微机系统概述
1微型计算机系统概述
• 第一阶段（1971~1973）：
典型的微型机以Intel 4004和Intel 4040 为基础。微处理器和存储器采用PMOS工 艺，工作速度很慢。微处理器的字长4位， 时钟频率500KHz～2MHz，存储器的容量 很小，只有几百字节；指令系统不完整， 没有操作系统，只有汇编语言。主要用于 工业仪表、过程控制或计算器中。
倒退回70年代中期，那时PC还没有面世，那时猜测计算机会在每 张办公桌上出现简直是不可能的，即使在我们创办微软公司的时 候，也无法预料以后会发生什么样的变化。在21世纪，PC会向上 百万的人传输金融数据，人们利用它学习、工作、它的潜力无 穷。”
微型计算机
• 微机概念：以大规模、超大规模集成电路
为主要部件，以集成了计算机的主要部 件——控制器和运算器的微处理器为核心， 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。 • 划分阶段的标志：以字长（即数据位数） 和微处理器芯片。
1. 2.1 微型计算机的特点
• 1．体积小、重量轻、价格低廉 • 2．简单灵活、可靠性高、使用环境要
求不高 • 3．功耗低
1.2.2 微型机的应用范围
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、数据处理 （信息处理） 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、PC机（Personal Computer ） :面向个人单独使用的一类微 机，实现各种计算、数据处理及信息管理等。
1.3 微型计算机的基本组成
微型计算机系统
微处理器
微型计算机
运算器
控制器
寄存器组 内存储器 总线
输入输出输出 接口电路
微机系统概述及其选购
(8)光盘驱动器
使用只读型光盘(CD-ROM)，目前较为流行的是24速和32速 等高速光盘驱动器。
(9)机箱和电源
微机中的主要设备都放在主机箱内，除了显示器、键盘和 鼠标外，以上所提到的设备都放在主机箱中。主机箱内还 带有电源，用来给主板及外设供电。
(1)硬磁盘机
微机的基本配置为一个硬磁盘机，一台微机最多可以配置4 个硬磁盘机。一般情况下，光盘驱动器占用了一个硬磁盘机 的接口，因此可选配置中可使用2或3个硬磁盘机。 (2)内存 内存的配置与内存的发展有很大的关系，一般的微机上有4 个内存扩展槽，而内存条的容量有16MB、32MB、64MB、 128MB和256MB，用户应该根据实际的需求进行配置。若使 用Windows 2000/XP作为操作系统的话，建议使用128MB以 上的内存。 (3)打印机 可选配24针窄行或宽行打印机，也可选配喷墨打印机或激光 打印机。
(4)声卡
声卡又称音效卡，能实现模拟信号与数字信号之间的转换。声 卡上有话筒插口、立体声输入/输出端口和MIDI接口等。
(5)网卡
需要上网的用户都需要配置网卡，而且现在部分主板上集成了 网卡。
(6)调制解调器(modem)
modem是微机通信中必不可少的外部设备，在微机与电话系统 之间连接好modem后便可以利用电话系统实现微机之间的远程 通信。modem有内置和外置两种，内置modem是一块可以插在 主板扩展槽上的电路板，包括调制解调器和串行端口电路。外 置modem是一个立体盒子，其后面板上有电源线、与微机串口 连接的接口和与电话连接的端口，前面板是一排指示灯，用于 标识其工作状态。
(1)操作系统的配置
操作系统是每台微机必须配备的系统软件。目前微机中流行 的操作系统有Windows 98、Windows 2000和 Windows XP； 用户可根据自己的情况来选择。Windows 98对微机硬件的要 求不高，系统与以前的版本的兼容性好，对于学校来讲使用 较为广泛；Windows 2000有网络版，有NT的升级版本，用 它来组建网络很方便；Windows XP对微机硬件要求较高， 界面及系统的稳定性好，新配置的微机由于性能较好通常使 用这种操作系统。 (2)语言处理程序配置
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。
《微机原理与接口技术》教案
《微机原理与接口技术》教案第一章：微机系统概述1.1 教学目标1. 了解微机系统的概念和发展历程。
2. 掌握微机系统的组成和各部分功能。
3. 理解微机系统的工作原理。
1.2 教学内容1. 微机系统的概念和发展历程。
2. 微机系统的组成：微处理器、存储器、输入输出接口等。
3. 微机系统的工作原理：指令执行过程、数据传输等。
