微机原理第一章节PPT课件
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微机原理课件第一章绪论
2. 微型计算机
微型计算机由地C址P总U线，存储器，输入/输出 接口电路和系统总线构成。如图1-3所示。
存储器
I/O接口
I/O外设
CPU
数据总线
控制总线
不包括
存 系储 统器 总：线有：R按图O1传-M3送和微信型R息A计M的算。机类每的型组个分成存三储类单：元存 放 输C一 入PU/个输：字出是节接计数口算据电机数，路的据即：核总8是心位线C，二：P它进U双(的制或向性数存能据储决，器定每)与了个外整 存 部个储 设微单 备型元连计对接算应的机一桥的地个 梁各址地 。项总(址为关线。什键：地么指单址要标向和使，地用如址接运单口算元电速的度， 内 路内容 ？存)常容用量1，6进存制取控数时制表间总示等线。。：双向
3）系统总线
①ISA系总统线总：线工是业微标处准理体器系机结箱构内（的I底nd板us总try线， 用 Sta来nd连ar接d构A成rch微it处ec理tur器e）的总各线个。插件板。在 8有 ②0x下 E8I6列S系A几总列种线微：：机扩系展统工中业，标使准用体的系系结统构总线主要 （Extended Industry Standard Architecture）
寄存BCHH器组BCLL，程序计数器BSPI，时序和控D制SSS 逻辑
部件DH，内DL部总线等组成DI。典型结构如ES 图1-2所示。IPFra bibliotekALU
PSW
控制逻辑
控制逻辑部件：图负1-责2 对微整处机理的器控的制结，构包括从存储器中
A÷数 算 取号部P果SL等指和及据 的WU操令时外（寄 数 特（作 ， 序 部算存据征标） 对 ， 协术器、。志和 指 送 调逻和中/逻 令 到 工辑状指间辑进微作单态运行型。针 结元寄算译计）及 果存（码算：变 或器与和机完址 地），分的成寄 址或析其：算存 。，，他术存器发非部运放出，件：算A响异 ，（存L应或 使U+放，运C的等参-P，控操算U加×制作内结运，信）
微机原理课件
第一章计算机基础知识第一节计算机中的运算基础一、数制及其转换1）任意进制数的共同特点（n进制）n=2、8、10、16①、n进制数最多是由n个数码组成十进制数的组成数码为：0～9二进制数的组成数码为：0、1八进制数的组成数码为：0～7十六进制数的组成数码为：0～9、A～F十六进制数和十进制数的对应关系是：0～9相同，A-10，B-11，C-12，D-13，C-14，F-15②、n进制数的基数或底数为n，作算术运算时，有如下特点：低位向相邻高位的进位是逢n进1（加法）；低位向相邻高位的借位是以1当本位n（减法）。
③、各位数码在n进制数中所处位置的不同，所对应的权也不同。
以小数点为分界点：向左（整数部分）：各位数码所对应的权依次是n0、n1、n2，…向右（小数部分）：各位数码所对应的权依次是n-1、n-2、n-3，…权：数制每一位所具有的值。
2）数制的转换①、非十进制数→十进制数转换方法：按位权展开求和例：101.11B = 1*22+1*20+1*2-1+1*2-2= 4+1+0.5+0.25= 5.75F94H = 15*162+9*161+4*160= 3988注意点：只有十进制数的下标可以省略，其他进制数不可以省略。
②、十进制数→非十进制数（K进制数）转换方法：分成小数和整数分别转换。
整数部分：除K取余，直至商为0，先得的余数为低位；小数部分：乘K取整，先得的整数为高位。
例：把3988转换成16进制数例：0001，1010，1110，1101，1011.0100B1 A E D B 4 H若十六进制数转换为二进制数,则将每一位拆成4位。
3）模的概念模：恒量一个存储单元的最大容量也是一个机器所能处理的最大数据。
若a和b除以M，余数相等，则称a和b对于M 是同余的，则可以写成：a = b（mod M）容器的最大容量称为模。
可写成：KM + X = X （mod M）4）有符号数在计算机中的表示方法在计算机中，一个有符号数可以用原码、补码和反码表示。
微机原理PPT(第一、二、三章)
格雷码
相邻两个数之间只有一位不同，常用 于模拟量和数字量之间的转换以及误 差检测等场合。
03
微处理器结构与工作原理
微处理器内部结构剖析
微处理器基本组成
流水线技术
包括运算器、控制器、寄存器等基本 部件。
提高指令执行效率的关键技术之一。
指令执行过程
取指、译码、执行、访存、写回等阶 段。
指令系统概述及分类方法
实现不同进制数之间的转换。
计算机中数的表示方法
原码表示法
将最高位作为符号位，其余各位表示 数值本身。
反码表示法
正数的反码与其原码相同，负数的反 码是在其原码的基础上，符号位不变， 其余各位取反。
补码表示法
正数的补码与其原码相同，负数的补 码是在其原码的基础上，符号位不变， 其余各位取反后加1。
移码表示法
02
计算机中的数与编码
进制数及其转换方法
十进制数
以10为基数，采用0-9共10个 数字符号组成的数值表示方法
。
二进制数
以2为基数，采用0和1两个数字 符号组成的数值表示方法。
十六进制数
以16为基数，采用0-9和A-F共 16个数字符号组成的数值表示 方法。
进制数转换方法
包括整数部分和小数部分的转换 ，通过除基取余法和乘基取整法
微机原理ppt(第一、二 、三章)
目录 CONTENT
• 绪论 • 计算机中的数与编码 • 微处理器结构与工作原理 • 汇编语言程序设计基础 • 输入输出接口技术与应用 • 中断系统与定时/计数器应用
01
绪论
微机原理课程概述
课程性质
微机原理是一门研究微型计算机 基本组成、工作原理、接口技术
及其应用的课程。
微机原理课件第一章绪论
分成3组：地址总线、数据总线和控制总线。 3）电器特性：电器特性定义每一根线上信 号的传输方向及有效电平范围。
