科学计算 汇编语言
晶体管 1958- 1964 晶体管 磁芯 计算机
磁盘
高级语言 、 工业控制 编译程序
集成电 1964- 1971 小 、 中规 磁芯
路计算
模集成电
机
路
大规模 集成电 路计算 机
1971-
大规模集 成电路
半导体 多样化
分时操作 系统
企事业管 理 、工业 控制
工业 、商 业 、家庭
（ 168个脚） ，甚至上百万管/片 ， 因此被称为超级微型机 。早期的 80486相当于把80386和完成浮点运算的数学协处理器80387以及8kB的高 速缓存集成到一起 ， 这种片内高速缓存称为一级（L1） 缓存 ， 80486还 支持主板上的二级（L2） 缓存 。 后期推出的80486 DX2首次引入了倍频 的概念 ， 有效缓解了外部设备的制造工艺跟不上CPU主频发展速度的矛 盾。
微处理器的发展
第四代： 32位微处理器
1985年 ， Intel又推出了32位处理器80386（ 时钟频率为20MHZ） ， 该芯片的内外部数据线及地址总线都是32位 ， 可访问4GB 内存 ， 并支持 分页机制 。 除了实模式和保护模式外 ， 80386又增加了一种“虚拟8086 ” 的工作模式 ， 可以在操作系统控制下模拟多个8086同时工作 。 1989年推 出了80486（时钟频率为30～40MHz） ，集成度达到15万～50万管/片
微机原理及接口技术1-3(4)章
微机原理及接口技术一、微型计算机的发展概况1、微型计算机的发展微型计算机是第四代计算机，伴随1970年大规模集成电路和微处理器发展。
微处理器：将传统计算机的运算器和控制器等集成在一起。
第一代：1971年（4位和8位低档微处理器）典型产品是Intel 4004 Intel 8008微处理器。
第二代微处理器：1973年（8位中高档微处理器）典型产品是Intel公司的8080/8085等微处理器。
第三代微处理器：1978年（16位微处理器）典型产品是Intel公司的8086/8088及80286等微处理器。
第四代微处理器：1983年（32位微处理器）典型产品是Intel公司的80386/80486等微处理器。
第五代微处理器：1992年（高档的32位及64位微处理）典型产品是Intel公司的Pentium、Pentium II、Pentium III、Pentium 4（安腾）、core （酷睿）。
2、几大定律（1）摩尔定律（Moor‘s Law）1965年集成电路内芯片的晶体管数目，每隔18－24个月，其集成度就要翻一番。
（特定大小的芯片内晶体管数加倍。
）四大定律主导网络时代：（2）贝尔定律（Bell‘s Law）：性能相同的计算机价格将持续下降。
（3）吉尔德定律（Gilder’s law）：网络的带宽每６个月翻一番。
（4）麦特卡夫定律（Metcalfe's Law）：对网络投入N,可以收到的回报是N的平方。
3、微型计算机特点（1）体积小、重量轻、耗电少。
（2）可靠性高，使用环境要求低（3）系统外部芯片配套，系统设计灵活。
（4）性能优良，价格低廉4、微型计算机应用领域两个主要应用方向：（1）高性能、多功能：功能越强越好、使用越方便越好用于数值计算、数据处理及信息管理方向如通用微机，例如：PC微机、因特网上大量信息检索、处理。
（2）价格低廉、功能专一：可靠性高、实时性强、程序相对简单、处理数据量小的生产领域、服务领域、生活领域、用于过程控制及嵌入应用方向专用微机，例如：工控机、单片机、数字信号处理器、仪器仪表等。
微机原理课件第一章
微机原理及应用
第二代计算ห้องสมุดไป่ตู้(1959年～1964年)
1948年，贝尔实验室研制出了晶体管 1955年，晶体管开始在计算机设计中取代真空管，开 启了第二代计算机时代。 主存储器采用磁芯，外存储器使用磁带和磁盘。 和第一代比，体积小，速度可达每秒10万次 计算机的应用扩展到数据处理、自动控制等方面 其代表机型有：IBM7090、IBM7094、CDC7600等。