1.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解微机系统的概念和发展历程。
2. 采用案例分析法，分析微机系统的组成和各部分功能。
3. 采用实验演示法，展示微机系统的工作原理。
1.4 教学评价1. 课堂问答：了解学生对微机系统概念的掌握情况。
2. 课后作业：巩固学生对微机系统组成的理解。
3. 实验报告：评估学生对微机系统工作原理的掌握程度。
第二章：微处理器2.1 教学目标1. 了解微处理器的概念和结构。
2. 掌握微处理器的性能指标。
3. 理解微处理器的工作原理。
2.2 教学内容1. 微处理器的概念和结构：CPU、寄存器、运算器等。
2. 微处理器的性能指标：主频、缓存、指令集等。
3. 微处理器的工作原理：指令执行过程、数据运算等。
2.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解微处理器的概念和结构。
2. 采用案例分析法，分析微处理器的性能指标。
3. 采用实验演示法，展示微处理器的工作原理。
2.4 教学评价1. 课堂问答：了解学生对微处理器概念的掌握情况。
2. 课后作业：巩固学生对微处理器性能指标的理解。
3. 实验报告：评估学生对微处理器工作原理的掌握程度。
第三章：存储器3.1 教学目标1. 了解存储器的概念和分类。
2. 掌握存储器的性能指标。
3. 理解存储器的工作原理。
3.2 教学内容1. 存储器的概念和分类：随机存储器、只读存储器等。
2. 存储器的性能指标：容量、速度、功耗等。
3. 存储器的工作原理：数据读写过程、存储器组织结构等。
3.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解存储器的概念和分类。
2. 采用案例分析法，分析存储器的性能指标。
微型计算机系统概述
I/O接口的概念将在第7章介绍，常用接口芯片在第9、第10以及第11章介绍。
6、输入输出接口、鼠标等
微型计算机系统的工作原理
1、指令、指令系统和程序 指令： 指令是指示计算机执行某种操作的命令，它由一串二进制代码组成。 一条指令通常由操作码和操作数两个部分组成。
操作码
操 作 数
指明该指令要完成的操作的类型或性质，如取数、加法、减法或逻辑乘等。
汇编语言：
2、机器语言、汇编语言和高级语言
高级程序设计语言接近人类自然语言的语法习惯，易被用户掌握和使用。
高级语言程序“看不见”机器的硬件结构，不能用于编写直接访问机器硬件资源的系统软件或设备控制软件。为此，一些高级语言提供了与汇编语言之间的调用接口。用汇编语言编写的程序，可作为高级语言的一个外部过程或函数，利用堆栈来传递参数或参数的地址。
用机器语言编写的程序是计算机惟一能够直接识别并执行的程序，而用其他语言编写的程序必须经过翻译才能变换成机器语言程序，所以，机器语言程序被称为目标程序。
机器语言是直接用二进制代码指令表达的计算机语言；
机器语言：
一条机器指令控制计算机完成一个基本操作；
计算机能够直接识别的数据是由二进制数0和1组成的代码；
ROM BIOS
硬 盘
RAM
② 执行自举程序
⑥执行 引导 程序
序
读
出
引
导
程
④
CPU
① 执行加电自检程序
⑤ 装入引导程序
⑦ 装入操作系统
CMOS
？
从
何
处
启
动
③
⑧运行 操作 系统
显示初始界面
DOS
DOS（Disk Operating System）是磁盘操作系统的简称，MS-DOS则是最普遍使用的PC兼容DOS。 MS-DOS采用模块结构，它由五部分组成： ROM中的BIOS模块 IO.SYS模块 MSDOS.SYS模块 模块 引导程序。
国家开放大学《微机系统与维护》章节测试参考答案
国家开放大学《微机系统与维护》章节自测参考答案第1章微机系统概述一、单选题（每题5分）1.以下选项中，（）不是微机的输入或输出设备。
A. CPUB. 扫描仪C. 键盘D. 鼠标2.以下选项中，（）属于应用软件。
A. LinuxB. Office 2003C. DOSD. Windows XP Home3.CPU的主要功能是对微机各部件进行统一协调和控制，它包括运算器和（）。
A. 触发器B. 指挥器C. 控制器D. 判断器4.1981年IBM推出首款个人电脑开创了全新的计算机时代，该电脑选用的芯片是（）。
A. Intel 80286B. Intel 4004C. Intel 8088D. Intel 80865.以下选项中，（）是Intel公司推出的80x86系列中的第一个32位微处理器芯片。
A. Intel 80386B. Intel 8086C. Intel 80286D. Intel 80886.（）是用于微机与电话线路之间进行数字、模拟信号转换的装置。