4）时间特性：时间特性定义了每根线上的
信号在什么时间有效。a
10
2. 总线分类
从总线的不同使用角度可以分为以下几类：
1）内部总线
2）元内件部级总总线线是微处理器内部各个部件之间
传 脚 结 的 有 由 要 数 传 位 微 22据 数 3部 方 接 接 号 统0216与送 的 构 微 利 微 部 据 送 数 型 位 的 位 数 向 口 口 和 需=6元 地 数 控微， 等信 限 ， 处 于 处 件 总 地 决 机 通 据 就 电 部 总 要4K件址据制处最。息制有理内理的线址定的路总具路件线确B级总总理I大的，利器部器总和的了地，线体发向请定。nt总线线器CC寻通目于内数芯线控，址是为信送求，1e6lPP线是是的址8道前集部据片。制是总三号读信一位8UU位0是 用C位范。 内 成 采 传 厂 元 总 三 线 态 而 、 号 般可 输微8，P8连 来数围由 部 度 用 送 家 件 线 态 为 双 定 写 等 为直入处CU故P相接 传为18于 总 提 双 速 生 级 三 单 向 ， 信 。用 与复接理称6位U同计 送位 2制 线 高 总 度 产 总 种 向 如 号 控来存寻位器内2为。0，算 控，C造 大 及 线 加 设 线 。 总 ， 制向储址信=8部准0P1一机 制最芯 多 成 或 快 计 包 线 ， 片 总存器号的8M字U16般系 信大6片 品 的 选 线数 三 。 括 。 数储及内、向的B长位。为统号寻的率。信宽采总内地据器外存中存地为微8中的址面提号度用线部址总或设断容储址1位处6两，范积高；根单结总总线交量I请器总位/，理O个传围和。而据总构线线的换求或线，端1器6重送为I引有系线，是、的位信数8I为外//口位。OO，
第1章微机原理PPT课件
2.第二代微处理器
8080/8085，Z80，6800/6802，6502
位数 集成度 时钟频率
平均指令执行时间
8
5000 2-4MHz
1-2μS
外围电路发展迅速，应用广泛。
.
6
3.第三代微处理器
70年代后期出现16位处理器，8086/8088，M68000，Z8000
位数 集成度 时钟频率
平均指令执行时间
例 将(10101)2，(72)8，(49)16转换为十进制数。 (10101)2=1×24＋0×23＋1×22＋0×21＋1×20=37 (72)8=7×81+2×80=58 (49)16=4×161＋9×160=73
.
31
2. 十进制数转换为二进制数
十进制数转换二进制数,需要将整数部分和小数部分分 开,采用不同方法进行转换,然后用小数点将这两部分连接 起来。
3. 16位微处理器
处理能力强，中高端应用。如Intel 8086/8088/80286，MCS96， 摩托罗拉龙珠系列，当前主流DSP(TMS320VC54X,BF535等)。
.
9
4.32位微处理器
主要中高端应用。
Intel 80386-P4，AMD Duron/Althlon,TM5800,VIA Eden,ARM系 列，MIPS R4000，SH3。
微型计算机系统
微处理器
算术逻辑部件（ALU） 累加器，寄存器 控制部件 内部总线
微型计算机 存储器（RAM/ROM）
输入/ 输出接口
系统总线
外围设备（显示器、磁盘控制器、键盘、执行器等）
系统软件
.
14
二 微处理器
微处理器（CPU）具有运算和控制能力，是微型计算机的核心。
微机原理课件第一章绪论
5）运算速率：运算速率指微机每秒所能执 行的指令条数，单位用MIPS（Million Instruction Per Second），即百万条指令/ 秒。
3. 微型计算机系统
以微型计算机为主体，配上外部输入/输 出设备及系统软件就构成了微型计算机系统。 外设用来实现数据的输入/输出。如键盘、扫 描仪等都是输入设备，打印机、显示器等都 是输出设备。没有配置软件的计算机称为裸 机，仍然什么事也干不了，必须配上系统软 件和应用软件。图1-4所示的是微型计算机系 统的组成框图。
四、总线 息 结11接. ）的 构的总物在公来方线理计共连式标特算通接。准性机道各包的：系叫个括特物统总功总性理中线能线特，。部的性各微件根指个型的数的部计。、是件算各总总之机个线线间是部的物传以件插理送总都头连信线面、 向插总座线是，什系么统形功状能、扩引展脚时是，如只何要排符列合等总等线。标 准2），功部能件特就性可：以功加能入特到性此描系述统的中是去总。线中每 一根线的功能是什么。从功能上看，总线
3. 总线结CP构U
I/O总I线 /O总线
地址总线
面 双向 总C随系 线PCUP着统结U 主 储存 总 微的构存 器储 线 存 总型单：储 线主 储主 储 计总存 器存 器II算线//OO数 设 接机结据 I备 口/的构总 O接 线┅ 发发口接 展展I/口O┅ II，到//OO接 设总面口 备I线向/OI/接的O存设 口备 结储构器从的 线123）））使单面面如如C如P图图总向向图U图所所对所C线主1图-示示主P示9图结存U1，，存，1-面构 储的8-它面储7系向器双结向面器统微主的总控 合向C进的机存制 IP双了C线行/内U总 单O储P设 以读的线 总结部U总器备上双的/存线构写线的两双总储操结结双种总线器作构总构总线结I；线/IO线结构/而O结接设 结构通C构备 口构过P均U的存与挂特储I在/点O总，
3. 微型计算机系统
以微型计算机为主体，配上外部输入/输 出设备及系统软件就构成了微型计算机系统。 外设用来实现数据的输入/输出。如键盘、扫 描仪等都是输入设备，打印机、显示器等都 是输出设备。没有配置软件的计算机称为裸 机，仍然什么事也干不了，必须配上系统软 件和应用软件。图1-4所示的是微型计算机系 统的组成框图。