计算机包含四个子系统：内存（存储代码和数据），ALU（执行 AL运算），CU（执行代码）和I/O（与外界通信）。 在执行时，程序存储在内存中。对于程序代码和数据没有分离的 内存空间。 程序指令顺序执行。 冯.若依曼瓶颈：an instruction fetch and a data operation cannot occur at the same time because they share a common bus
Princeton and Harvard 两者之间的差异在于内存结构。 Princeton体系——冯.若依曼体系：单个内存包 含程序代码和数据。 Harvard体系：两个分离的内存。一块内存用于 存储程序代码；另一块存储数据。
微机原理及应用
冯.若依曼体系(Princeton)
微机原理及应用
早期数字计算机——德国
1941年，德国人楚泽(Konrad Zuse)研制出世界上第一 台功能程序控制、全功能数字计算机Z3。它采用了浮 点数和二进制系统。1945年他设计了第一个高级程序 语言——Plankalül。
Zuse的Z1电脑重制机
微机原理及应用
早期数字计算机——英国
01.微机原理_第一章
第一章微型计算机基础概论1.1 微型计算机系统概述微型计算机是指以大规模、超大规模集成电路为主要部件的微处理器为核心，配以存储器、输入/输出接口电路及系统总线所制造出的计算机系统。
一、微型计算机的发展概况①微型计算机诞生：在1946年2月14日世界上第一台电子计算机“埃尼阿克”由美国宾夕法尼亚大学研制成功。
重达30吨，占地170平方米，耗电140千瓦，用了18800多个电子管，每秒钟仅能做5000次加法.ENIAC :Electronic Numerical Integrator and Calculator分代第一代年份字长芯片的集成度软件典型的芯片1971~19724/8位12000个管/片以上机器语言、简单汇编语言Intel 4004Intel 8008第二代1973~19778位汇编程序高级语言、(FORTRAN PL/M 等BASIC 操作系统第三代1978~198316位汇编语言高级语言操作系统第四代PentiumPII PIII PIV1981~199232位第五代199332位9000个管/片以上29000个管/片以上15~50万个管/片以上Intel 8080,8085MC 6800Z-80Intel 8086,8088MC 68000Z-8000Intel 80386,80486MC 68020操作系统高级语言软件硬化操作系统高级语言软件硬化高达330万个管/片②微处理器的发展第六代1995~2001Pentium58664位550万个管/片操作系统高级语言软件硬化二、微型计算机的特点和应用1.微型计算机特点微型计算机除具有一般电子数字计算机的快速、精确和通用等许多优点外，还具有独自的特点：(1) 体积小、重量轻、功耗低(2) 可靠性高、对使用环境要求低(3) 结构简单、设计灵活、适应性强(4) 性能价格比高2. 微型计算机的应用领域科学计算过程控制信息处理人工智能网络通信计算机辅助技术三、微型计算机的分类1. 按处理器同时处理数据的位数或字长分：4位机、8位机、16位机、32位机、64位机2. 按结构类型分：单片微型机、单板微型机微型计算机3. 按用途分：(1)个人计算机(PC机)(2)工作站／服务器(3)网络计算机(简称NC)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。
《微机原理讲 》课件
输标02入题
总线分为数据总线、地址总线和控制总线三类，数据 总线用于传输数据，地址总线用于传输地址信息，控 制总线用于传输控制信号。
03
总线的发展经历了多个阶段，从早期的ISA总线到现 在的PCIe总线，带宽和速度得到了极大的提升。
04
总线的带宽和速度直接影响着微机的性能和数据传输 速率。 Nhomakorabea03
云计算
微机作为云计算基础设施的 重要组成部分，未来将在云 计算领域发挥更加重要的作 用。
工业自动化