A. 调制解调器B. 网卡C. 交换机D. 路由器二、多选题（每题5分）7.以下选项中，（）属于冯·诺依曼原理的基本内容。
A. 计算机应包括运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五大基本部件B. 程序存储和程序控制思想C. 采用二进制来表示指令和数据D. 软件工程思想8.以下选项中，（）属于微机的输入设备。
A. CPUB. 扫描仪C. 鼠标D. 键盘9.以下选项中，（）可用于评价微机的性能指标。
A. 内存容量B. 外存容量C. 运算速度D. 字长10.以下选项中，（）是可用于长期保存程序和数据的存储器。
A. 内存B. 硬盘C. 光盘D. U盘11.以下选项中，（）是微机发展的方向。
A. 多媒体化B. 网络化C. 智能化D. 巨型化12.关于微机选购的说法，正确的是（）。
A. 选购微机要从微机的主要用途出发B. 选购微机一定要选原装机C. 选购微机要考虑用户类型D. 选购微机一定要选组装机三、判断题（每题5分）1.微机的核心部件是CPU，它是微机的控制中枢。
《微机原理与接口技术》教案
《微机原理与接口技术》教案第一章：微机系统概述1.1 微机的发展历程1.2 微机系统的组成1.3 微机的基本工作原理1.4 微机的主要性能指标第二章：微处理器2.1 微处理器的结构与功能2.2 微处理器的性能指标2.3 微处理器的指令系统2.4 微处理器的编程方法第三章：存储器3.1 存储器的分类与功能3.2 随机存储器（RAM）3.3 只读存储器（ROM）3.4 存储器扩展与接口技术第四章：输入/输出接口技术4.1 I/O接口的基本概念4.2 I/O接口的地址译码方式4.3 I/O接口的数据传输方式4.4 常用I/O接口芯片介绍第五章：中断系统5.1 中断系统的基本概念5.2 中断源与中断处理5.3 中断响应过程5.4 中断控制器及其应用第六章：总线技术6.1 总线的概念与分类6.2 总线接口与传输协议6.3 总线扩展技术6.4 PCI总线与PCI Express总线第七章：串行通信接口7.1 串行通信的基本概念7.2 串行通信的接口标准7.3 串行通信接口电路设计7.4 USB串行通信接口第八章：定时器/计数器8.1 定时器/计数器的基本概念8.2 定时器/计数器的原理与编程8.3 定时器/计数器的应用实例8.4 高精度定时器/计数器的设计第九章：DMA控制9.1 DMA的基本概念与原理9.2 DMA控制器的工作方式9.3 DMA传输过程与编程9.4 DMA在微机系统中的应用第十章：微机系统的设计与应用10.1 微机系统设计的基本原则10.2 微机系统硬件设计方法10.3 微机系统软件设计方法10.4 微机系统应用实例分析重点和难点解析一、微机系统概述难点解析：理解微机系统中各个组件的作用及其相互关系，掌握性能指标的计算和评估方法。
二、微处理器难点解析：掌握微处理器的内部结构和工作原理，理解指令系统的作用和编程方法。
三、存储器难点解析：区分不同类型的存储器，理解它们的功能和用途，掌握存储器扩展和接口技术。
第1章微型计算机控制系统概述
PIO：并行I/O接口
接口电路
SIO：串行I/O接口 中断控制器
DMA
的
操作设备：由显示器、键盘、指示灯等组成
组
成
系统软件：OS、编译诊断程序、监控程序
软件 应用软件：针对过程编写的控制、管理程序
包括输入、控制、输出及显示打印程序
第一章 微型计算机控制系统概述
1.2 微型计算机控制系统的组成
4、检测元件及执行机构
在微机控制系统中，为了对生产过程进行控制，首先必须对各种数据，如 温度、压力、流量、液位、成分等进行采集。为此，必须通过检测元件，即 传感器，把非电量参数转换成电量。此外，为了控制生产过程，还必须有执 行机构。它们的作用就是控制各参数的流入量。
5、通用外部设备
主要为了扩大主机的功能而设置的，是实现微机和外界交换信息的功能的设备。 常规外部设备可分为输入设备，输出设备和存储设备，并根据控制系统的规 模和要求来配置。
第一章 微型计算机控制系统概述
1.1 微型计算机控制系统的结构原理
给定信号
微型计算机 微处理器
D\A转换器
执行机构
被控参数 被控对象
A\D转换器
1、控制过程 图1.3 计算机控制系统基本框图
从本质上看，微型计算机控制系统的控制过程可以归纳为以下四 点： （1）实时数据采集：对被控参数的瞬时值进行检测，并且将采样 结果输入计算机； （2）实时决策：对输入的实时给定值与被控量的数值进行处理后， 按照预先规定的控制规律进行运算，则称为实时决策，或简称决策；
（3）保护重要数据的后备存贮体