四、总线 息 结11接. ）的 构的总物在公来方线理计共连式标特算通接。准性机道各包的：系叫个括特物统总功总性理中线能线特，。部的性各微件根指个型的数的部计。、是件算各总总之机个线线间是部的物传以件插理送总都头连信线面、 向插总座线是，什系么统形功状能、扩引展脚时是，如只何要排符列合等总等线。标 准2），功部能件特就性可：以功加能入特到性此描系述统的中是去总。线中每 一根线的功能是什么。从功能上看，总线
3. 总线结CP构U
I/O总I线 /O总线
地址总线
面 双向 总C随系 线PCUP着统结U 主 储存 总 微的构存 器储 线 存 总型单：储 线主 储主 储 计总存 器存 器II算线//OO数 设 接机结据 I备 口/的构总 O接 线┅ 发发口接 展展I/口O┅ II，到//OO接 设总面口 备I线向/OI/接的O存设 口备 结储构器从的 线123）））使单面面如如C如P图图总向向图U图所所对所C线主1图-示示主P示9图结存U1，，存，1-面构 储的8-它面储7系向器双结向面器统微主的总控 合向C进的机存制 IP双了C线行/内U总 单O储P设 以读的线 总结部U总器备上双的/存线构写线的两双总储操结结双种总线器作构总构总线结I；线/IO线结构/而O结接设 结构通C构备 口构过P均U的存与挂特储I在/点O总，
微机原理第一章微机基础知识精品PPT课件
3. 微控制器（MCU-McroController Unit） 即MPU+MEM+I/O接口+BUS集成在一个芯片上，
又称单片机
MCU+适当外设和相应的软件，可构成微控制系统，用在 自控、仪器仪表、通信设备、家电、儿童玩具等嵌入式应 用领域。
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
16
三、微机系统
微机原理与接口技术
1
教学计划
• 课堂教学：64学时 • 上机实验：6次（每次一个单元：3.5小时） • 课外作业：8 ~ 10次 • 期中考查：第9周 • 期末考试：第18周 • 成 绩：平时作业10%，期中考查10%，
上机试验10%，期末考试70%。 • 辅导答疑：待定
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
4
教材及参考书
• 《 微机原理与接口技术 》王玉良 戴志涛 杨紫珊 编著，北京邮电大学出版社
• 《 微机原理与接口技术考研指导 》王玉良 杨紫珊 编，北京邮电大学出版社
• 《微机原理与接口技术》雷丽文等编著，电子工业 出版社
• 《微机原理与接口技术学习指导与实验》雷丽文 等编，电子工业出版社
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
5
第一章 微机基础知识
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
6
本章主要介绍： • 微机的基本概念、组成、工作原理、特点 • 计算机内的信息表示和运算
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
7
第一节 微机的基本组成
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
8
一、微机的基本硬件构成
❖ 微机的基本硬件由下列几部分组成：
2
教学计划（续）
又称单片机
MCU+适当外设和相应的软件，可构成微控制系统，用在 自控、仪器仪表、通信设备、家电、儿童玩具等嵌入式应 用领域。
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
16
三、微机系统
微机原理与接口技术
1
教学计划
• 课堂教学：64学时 • 上机实验：6次（每次一个单元：3.5小时） • 课外作业：8 ~ 10次 • 期中考查：第9周 • 期末考试：第18周 • 成 绩：平时作业10%，期中考查10%，
上机试验10%，期末考试70%。 • 辅导答疑：待定
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
4
教材及参考书
• 《 微机原理与接口技术 》王玉良 戴志涛 杨紫珊 编著，北京邮电大学出版社
• 《 微机原理与接口技术考研指导 》王玉良 杨紫珊 编，北京邮电大学出版社
• 《微机原理与接口技术》雷丽文等编著，电子工业 出版社
• 《微机原理与接口技术学习指导与实验》雷丽文 等编，电子工业出版社
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
5
第一章 微机基础知识
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
6
本章主要介绍： • 微机的基本概念、组成、工作原理、特点 • 计算机内的信息表示和运算
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
7
第一节 微机的基本组成
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
8
一、微机的基本硬件构成
❖ 微机的基本硬件由下列几部分组成：
2
教学计划（续）
微机原理第1章微型计算机系统基本组成原理2019.ppt
课程介绍
• 课程在计算机课程体系中的位置 • 课程教学目的 • 课程要求 • 课程学习方法 • 课程内容组织 • 课程考核要求
2020/10/29
课程在计算机课程体系中的位置
算 法 算设 机计 理、 论数 课值 程分 、析 数、 学信 基号 础与 课 软
下来,从而改变被写单
元的内容。
FFFFFH 01110010
内存示意图
2020/10/29
1.1.2 各大组成部分概述
③ 内存分类
按工作方式的不同，内存分为两大类：
特点
➢ 随机存取存储器(RAM) 可被CPU随机的读