随着工业自动化程度的不断 提高，微机在工业自动化领 域的应用前景广阔，如智能 制造、自动化检测等。
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《微机原理讲》ppt课件
目录
• 微机原理概述 • 微机的硬件结构 • 微机的软件系统 • 微机的应用 • 微机的发展趋势
01
微机原理概述
微机的基本概念
微机
微机的组成
微型计算机的简称，是一种体积小、 功耗低、价格便宜、性能适中的计算 机系统。
微机由中央处理器、存储器、输入输 出设备等部分组成，通过总线连接在 一起。
01
汇编语言
汇编语言是一种低级语言，与机 器语言对应，通过助记符表示指 令。
高级语言
02
03
常见高级语言
高级语言是一种更接近自然语言 和数学表达式的编程语言，易于 编写和维护。
常见的高级语言有C、C、Java和 Python等。
数据库管理系统
数据库管理系统定义
数据库管理系统是一种软件，用于创建、使用和维护 数据库。
网络化
随着互联网的普及，微机的网络功能越来 越重要，通过网络连接可以实现远程控制 、数据传输等功能。
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总的1.微型计算机的发展简史自从1964年第一台电子计算机ENIAC问世，半个世纪以来，计算机科学和技术飞速发展。
根据组成计算机的电子器件的发展历程，计算机发展已经历了四代，现在正向第五代计算机发展。
第一代：电子管时代。
计算机采用电子管作为逻辑与案件。
第二代：晶体管时代。
计算机用晶体管代替电子管，主存储器采用磁芯存储器，外存储器开始使用磁盘，并提供了较多的外部设备。
第三代：集成电路时代。
计算机采用了小规模和中规模集成电路，主存储器用半导体存储器，采用微程序控制技术。
第四代：大规模集成电路时代。
计算机全面采用了大规模集成电路甚至是超大规模集成电路。
计算机开始向巨型和微型发展。
微型计算机特别是多媒体计算机的开发和使用，将计算机的生产和应用推向了新的高潮。
2.8255A的实验设计概论可编程并行接口芯片8255A因为其输入和输出电平与TTL完全兼容的特性，已广泛应用于实际工程中。
通过8255A并行接口可连接两个或多个系统构成相互之间的通信或系统与外设之间通过8255A交换信息等。
交通灯的实验可以让我们在掌握8255A 典型应用电路的接法、工作方式及其应用的基础上，更好的学以致用。
3.8259A的实验设计概论8259A的中断管理功能很强，单片可以管理8级外部中断，在多片级联方式下最多可以管理64级外部中断，并且具有中断优先权判优、中断嵌套、中断屏蔽和中断结束、中断触发等多种中断管理方式。
通过运用其中断特性，进行简单的单级中断控制实验。
在实验中掌握学理论与实际相结合的学习方法。
4.典型的输入输出芯片1.可编程串行通信接口：8251A8251A是一种可编程的通用同步/异步接受发送器，用于CPU与外设之间的串行通信接口，通过编程可选择同步和异步的工作方式。
2.可编程并行通信接口：8255A8255A是一个40个引脚双列直插式封装的大规模集成电路。
采用单一的+5V 电源供电，其输入和输出电平与TTL完全兼容。
3.可编程技数器/定时器8253A8253A是一种外围电路，它可以通过软件方式设定不同的工作方式，产生各种形式的时间延迟信号，一满足各类系统提出的不同时间的要求4.DMA控制器：8237A8237A是一种高性能可编程的DMA控制器，每个集成电路上有4个独立的DMA 通道，可分别独立编程，实现外围设备与内存、内存与内存之间的高速数据传输5.中断控制器：8259A8259A是一种专门为控制优先级中断而设计的集成电路。
具有8级优先权控制，通过级联可扩展至64级优先权控制。
每一级中断都可以屏蔽或允许。
2可编程并行接口8255A2.1 8255A的引脚与结构2.1.1 8255A的外部引脚1. 和外设相连的PA7～PA0：A口数据信号线，双向，三态引脚；PB7～PB0：B口数据信号线，双向，三态引脚；PC7～PC0：C口数据信号线，双向，三态引脚；2. 面向系统总线和CPU相连的RESET：复位信号，高电平有效。