Watchdog和掉电保护功能均要有能保存重要数据的存贮体支持， 后备存贮体容量不大，在系统掉电时数据不会丢失，故常采用 NOVRAM，EEPROM或常有后备电池的SRAM，为了保证可靠、安 全，系统存贮器工作期间，后备存贮体应处于上锁状态。
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。
微型计算机系统概述
1
1.1 计算机的发展与应用 人类第一台数字电子计算机：1946 年，美国宾夕法尼亚大学研 制出。取名为：ENIAC（Electronic numerical integrator and calculator）。 由著名数学家：冯· 诺依曼，推出了新的计算机系统结构，提出采 用二进制、存储程序及在程序控制下执行的理念 。 第一代：1946年－1957年。 器件：电子管，磁芯和磁鼓存储器。
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系统软件中还有语言处理程序，计算机语言是使用者与计算 机之间进行交流的工具；人们将要计算机来完成的事件编写成程序输 入给计算机；计算机通过执行用户的程序来完成用户的工作。其中广 泛使用的语言有 C 语言、VB、VC、Java 等，机器只能运行机器语 言。 返回本章目录
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1．3 PC 机系列体系结构 1.3.1 基于 8088 PC 总线的微机结构 8088 微处理机，作为第一代机的 CPU，通过地址总线、数据总线和控制总线对整 个机器进行调试和控制，其体系结构,如图 1.3 。 1. 8088 处理器：采用 4.77M 的工作频率，该频率通过 8284 对14.31818MHz 的晶 体振荡 3 分频而得到的；每个时钟周期 210nm。 2. 8087 协处理器：8088 在最大模式下可配接 8087协处理器用来进行浮点运算，使 浮点运算速度提高 100 倍。 3. 存储器：64K 的 ROM 早期存放 32K 的 Basic 解释程序，另 32K 固化 BIOS，包 括上电自检程序、系统引导程序、日时钟管理程序和基本的 I/O 设备的驱动程序 4. RAM 内存：IBM PC/XT 的主板上可接插 640K 的内存。 5. 8253/8254 可编程定时计数器：该片提供 3 个通道。通道 0 每 55ms 向 CPU 发一个时钟中断信号，通过计数，用来计算时 钟的时间；通道1 用于 DRAM 的刷新；通道2 输出方波到扬声器。
微机系统原理及接口技术应用
04
微机系统应用实例
工业控制系统的应用实例
总结词
工业控制系统是微机系统的重要应用领域，通过微机系统实现对生产过程的自动化控制。
详细描述
工业控制系统的应用实例包括自动化生产线控制、温度压力控制、物料输送控制等。微机系统通过接 收传感器信号，进行数据处理和控制算法运算，输出控制信号，驱动执行机构实现自动化控制。
总结词
数据采集系统是利用微机系统实现对各种信号的采集、处理和传输。
详细描述
数据采集系统的应用实例包括声音、图像、振动等信号的采集和处理。通过微机系统的接口技术，可以将各种传 感器采集到的信号进行预处理、转换和传输，为后续的数据分析提供原始数据。
计算机辅助设计的应用实例
总结词
计算机辅助设计（CAD）是利用微机系统进行产品设计和开发的工具。
微机系统原理及接口技术应 用
• 微机系统概述 • 微机系统原理 • 微机系统接口技术 • 微机系统应用实例
01
微机系统概述
微机系统的定义与特点
定义
微机系统是由微处理器、输入输出接 口电路、存储器、电源和辅助电路等 组成的计算机系统。
特点
体积小、功耗低、成本低、可靠性高 、扩展性强等。
微机系统的历史与发展
中断接口技术
中断接口技术是一种处理机与外设之间进行信息交换的方式 。当外设需要与处理机交换信息时，它会向处理机发出中断 请求，处理机响应中断后，与外设进行信息交换。
中断接口技术具有实时性高、处理机利用率高等优点，但同 时也存在实现复杂、电路成本高等缺点。
DMA接口技术
DMA（Direct Memory Access）接口技术是一种实现数据 块在内存与外设之间直接传输的技术。它通过硬件控制实现 数据的快速传输，不需要处理机的干预。
微型计算机的基础知识
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。
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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