和写,断电后所有信息
➢ 只读存储器(ROM) 会消失。
特点 只能被CPU随机读取， 不能任意写入。断电后信 息不会丢失。
2020/10/29
1.1.1 总的系统结构
多层总线结构示意图(以双层为例):
真正实现了多层总线上的并行工作。这
对等M效PU总线带宽的局部增I加/O，系统数据处理和
数据传输效局率的提高，效果更明全显。
总线控 部
局部M
全
制逻辑 总
线
局 局
缓冲器
M I/O
DMA控制器
全局总线
1.1.2 各大组成部分概述
微机系统由硬件和软件两大部分组成的，在 硬件上主要由以下几部分组成：
➢ 微处理器（MPU) ➢ 存储器 ➢ I/O设备及接口
2020/10/29
1.1.2 各大组成部分概述
1. 微处理器
---微型计算机的运算和指挥控制中心
不同型号微机性能的差别首先在于其微处理 器性能的不同，而微处理器的性能又与它的内部 结构、硬件配置有关。每种微处理器有其特有的 指令系统，但无论哪种微处理器，其内部基本结 构总是相同的，都有控制器、运算器和内部总线 及缓冲器三大部分，每部分又各由一些基本部件 组成。
• 课程在计算机课程体系中的位置 • 课程教学目的 • 课程要求 • 课程学习方法 • 课程内容组织 • 课程考核要求
2020/10/29
课程在计算机课程体系中的位置
算 法 算设 机计 理、 论数 课值 程分 、析 数、 学信 基号 础与 课 软
下来,从而改变被写单
元的内容。
FFFFFH 01110010
内存示意图
2020/10/29
1.1.2 各大组成部分概述
③ 内存分类
按工作方式的不同，内存分为两大类：
特点
➢ 随机存取存储器(RAM) 可被CPU随机的读
和写,断电后所有信息
➢ 只读存储器(ROM) 会消失。
特点 只能被CPU随机读取， 不能任意写入。断电后信 息不会丢失。
2020/10/29
1.1.1 总的系统结构
多层总线结构示意图(以双层为例):
真正实现了多层总线上的并行工作。这
对等M效PU总线带宽的局部增I加/O，系统数据处理和
数据传输效局率的提高，效果更明全显。
总线控 部
局部M
全
制逻辑 总
线
局 局
缓冲器
M I/O
DMA控制器
全局总线
1.1.2 各大组成部分概述
微机系统由硬件和软件两大部分组成的，在 硬件上主要由以下几部分组成：
➢ 微处理器（MPU) ➢ 存储器 ➢ I/O设备及接口
2020/10/29
1.1.2 各大组成部分概述
1. 微处理器
---微型计算机的运算和指挥控制中心
不同型号微机性能的差别首先在于其微处理 器性能的不同，而微处理器的性能又与它的内部 结构、硬件配置有关。每种微处理器有其特有的 指令系统，但无论哪种微处理器，其内部基本结 构总是相同的，都有控制器、运算器和内部总线 及缓冲器三大部分，每部分又各由一些基本部件 组成。
微机原理第一章计算机基础幻灯片PPT
特点
– 字长： 8位 – 时钟频率： 2～4MHz – 平均执行指令时间： 1～2 μs – 集成度：5000 ～ 10000管/片
第1章 微型计算机基础
1.1 概
第三代微型机（1978-1984）16位微处理器
Intel公司的8086/8088、Motorola公 司的M68000和Zilog 公司的Z8000
冯· 诺依曼结构计算机的 3 点重要设计思想：
① 由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设 备5 个基本部分组成。
② 采用二进制。
③ 指令和数据都放在存储器中，机器能自动执行程 序（存储程序思想）
第1章 微型计算机基础
1.1 概
计算机发展简史
1946第一台电子计算机ENIAC。 第一代计算机 — 1946 ~ 1955，电子管。 第二代计算机 — 1956 ~ 1963，晶体管。 第三代计算机 — 1964 ~ 1971，中小规模集成
主要内容：
– 汇编语言：80X86宏汇编语言的程序设计方法及应用 – 微机原理：微处理器结构，存储器原理，中断系统在
微机系统中的实现等等。 – 接口技术：基本的I/O接口芯片（8253，8255A，
8251A，8237A等），常用总线及接口（ISA，EISA， VESA，PCI，USB，AGP)。
微机原理第一章计算机基 础幻灯片PPT
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第1章 微型计算机基础
课程简介
本课程主要涉及Intel系列微处理器的程序设计 以及接口技术，是进一步学习和掌握基于Intel 系列微处理器的电子、通信和控制系统的程序设 计和接口技术以及芯片开发的入门课程。
– 字长： 8位 – 时钟频率： 2～4MHz – 平均执行指令时间： 1～2 μs – 集成度：5000 ～ 10000管/片
第1章 微型计算机基础
1.1 概
第三代微型机（1978-1984）16位微处理器
Intel公司的8086/8088、Motorola公 司的M68000和Zilog 公司的Z8000
冯· 诺依曼结构计算机的 3 点重要设计思想：
① 由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设 备5 个基本部分组成。
② 采用二进制。
③ 指令和数据都放在存储器中，机器能自动执行程 序（存储程序思想）
第1章 微型计算机基础
1.1 概
计算机发展简史
1946第一台电子计算机ENIAC。 第一代计算机 — 1946 ~ 1955，电子管。 第二代计算机 — 1956 ~ 1963，晶体管。 第三代计算机 — 1964 ~ 1971，中小规模集成
主要内容：
– 汇编语言：80X86宏汇编语言的程序设计方法及应用 – 微机原理：微处理器结构，存储器原理，中断系统在