当RESET信号来到时，所有内部寄存器都被清除，同时3个数据端口被自动置为输入端口。
D7～D0：它们是8255A的数据线，和系统总线相连，用来传送数据和控制字。
片选信号，低电平有效。
：读信号，低电平有效。
当有效时，CPU可以从8255A中读取数据。
：写信号，低电平有效。
当有效时，CPU可以往8255A中写入控制字或数据。
A1、A0：端口选择信号。
8255A内部有3个数据端口（I/O端口）和1个控制端口，共4个端口。
8255A端口地址编码2.1.2 内部结构1）与CPU的接口电路与CPU的接口电路由数据总线缓冲器和读/写控制逻辑组成。
2）内部控制逻辑电路内部控制逻辑包括A组控制与B组控制两部分。
A组控制寄存器用来控制A口PA7～PA0和C口的高4位PC7～PC4；B组控制寄存器用来控制B口PB7～PB0和C口的低4位PC3～PC0。
（3）输入/输出接口电路8255A片内有A, B, C 3个8位并行端口，A口和B口分别有1个8位的数据输出锁存/缓冲器和1个8位数据输入锁存器，C口有1个8位数据输出锁存/缓冲器和1个8位数据输入缓冲器，用于存放CPU与外部设备交换的数据。
2.1.3 8255A的控制字1工作方式的控制字例：设8255A的控制端口地址为0060H-0063H，A组B组工作方式0，A口、B口为输入端，C为输出。
则方式控制字应是：92H。
若将此控制字的内容写入8255A的控制寄存器，即实现了对8255A工作方式的指定（或者说完成了对8255A的初始化），初始化的程序段为：MOV AL , 92HOUT 63H ， ALIN AL , 60HIN AL , 61HMOV AL , 数据OUT 62H , AL2. C口的位控字8255A的C口具有位控功能，即允许CPU用输出指令单独对C口的某一位写“1”或“0”，C口的位控字的格式如图所示。
这是通过向8255A的控制寄存器写入（注意不是直接对C 口写入）一个位控字来实现的。
最高位 D7必须为“0”是 C口置位/复位控制字的特征位。
D0位决定了是置“1”还是置“0”操作；D3～D1位决定了对C口中的哪一位进行操作。
2.1.4 8255A的工作方式2.2.1. 方式0①使8255A分成彼此独立的两8位端口（A口，B口）和两个4位端口（C口高4位和低4位），4个端口的输入 /输出可有16种不同的组态，可适用于各种不同的应用场合。
②方式0规定输出有无锁存能力，而输入数据不被锁存。
③方式0是单向的I/O，即一次初始化指定了输入或输出，则不能改变；若改变，则须重新初始化。
不能指定同一端口同时既作输入又作输出。
④这种方式下，无固定的I/O联络信号，联络信号线可由用户自行安排。
这种方式只能用于无条件传送和查询传送，不能实现中断传送。
2.2.2方式1①有两组选通工作方式的端口，每组包含一个8位数据端口和3条控制线。
有A口和B口可作为数据端口， C口的某些线被固定作为A口或B口与外设之间的联络信号线，其余的线只能定义为基本I/O，即只能工作于方式0。
②每组端口提供有中断请求逻辑和中断允许触发器。
对中断允许触发器INTE的操作是通过对端口C的置位/ 复位控制字进行的。
③方式1在输入/输出数据时都被锁存。
④方式1可以用查询方式和中断传送方式进行数据的输入/输出。
2.2.3 方式2：①A口可以工作于方式2，此时C口有5条线固定为A口和外设之间的联络信号线。
C口余下的3条线可以作为B口方式 1下的联络线，也可以和B口一起成为方式0的I/O线。
②方式2在输入/输出数据时都被锁存。
③方式2可以用查询方式和中断传送方式进行数据的输入/输出。
④在方式2时为双向传送设置的联络信号，实际上是方式1下输入和输出两种操作时的组合。
只有中断申请信号INTR既可作输入的中断申请，又可作输出的中断申请。
2.2 交通灯的实验设计2.2.1 并行接口概述并行接口，指采用并行传输方式来传输数据的接口标准。