编辑ppt
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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
微机硬件系统概述
❖ 在现代计算机系统中，总线往往是计算机数据交换的中心，总线的结构、技术 和性能等都直接影响着计算机系统的性能和效率。
❖ 按层次结构可把总线分为CPU总线、存储总线、系统总线（扩展总线、局部总 线）和外部总线。
微机组装与维护技术
1.1 微机硬件系统基本结构
❖冯·诺依曼体系结构中将计算机硬件系统分为运算器、控制 器、存储器、输入设备和输出设备五大部分。
❖微机硬件系统也采用这一体系结构。 ❖为了把微机各组成部件连接成一个整体，通常采用总线结
构，通过总线使得各部件之间能够传输各种信息。 ❖输入设备和输出设备通过接口连接到总线。 ❖总线及其控制电路与接口插槽等构成了主板。
微机组装与维护技术
Gvcgf b h
主板实物图
Floppy
微机组装与维护技术
总线结构图
CPU
总线
存储器
输入/输出设备 外设
微机组装与维护技术
3. 存储器
❖ 存储器就是计算机的存储部件，用来存放信息，主要功能是保存大量的程序和 数据信息，并能在计算机运行中高速地完成指令和数据的存取。
❖ 存储器由多个存储单元组成，每个存储单元对应一个编号，称为存储单元地址。 ❖ 可以根据存储单元地址存/取其中的信息，存取信息称为访问存储单元，即对存
在主板上的总线相连接，以实现相互间通信。 ❖ 存储器又可分成主存储器（内存储器）和辅助存储器（外存储器）。 ❖ CPU、主板与内存储器一起构成主机。 ❖ 外设包括外存储器、输入设备和输出设备。 ❖ 主机和外设一起形成一台完整的微机硬件系统。
微机组装与维护技术
第三部分+微机系统概述
运算器 之 基本逻辑运算
①逻辑与：又称为“逻辑乘”运算，常用符号· （或省 略不写）、∧、∩和AND表示。对两个数进行与操 作，就是按位求它们的“与”。 运算规则是：0∧0=0，0∧1=0，1∧0=0，1∧1=1 例如，10110001∧11101100=10100000
②逻辑或：又称为“逻辑加”运算，常用符号＋、∨ 、∪和OR表示。对两个数进行或操作，就是按位求 它们的“或” 运算规则是：0∨0=0，0∨1=1，1∨0=1，1∨1=1 例如，10110001∨11101100=11111101
时刻产生合适的电信号的过程。也就是说，
控制器的功能就是按照指令的要求，在正确
的时刻，产生需要的控制信号，以控制计算
机各个部分的工作。
控制器的组成：
控制器由指令部件、时序部件、控制信 号形成部件和中断控制逻辑组成。
80386的内部结构
4
存储器的层次机构
存储器
CPU
高速缓存(Cache)
主存（内存）
从上表可得到本位和（Si）和本位向高位的 进位（Ci）的逻辑表达式： Si = Ai⊕Bi⊕Ci-1 Ci = Ai Bi + Ci-1 (Ai⊕Bi) 由以上两式可画出全加器的逻辑电路图，见 下图。通常把Ai⊕Bi称为半加和，它是由被 加数（Ai）、加数（Bi）所确定，而与低位 来的进位（ Ci-1 ）无关。 Si 是由半加和和低 位来的进位所形成，所以称为全加和。
计算机只能理解0和1编码的符号串，也就 是机器指令，不管源程序使用哪种语言编写， 它最终都要被翻译成机器语言的指令后，才 能由计算机执行。 一台计算机的所有指令的集合，称为该机 的指令系统。指令系统表明了这台计算机能 执行的操作及其功能强弱
必看的微机原理与接口技术知识点总结
必看的微机原理与接口技术知识点总结在当今科技飞速发展的时代，微机原理与接口技术作为计算机科学与技术专业的重要基础课程，对于深入理解计算机系统的工作原理以及开发各类计算机应用具有至关重要的意义。
接下来，让我们一同梳理一下这门课程中的关键知识点。
一、微机系统概述微机系统由硬件和软件两大部分组成。
硬件方面，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等；软件则涵盖了系统软件和应用软件。
CPU 是微机的核心，它负责执行指令和进行数据处理。
常见的CPU 架构有 X86、ARM 等。
了解 CPU 的工作原理，包括指令周期、时序等，对于优化程序性能至关重要。
存储器分为内存和外存。
内存速度快但容量小，如随机存取存储器（RAM）；外存容量大但速度较慢，如硬盘、光盘等。
输入设备如键盘、鼠标用于向计算机输入信息，输出设备如显示器、打印机则用于将计算机处理的结果展示给用户。
二、数制与编码在微机中，常用的数制有二进制、八进制、十进制和十六进制。