微机系统中的实现等等。 – 接口技术：基本的I/O接口芯片（8253，8255A，
8251A，8237A等），常用总线及接口（ISA，EISA， VESA，PCI，USB，AGP)。
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第1章 微型计算机基础
课程简介
本课程主要涉及Intel系列微处理器的程序设计 以及接口技术，是进一步学习和掌握基于Intel 系列微处理器的电子、通信和控制系统的程序设 计和接口技术以及芯片开发的入门课程。
第1章微机原理课件
2024年7月29日星期一
第1章第3页共124页
第1章 微型计算机基础
在研制ENIAC计算机的同 时，冯·诺依曼(Von Neumann)与 莫尔小组合作研制了EDVAC计算机，该计算机采用了存储程序 方案，其后开发的计算机都采用这种方式，称为冯·诺依曼计算 机。冯·诺依曼计算机具有如下基本特点:
第1章 微型计算机基础
第1章 微型计算机基础
1.1 微型计算机概述 1.2 微型计算机系统 1.3 计算机中的数制及其转换 1.4 计算机中数与字符的编码 习题1
2024年7月29日星期一
第1章第1页共124页
第1章 微型计算机基础
1.1 微型计算机概述
1.1.1 计算机的发展史
20世纪40年代, 无线电技术和无线电工业的发展为电子计 算机的研制准备了物质基础, 1943年～1946年, 美国宾夕法尼 亚大学研制的ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer, 电子数字积分器和计算机)是世界上第一台电子计 算机。
2024年7月29日星期一
第1章第16页共124页
第1章 微型计算机基础
3.指令执行时间
指令执行时间是指计算机执行一条指令所需的平均时间, 其 长短反映了计算机执行一条指令运行速度的快慢。
它一方面决定于微处理器工作时钟频率, 另一方面又取决于 计算机指令系统的设计、CPU的体系结构等。
微处理器工作时钟频率指标可表示为多少兆赫兹, 即MHz； 微处理器指令执行速度指标则表示为每秒运行多少百万条指令 (MIPS, Millions of Instructions Per Second)。
ENIAC计算机共用18000多个电子管, 1500个继电器, 重达30吨, 占地170平方米, 耗电140 kW, 每秒钟能进行5000次加法计算, 领 导研制的是宾夕法尼亚大学的莫克利(J.W.Mauchly)和埃克特 (J.P.Eckert)。
微机原理教学PPT
功能 4. 微型计算机的应用概况
3
第一章：概述——微机原理的课 程内容、学习目的
•
研究微型计算机的基本工作原理以及微型计算机接口技术（如中断控 制接口、定时/计数控制接口、并行/串行通信接口等）的课程。
冯·诺依曼体系结构 1. 能把需要的程序和数据送至计算机中。 （输入） 2. 必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运 算结果的能力。 （存储） 3. 能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加 工处理的能力。 （运算） 4. 能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机 器的各部件协调操作。 （控制） 5. 能够按照要求将处理结果输出给用户。（输出） 简单地其工作过程是取指令(代码)→分析指令(译码) →执行指令的不断循环的过程。
微型计算机技术及其应用
——第一章：概述
1
第一章：概述
1. 微机原理课程的内容、学习目的
2. 微型计算机的发展概况 3. 微型计算机系统的基本组成和各部件
功能 4. 微型计算机的应用概况
2
第一章：概述
1. 微机原理课程的内容、学习目的
2. 微型计算机的发展概况
3. 微型计算机系统的基本组成和各部件
第一章：概述——微型计算机系统的 基本组成和各部件功能
各种接口卡
24
第一章：概述——微型计算机系统的 基本组成和各部件功能
主板
25
Байду номын сангаас
第一章：概述——微型计算机系统的 基本组成和各部件功能
主板是机箱中最大的一块集成电路板，在它上面
集成有CPU插座、内存插座、扩展卡插座、输入 输出系统、总线系统、电源接口等。 地址总线(AB) ：是用来传送地址信息的信号线。 地址总线的位数决定了CPU可以直接寻址的内存 空间的大小。地址总是从CPU发出的，所以地址 总线是单向的三态总线。 数据总线(DB)：数据总线是CPU用来传送数据信 息的信号线。数据总线是双向三态总线。 控制总线(CB)：控制总线是用来传送控制信号的 一组总线。控制总线有的为单向，有的为双向或 三态，有的为非三态，取决于具体的信号线。
微机原理第1章概述PPT课件
7
X86系列微型计算机的发展
第一代：8086/8088（1978年-1981年） •1978年--8086
采用了3m工艺，集成了29,000个晶体管，工作频率 为4.77 MHz。它的寄存器和数据总线均为16位，地址 总线为20位，从而使寻址空间达1MB。同时，CPU的 内部结构也有很大的改进，采用了流水线结构，并设 置了6字节的指令预取队列 •1979年--8088 除了它的数据总线为8位以外，其余均与8086相同。 8088采用8位数据总线是为了利用当时现有的8位设备 控制芯片。由于8088内部支持16位运算，而与I/O之间 传输为8位，故8088称为准16位微处理器。 •1981年8月，IBM公司推出以8088为CPU的世界上第一台 16位微型计算机IBM 5150 Personal Computer，即著名的 IMB PC。
参考教材
微型计算机系统原理及应用 （第五版）
周明德 主编