.8255A是一个具有3个8位数据口（即A口、B口、C口，其中C口还可作为两个4位口来使用）的并行输入/输入端口的接口芯片，它为Intel系列的CPU与外部设备提供了TTL 电平兼容并行接口。
三个数据口均可用软件来设置成输入口或输出口，与外设相连。
C口具有按位置位/复位的功能，为按位控制提供了强有力的支持。
从最简单的一个并行数据寄存器或专用接口集成电路芯片如8255A，一个并行接口的接口特征可以从两个方面加以描述，一方面，以并行方式传输的数据通道的宽度，也称接口传输的位数；另一方面，用于协调并行数据传输的额外接口控制线或称交互信号的特征。
2.2.2 实验流程1.如实验原理图所示，PC口8位接8个开关K1~ K8，PB口8位接8个发光二极管，从PC口读入8位开关量送PB口显示。
拨动K1~ K8，PB口上接的8个发光二极管L1~ L8对应显示K1~ K8的状态。
2.设计线路连接(1) PC0-L3 PC1-L7 PC2-L11 PC3-L15 PC4-L2 PC5-L6 PC7-L14 PB4-LIPB5-L5 PB6-L9 PB7-L133.设计步骤(1) 按图连好线路。
(2) 运行实验程序。
在系统显示监控提示符“P.”时，输入F000后按F1键，输入90C0,按EXEX键。
系统提示执行提示符“厂”，拨动K1-K8，L1-L8会跟着亮灭。
实验原理图2.2.3 任务分析1.亮灭规律设有一个十字路口1 、3 为南北方向，2 、4 为东西方向，初始状态为四个路口的红灯全亮，之后，1 、3 路口的绿灯亮，2 、4 路口的红灯亮，1 、3 路口方向通车。
延时一段时间后，1 、3 路口的绿灯熄灭，而1 、3 路口的黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，1 、3 路口红灯亮，而同时2 、4 路口的绿灯亮，2 、4 路口方向通车，延时一段时间后，2 、4 路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，再切换到1 、3 路口方向，之后，重复上述过程。
2.程序框图2.2.4 实验小结1.实验效果1．运行实验程序后，拨动开关组，发光二极管的亮灭与开关一一对应。
2．运行实验程序，然后拨动开关组K0-K7，准备好后，按动拨动开关KKl，发光二极管组的亮灭与开关一一对应。
2.实验心得通过此次实验，我学到了不少实用的知识,懂得了如果改变对8255工作方式控制的设置，可以实现对不同的端口设置其输入输出功能，从而实现输入与输出数据的处理功能：在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否则,在老师讲解时就会听不懂,这将使你在做实验时的难度加大,浪费做实验的宝贵时间。
但真正使我受益匪浅的是.做实验的过程和思考问题的方法。
3.中断控制器8259A3.1 8259A的引脚与内部结构3.1.1 8259A的引脚8259A的外部引脚如图所示，除了电源和地以外，8259A其他引脚上的信号和含义如下1.8259A与硬件的相关管脚D0～D7 ：双向三态数据线，是CPU和8259A进行数据、命令状态传送的通道。
：写控制输入信号，低电平有效。
有效时，表明当前正在向8259A写入命令字。
：读控制输入信号，低电平有效。
有效时，表明CPU正在向8259A读数据。
A0：片内地址选择信号，用来指出当前8259A的哪个端口被访问。
每片8259A有两端口地址。
：片选输入信号，低电平有效，通过地址译码逻辑电路与地址总线相连。
INT：与CPU的INTR端相连，由8259A向CPU发出中断请求信号。
INTA：接收来自CPU的中断响应信号。
8259A要求中断响应信号由两个负脉冲构成。
2.8259A与外设相连的相关管脚IR0～IR7：8个中断请求输入信号，用来接收外部设备的中断请求，高电平或上升沿有效。
3.8259A构成级联时使用的相关管脚CAS0～CAS2：在8259A构成级联时，用来指出具体的从片。