二进制是计算机内部处理数据的基本形式，因为其只有0 和1 两个数字，便于硬件实现逻辑运算。
不同数制之间可以相互转换。
例如，十进制转换为二进制可以通过除 2 取余的方法，二进制转换为十进制则通过位权相加。
编码是将信息转换为特定的代码形式。
常见的编码有 ASCII 码，用于表示字符；BCD 码，用于表示十进制数。
三、指令系统指令是 CPU 执行操作的命令，指令系统则是 CPU 所能执行的全部指令的集合。
指令通常包括操作码和操作数两部分。
操作码指明要执行的操作，操作数则指出操作的对象。
指令的寻址方式有立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址等。
不同的寻址方式适用于不同的场景，能够提高程序的灵活性和效率。
四、汇编语言程序设计汇编语言是一种面向机器的低级程序设计语言。
通过使用汇编语言，可以更直接地控制计算机硬件。
汇编语言程序的基本结构包括数据段、代码段和堆栈段。
编写汇编程序时，需要使用指令、伪指令和宏指令等。
第一章微型计算机控制系统概述
DSP 处理器的长处
向量运算、
指针线性寻址等
微机控制技术
1.2.4 嵌入式系统
4、嵌入式片上系统 ( System On Chip ) • 随着 EDI 的推广和 VLSI 设计的普及化，及半
导体工艺的迅速发展，在一个硅片上实现一个 更为复杂的系统的时代已来临，这就是
System On Chip ( SOC )。
• TI 公司亦将其 TMS320C2XXX 系列 DSP 作为 MCU 进行推广。
微机控制技术
1.2.4 嵌入式系统
3、嵌入式 DSP 处理器
( Embedded Digital Signal Processor, EDSP )
（１）ＤＳＰ处理器的特点 DSP 处理器对系统结构和指令进行了特殊设计: 使其适合于执行 DSP 算法，编译效率较高，指令执行速度也 较高。
• 具有软件代码少、高度自动化、响应速度快等特点， 特别适合于要求实时和多任务的体系。
微机控制技术
嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器特点:
（1）对实时多任务有很强的支持能力。能完成多任务并且有较 短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时内核的执行时间 减少到最低限度。
（2）具有很强的存储区保护功能。 由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件 模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保 护功能，同时也有利于软件诊断。
理器。 如：Intel 的 MCS-296
Infineon ( Siemens ) 的 TriCore。
1.2.4 嵌入式系统
（３）推动嵌入式 DSP 处理器发展的因素：
嵌入式系统的智能化。
如：各种带有智能逻辑的消费类产品
生物信息识别终端
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。
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中央广播电视大学计算机网络技术专业（专科）《微机系统与维护》课程作业（一）微机系统概述选择题（请选择一个或多个选项）鼠标是目前使用最多的（B ）。
A．存储器B．输入设备C．微处理器D．输出设备下列设备中，属于微机最基本输出设备的是（ A ）。
A．显示器B．打印机C．鼠标D．手写板以下属于存储器的是（ C D ）。
A．打印机B．显示器C．内存D．硬盘对于一台微机而言，必备的设备是（A B ）。
A．显示器B．键盘C．扫描仪D．手写板系统软件中最基本最重要的是（D ），它提供用户和计算机硬件系统之间的接口。
A．应用系统B．IE浏览器C．Office 组件D．操作系统以下属于系统软件的是（A C D ）。
A．Windows XP B．Office 2003C．DOS D．Unix从1971年由Intel公司推出的第一款微处理器是（A ）。
A．Intel 4004 B．Intel 8086 C．Intel 8088 D．Intel 80286不是32位微处理器芯片的是（A B D ）。
A．Intel 8086 B．Intel 8088 C．Intel 80386 D．Intel 80286微机通过电话线路实现网络连接时，完成数字、模拟信号转换的设备是（C ）。
A．网卡B．路由器C．调制解调器D．交换机CPU的中文意义是（A ）。