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
从过时的8086芯片学起的原因
•IA-32结构是完全兼容的
•8088/8086是Intel 80x86系列芯片的基础
•1975年4月，MITS公司推出了以8080为CPU的世界上第一 台个人计算机Altair 8800。值得一提的是，Altair 8800的 BASIC语言解释器是Bill Gates编写的 •1976年： Intel 8080 Intel公司生产的最后一种8位通用微 处理器，
8085的工作频率提高到5MHz，指令系统的指令数上 升到246条。
•构造一个小型系统,要采用8086(8088)
X86系列微型计算机的发展
第一代：8086/8088（1978年-1981年） •1978年--8086
采用了3m工艺，集成了29,000个晶体管，工作频率 为4.77 MHz。它的寄存器和数据总线均为16位，地址 总线为20位，从而使寻址空间达1MB。同时，CPU的 内部结构也有很大的改进，采用了流水线结构，并设 置了6字节的指令预取队列 •1979年--8088 除了它的数据总线为8位以外，其余均与8086相同。 8088采用8位数据总线是为了利用当时现有的8位设备 控制芯片。由于8088内部支持16位运算，而与I/O之间 传输为8位，故8088称为准16位微处理器。 •1981年8月，IBM公司推出以8088为CPU的世界上第一台 16位微型计算机IBM 5150 Personal Computer，即著名的 IMB PC。
参考教材
微型计算机系统原理及应用 （第五版）
周明德 主编
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
从过时的8086芯片学起的原因
•IA-32结构是完全兼容的
•8088/8086是Intel 80x86系列芯片的基础
•1975年4月，MITS公司推出了以8080为CPU的世界上第一 台个人计算机Altair 8800。值得一提的是，Altair 8800的 BASIC语言解释器是Bill Gates编写的 •1976年： Intel 8080 Intel公司生产的最后一种8位通用微 处理器，
8085的工作频率提高到5MHz，指令系统的指令数上 升到246条。
•构造一个小型系统,要采用8086(8088)
微机原理 第一章 微型计算机基础PPT课件
4004 8008 8080 MC6800 Z-80
1971 1972 1973 1975 1976
第一章 微型计算机基础
第一节 概述
三、微处理器的发展
16位微处理器 Zilog Motorola Intel
Z-8000 MC68000 8086 8088(准16位)
80186\80286
32位微处理器 Intel Motorola
例：X= 45=00101101B X=-45
[X]反= 00101101B [X]反= 11010010B
3、补码 正数的补码与原码相同； 负数的补码为反码加 1 。
例：X= 45=00101101B X=-45
[X]补= 00101101B [X]补= 11010011B
第二节 计算机中的数制和编码
二、有符号数的表示及运算
1、原码 2、反码
பைடு நூலகம்
3、补码
4、符号扩展
在数据处理时，有时需要把8位二进制数扩展成16位 二进制数。对无符号数可直接补0，对有符号数则需要将 符号位扩展。
例： 127的8位二进制补码为01111111B 符号位扩展后16 位二进制补码为0000000001111111B
例： -127的8位二进制补码为10000001B 符号位扩展后16 位二进制补码为1111111110000001B
CPU Central Processing Unit—中央处理单元
第一章 微型计算机基础
第一节 概述
一、电子计算机的发展 二、电子计算机的结构 三、微处理器的发展
CPU，也称为微处理器MP（MicroProcessor）。
4位微处理器 Intel 8位微处理器 Intel
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1989年推出了80486（时钟频率为30～40MHz），集成度达 到15万～50万管/片（168个脚），甚至上百万管/片，因此 被称为超级微型机。
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1993年，xx公司推出了新一代高性能处理器Pentium
（奔腾）2，Pen微tium机的速发度展比8史0486快数倍。AMD和Cyrix
推出了与Pentium兼容的处理器K5和6x86，获得了少部分 的市场份额。 1971年xx公司1为99了6年设，计x高x公级司袖推珍出计了算P器en设ti计um了P第ro一（台高微能机奔x腾x4）00，4 以CPU的发P1展9e9n、7ti年u演m初变P，过rox的程x发性为布能线了有索P了，en质介tiu的绍m飞微的跃机改。系进统型的号发—展—过Pe程nt，ium 主要以xx公司的MCMPUX为（主多线能。奔腾）。兼容CPU厂商在这段时间也相继推 第一代：4位及低出的档了要8多数位款 A微M产处D品的理来K器与6。Pentium MMX竞争，其中最具代表性 第二代：中、低1档9987位年微推处出理了器PⅡ。PⅡ是对Pentium Pro的改进，因为其 第三代：高、中核速档心度8位结，微构 且处与 支理持Pe器MntiMumX指Pr令o类集似。，但加快了16位指令的执行 第四代：16及低1档99382年位推微出处了理赛器扬（Celeron）PⅡ的二级缓存以及其它可 第五代：高档32以1位9省9微9略年处的 又理东推器出西了，开从发而代将号价为格C降o了pp下er来m。ine的PⅢ，该芯片大 第六代：高档64大位加微强处C理PU器在三维图像和浮点运算方面的能力。 2000年3月底，xx又推出了566MHz和600MHz的赛扬Ⅱ （也叫Coppermine-128kB）。