A．中央处理器B．不间断电源C．微机系统D．逻辑部件CPU实现对微机各部件的统一协调和控制，它包括（B D ）。
A．判断器B．控制器C．指挥器D．运算器CPU不能直接访问的存储器是（A B D ）。
A．光盘B．硬盘C．内存D．U盘CPU的主要功能有（C D ）。
A．打印B．存储数据C．运算D．控制以下不属于运算器基本功能的是（ A B D ）。
A．存储各种数据和程序B．对系统各部件实行控制C．进行算术运算和逻辑运算D．传输各种信息以下不属于控制器基本功能的是（A B C ）。
传输各种信息存储各种信息实现算术运算和逻辑运算控制计算机各个部件协调一致地工作以下属于冯·诺依曼原理基本内容的是（B C D ）。
软件工程思想计算机应包括运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五大基本部件程序存储和程序控制思想采用二进制来表示指令和数据组成一个完整的微机系统必须包括（A ）。
硬件系统和软件系统CPU、存储器和输入输出设备主机和应用软件主机、键盘、显示器、音箱和鼠标器微机硬件系统由（A D ）、存储器、输入设备和输出设备等部件组成。
A．运算器B．软盘C．键盘D．控制器判断题微机的核心部件是硬盘，它是微机的控制中枢，因为微机没有硬盘就无法正常工作。
（×）显示系统可以不包括显卡，因为没有显卡微机也能正常工作。
（×）运算速度并不是衡量微机性能的唯一指标。
（√）微机的软件系统可分为系统软件和应用软件。
（√）微机系统的工作过程是取指令、分析指令、执行指令的不断循环的过程。
（√）微机的字长是指微机进行一次基本运算所能处理的十进制位数。
（×）计算机内部采用十进制表示指令，采用二进制表示数据。
（×）内存是指在主机箱内的存储部件，外存指主机箱外可移动的存储设备。
（×）微机的性能与系统配置没有关系。
（×）CPU是执行程序指令，完成各种运算和控制功能的大规模集成电路芯片。
（√）微机在实际运行过程中的速度完全由CPU的频率决定。
（×）ROM和RAM中的信息在断电后都会丢失。
（×）简答题简述微机系统的组成。
答：微机系统由硬件系统和软件系统组成。
硬件系统是指构成微机的所有实体部件的集合，软件系统是为运行、维护、管理和应用微机所编制的各种程序和支持文档的总和。
微机的主要性能指标有哪些？微机的主要性能指标有运算速度、字长、内存容量、外存容量等。
运算速度是衡量微机性能的一项重要指标。
通常所说的运算速度是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用MIPS（Million Instruction Per Second，百万条指令／秒）来描述。
同一台计算机，执行不同的运算所需时间可能不同，因而对运算速度的描述常采用不同的方法，常用的有主频、IPS（Instruction Per Second，每秒平均执行指令数）等。
微机一般采用主频来描述运算速度，例如，Pentium4 3.2G的主频为3.2GHz。
字长是指CPU一次能同时处理的二进制位数。
内存容量的大小反映了微机即时存储信息的能力。
一般来说，内存容量越大，系统能处理的数据量也越大。
外存容量主要取决于硬盘，硬盘容量越大，可存储的信息就越多，系统性能也随之增强。
简述微机的工作原理。
答：微机以冯·诺伊曼原理为其基本工作原理，概括为以下三点：计算机应包括运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五大基本部件。
计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。
将编写完成的程序送入内存储器中（存储程序），然后启动计算机工作，计算机无需操作人员干预，能自动逐条取出指令和执行指令（程序控制）。
简述微机的发展历程。
微机诞生于20世纪70年代，其发展主要表现在微处理器的发展上，至今为止可概括为以下几个阶段：第一代微机（20世纪70年代初期），采用4位或8位微处理器。
第二代微机（20世纪70年代中后期），采用8位微处理器。
第三代微机（20世纪80年代初期到中期），采用16位微处理器。
第四代微机（20世纪80年代后期至90年代初期），采用准32位微处理器或32位微处理器。
第五代微机（20世纪90年代中期），采用Pentium系列微处理器。
第六代微机（21世纪初至今），Intel公司于2001年5月推出的Itanium微处理器标志着微机已进入第六代。
什么是微机软件系统？软件系统是为运行、维护、管理和应用微机所编制的各种程序和支持文档的总和，由系统软件及应用软件两大类组成。
系统软件是指管理、控制、维护和监视微机正常运行的各类程序，其主要任务是使各种硬件能协调工作，并简化用户操作。