年 代 电子器件
应 用范围
1946--1958 电子管
科研院校进行科学运算
1958--1964 晶体管 1964--1971 SSI、MSI
工矿企业、机关事务进行数据处理 工业控制 出现了小型机
1971--
LSI、VLSI 深入到社会的各个领域，出现了微机
返回
2 微机发展史
1971年xx公司为了设计高级袖珍计算器设计了第一台 微机xx4004。以CPU的发展、演变过程为线索，介绍微机 系统的发展过程，主要以xx公司的CPU为主线。
第一代：4位及低档8位微处理器 第二代：中、低档8位微处理器 第三代：高、中档8位微处理器 第四代：16及低档32位微处理器 第五代：高档32位微处理器 第六代：高档64位微处理器
公司为了设计高级袖珍计算器设计了第一台微机xx4004 以CPU的发展、演变过程为线索，介绍微机系统的发展过程，
第一章计算机学习导引 第二章 计算机的数制与码制 第三章 MCS-51系列单片微计算机 第四章 MCS-51中断系统及其应用
绪论
计算机学习导引
1 计算机发展史 2 微机发展史 3 单片机与微机 4 单片机应用
1 计算机发展史
1946年x国xx大学为了弹道设计的需要设计了世界上第一台数 字电子计算机。
主要以xx公司的CPU为主线。 第一代：4位及低档8位微处理器 第二代：中、低档8位微处理器 第三代：高、中档8位微处理器 第四代：191761及年低，档xx3公2位司微推处出理第器一片4位微处理器 第五x机x代4。0：0随4高，后档以出3其现2位为的微核xx处心40理组40器成，了是一第台一高片级通袖用珍的计4位算 第六微代处：理高器档。64位微处理器
1972年，xx8008，8位，集成度约2000管/ 片，时钟频率1MHz。
返回
2 微机发展史
1971年xx公司为了设计高级袖珍计算器设计了第一台微机xx4004
以CPU的发展、演变过程为线索，介绍微机系统的发展过程，
主要以xx公司的CPU为主线。
第一代：4位及低档8位微处理器
第二代：中、低档8位微处理器
它的运算速度不高，却是一个庞然大物。
18000个电子管 1500个继电器 消耗功率为50ＫＷ 占地300平方米
重30吨 价值48万美元。
返回
1 计算机发展史
1946年x国xx大学为了弹道设计的需要设计了世界上第一台数 字电子计算机。
它的运算速度不高，却是一个庞然大物。
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。
返回
2 微机发展史
1971年xx公司为了设计高级袖珍计算器设计了第一台微机xx4004 以CPU的发展、演变过程为线索，介绍微机系统的发展过程，
主要以xx公司的CPU为主线。 第一代：4位及低档8位微处理器 第二代：中、低档8位微处理器 第三代：高、中档8位微处理器 第四代：16及低档32位微处理器 第五代：高档32位微处理器 第x六x8代018：957，高5年8档位～6，41位9时7微6钟年处频，理率Z器2－～840M，Hz，
第三代：高、中档8位微处理器 第四19代73：年1～6及19低74档年3，2位xx微80处08理、器M6800、 R2～o第c4k五Mw代eHllz：6。5高02档，382位位，微集处成理度器5000管/片，时钟频率 第这六一代时：期高，档微64处位理微器处的理设器计和生产技术已经相 当成熟，组成微机系统的其它部件也愈来愈齐全， 系统朝着提高集成度、提高功能与速度，减少组成 系统所需的芯片数量的方向发展。
集成度约10000管/片。 出现了一系列单片机。
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2 微机发展史 1978年，xx首次推出16位处理器8086（时钟频率达到
4～8MHz），8086的内部和外部数据总线都是16位，地址 总线为20位，可直接访问1MB内存单元。 1971年xx公司为了设计高级袖珍计算器设计了第一台微机xx4004 以CPU的14发89M7展9H年、z，）演x，变x又集过推成程出度为8达线08到索6的2，万姊介～妹绍6芯万微片管机8/系片08统。8（的它时发与钟展80频过86率程不达，同到的是 主要以xx公司外的部CP数U据为总主线线为。8位（地址线为20位）。
第一代：4位及19低82档年8，位x微x推处出理了器80286（时钟频率为10MHz），该芯片仍 第二代：中、然低为档186位位微结处构理，器但地址总线扩展到24位，可访问16MB内存， 第三代：高、其中工档作8位频微率处也理较器8086提高了许多。
第四代：16及1低98档5年32，位x微x又处推理出器了32位处理器80386（时钟频率为 第五代：高档2可302M访位H问微Z4处）GB理，内器该存芯，片并的支内持外分部页数机据制线。及地址总线都是32位， 第六代：高档64位微处理器
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1993年，xx公司推出了新一代高性能处理器Pentium
（奔腾）2，Pen微tium机的速发度展比8史0486快数倍。AMD和Cyrix