系统软件包括操作系统、语言处理程序等。
应用软件是针对各类应用的专门问题而开发的软件，它可以是一个特定的程序，也可以是一组功能联系紧密，可以互相协作的程序集合。
微机硬件系统选择题（请选择一个或多个选项）以下选项中，决定CPU性能的主要因素有（A B C ）A．频率B．字长C．缓存D．封装方式以下选项中，购买主板时应考虑的因素有（A B D ）A．品牌B．布局C．容错能力D．扩展能力以下与主板选型有关的是（ A C D ）。
A．CPU插座B．寻道时间C．内存插槽D．芯片组性能以下四种存储器中，不是易失存储器的是（BCD ）。
A．RAM B．ROM C．CD-ROM D．PROM可编程只读存储器的英文缩写为（A ）。
A．PROM B．ROM C．EPROM D．RAMDRAM存储器相对SRAM存储器而言，DRAM存储器的特点是（ A B C ）。
速度较慢价格较便宜容量大其中的信息只能读不能写下列内存只有一个卡口（缺口）的是（ C D ）。
A．SDRAM B．RDRAM C．DDR D．DDR 2DDR内存的插脚数（金手指）是（B ）。
A．168 B．184 C．186 D．240显示信息在传输至显示器的过程中，其传输路径是（ A ）。
CPU→显示芯片→显存→数模转换器→显示器CPU→显存→显示芯片→数模转换器→显示器CPU→数模转换器→显存→显示芯片→显示器显示器→显示芯片→显存→数模转换器→CPU显卡上的RAMDAC实际起的作用是（A ）。
A．数模信号转换B．模数信号转换C．数模、模数的转换D．不转换任何信号作为完成一次传输的前提，磁头首先要找到该数据所在的磁道，这一定位时间叫做（ C ）。
A．转速B．存取时间C．寻道时间D．潜伏时间硬盘的磁头通过（D ）的变化来读取数据。
A．磁盘轨迹大小B．磁片的轨迹C．旋转速度D．感应盘片上磁场某CPU的倍频是8，外频是100MHz，那么它的主频是（C ）。
A．8MHz B．80000MHz C．800 MHz D．0.8MHz某一CPU型号为Intel Pentium D 915 2.8GHz，其中2.8GHz指的是CPU的（A ）。
A．主频B．倍频C．外频D．运行速度微机系统采用总线结构对CPU、存储器和外部设备进行连接。
总线通常由三部分组成，它们是（ C ）。
逻辑总线、传输总线和通信总线地址总线、运算总线和逻辑总线数据总线、地址总线和控制总线数据总线、信号总线和传输总线主板上有一组跳线叫RESET SW，其含义是（ B ）。
A．速度指示灯B．复位键开关C．电源开关D．电源指示灯以下显示器的像素点距规格，最好的是（D ）。
A．0.39 B．0.33 C．0.31 D．0.28以下选项中，属于硬盘接口有（BCD ）。
A．PCI B．IDE C．SCSI D．IEEE1394以下选项中，属于显卡接口规范有（BD ）。
A．SCSI B．AGP C．IDE D．PCI ExpressIDE硬盘数据接口的针脚数是（B ）。
A．15 B．40 C．34 D．80位于CPU附近的主板芯片组俗称（ D ）。
A．南桥芯片B．副芯片C．主芯片D．北桥芯片以下选项中，CPU插座有（ ABC ）。
A．Socket 478 B．LGA 775 C．Socket AM2 D．AMD目前微机的常用硬盘主轴转速有（ AB ）。
A．5400转/分B．7200转/分C．5400转/秒D．7200转/秒USB闪存的优点有（ ABD ）。
A．抗震性好B．体积小，携带方便C．存取速度比内存还要快D．即插即用硬盘的容量与哪些参数有关（ ABC ）。
A．磁头数B．磁道数C．扇区数D．盘片厚度有线鼠标的接口主要有（CD ）。
A．RJ-45 B．PCI C．PS/2 D．USB显卡接口有ISA、PCI、AGP、PCI Express，其中最新的显卡接口是（ D ）。
A．ISA B．PCI C．AGP D．PCI Express激光打印机由（ ABCD ）组成。
A．光学系统B．电晕C．静电清除器D．感光硒鼓以下（ CD ）属于扫描仪的技术指标。
A．扫描仪外观B．存储容量C．分辨率D．色彩位数显示器TCO认证，有严格要求的指标是（CBD ）。
A．屏幕的大小B．辐射问题C．视觉效果D．环保问题填空题IDE硬盘的数据线采用80芯40针数据接口，SATA硬盘的数据线采用____7针__数据接口。
声卡主要由音频处理主芯片、MIDI电路、CODEC（编码/解码器）模数与数模转换芯片、运放输出芯片组成。
电源功率可分为__额定功率__、最大功率、峰值功率。
声卡的基本功能是_声音合成__、多声道混音和录音。
扫描仪主要由光学部分、_机械传动部分_和转换电路三部分组成。