推出了与Pentium兼容的处理器K5和6x86，获得了少部分 的市场份额。 1971年xx公司1为99了6年设，计x高x公级司袖推珍出计了算P器en设ti计um了P第ro一（台高微能机奔x腾x4）00，4 以CPU的发P1展9e9n、7ti年u演m初变P，过rox的程x发性为布能线了有索P了，en质介tiu的绍m飞微的跃机改。系进统型的号发—展—过Pe程nt，ium 主要以xx公司的MCMPUX为（主多线能。奔腾）。兼容CPU厂商在这段时间也相继推 第一代：4位及低出的档了要8多数位款 A微M产处D品的理来K器与6。Pentium MMX竞争，其中最具代表性 第二代：中、低1档9987位年微推处出理了器PⅡ。PⅡ是对Pentium Pro的改进，因为其 第三代：高、中核速档心度8位结，微构 且处与 支理持Pe器MntiMumX指Pr令o类集似。，但加快了16位指令的执行 第四代：16及低1档99382年位推微出处了理赛器扬（Celeron）PⅡ的二级缓存以及其它可 第五代：高档32以1位9省9微9略年处的 又理东推器出西了，开从发而代将号价为格C降o了pp下er来m。ine的PⅢ，该芯片大 第六代：高档64大位加微强处C理PU器在三维图像和浮点运算方面的能力。 2000年3月底，xx又推出了566MHz和600MHz的赛扬Ⅱ （也叫Coppermine-128kB）。
年 代 电子器件
应 用范围
1946--1958 电子管
科研院校进行科学运算
1958--1964 晶体管 1964--1971 SSI、MSI
工矿企业、机关事务进行数据处理 工业控制 出现了小型机
1971--
LSI、VLSI 深入到社会的各个领域，出现了微机
返回
2 微机发展史
1971年xx公司为了设计高级袖珍计算器设计了第一台 微机xx4004。以CPU的发展、演变过程为线索，介绍微机 系统的发展过程，主要以xx公司的CPU为主线。
第一代：4位及低档8位微处理器 第二代：中、低档8位微处理器 第三代：高、中档8位微处理器 第四代：16及低档32位微处理器 第五代：高档32位微处理器 第六代：高档64位微处理器
公司为了设计高级袖珍计算器设计了第一台微机xx4004 以CPU的发展、演变过程为线索，介绍微机系统的发展过程，
第一章计算机学习导引 第二章 计算机的数制与码制 第三章 MCS-51系列单片微计算机 第四章 MCS-51中断系统及其应用
绪论
计算机学习导引
1 计算机发展史 2 微机发展史 3 单片机与微机 4 单片机应用
1 计算机发展史
1946年x国xx大学为了弹道设计的需要设计了世界上第一台数 字电子计算机。
主要以xx公司的CPU为主线。 第一代：4位及低档8位微处理器 第二代：中、低档8位微处理器 第三代：高、中档8位微处理器 第四代：191761及年低，档xx3公2位司微推处出理第器一片4位微处理器 第五x机x代4。0：0随4高，后档以出3其现2位为的微核xx处心40理组40器成，了是一第台一高片级通袖用珍的计4位算 第六微代处：理高器档。64位微处理器
1972年，xx8008，8位，集成度约2000管/ 片，时钟频率1MHz。
返回
2 微机发展史
1971年xx公司为了设计高级袖珍计算器设计了第一台微机xx4004
以CPU的发展、演变过程为线索，介绍微机系统的发展过程，
主要以xx公司的CPU为主线。
第一代：4位及低档8位微处理器
第二代：中、低档8位微处理器
它的运算速度不高，却是一个庞然大物。
18000个电子管 1500个继电器 消耗功率为50ＫＷ 占地300平方米
重30吨 价值48万美元。
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1 计算机发展史
1946年x国xx大学为了弹道设计的需要设计了世界上第一台数 字电子计算机。
它的运算速度不高，却是一个庞然大物。
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。
返回
2 微机发展史
1971年xx公司为了设计高级袖珍计算器设计了第一台微机xx4004 以CPU的发展、演变过程为线索，介绍微机系统的发展过程，
主要以xx公司的CPU为主线。 第一代：4位及低档8位微处理器 第二代：中、低档8位微处理器 第三代：高、中档8位微处理器 第四代：16及低档32位微处理器 第五代：高档32位微处理器 第x六x8代018：957，高5年8档位～6，41位9时7微6钟年处频，理率Z器2－～840M，Hz，
第三代：高、中档8位微处理器 第四19代73：年1～6及19低74档年3，2位xx微80处08理、器M6800、 R2～o第c4k五Mw代eHllz：6。5高02档，382位位，微集处成理度器5000管/片，时钟频率 第这六一代时：期高，档微64处位理微器处的理设器计和生产技术已经相 当成熟，组成微机系统的其它部件也愈来愈齐全， 系统朝着提高集成度、提高功能与速度，减少组成 系统所需的芯片数量的方向发展。
集成度约10000管/片。 出现了一系列单片机。
返回
2 微机发展史 1978年，xx首次推出16位处理器8086（时钟频率达到
4～8MHz），8086的内部和外部数据总线都是16位，地址 总线为20位，可直接访问1MB内存单元。 1971年xx公司为了设计高级袖珍计算器设计了第一台微机xx4004 以CPU的14发89M7展9H年、z，）演x，变x又集过推成程出度为8达线08到索6的2，万姊介～妹绍6芯万微片管机8/系片08统。8（的它时发与钟展80频过86率程不达，同到的是 主要以xx公司外的部CP数U据为总主线线为。8位（地址线为20位）。
第一代：4位及19低82档年8，位x微x推处出理了器80286（时钟频率为10MHz），该芯片仍 第二代：中、然低为档186位位微结处构理，器但地址总线扩展到24位，可访问16MB内存， 第三代：高、其中工档作8位频微率处也理较器8086提高了许多。
第四代：16及1低98档5年32，位x微x又处推理出器了32位处理器80386（时钟频率为 第五代：高档2可302M访位H问微Z4处）GB理，内器该存芯，片并的支内持外分部页数机据制线。及地址总线都是32位， 第六代：高档64位微处理器