(完整版)中国科技大学微机原理与接口技术-周荷琴第4版ppt课件
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（C）、控制总线：传递控制信息的总线，即CB。
控制总线的方向：
一部分是从CPU输出：通过对指令的译码，由CPU内部产生， 由CPU送到存储器、输入/输出接口电路和其它部件。如时钟信 号、控制信号等。
另一部分是由系统中的部件产生，送往CPU，如：中断请求信 号、总线请求信号、状态信号。
控制总线的部件（总线主控设备）：
第一章 绪论
主要内容
• 微型计算机的组成 • 计算机中数制及其转换 • 符号数的表示及运算 • 数的定点与浮点表示
§1.1 概 述
一、电子计算机的发展：
• 电子管计算机（1946-1956） • 晶体管计算机（1957-1964） • 中小规模集成电路计算机（1965-1970） • 超大规模集成电路计算机（1971-今）
3、通过总线插槽来接口板连接。
四、微机主要性能指标
1、字长 字长是微处理器一次可以直接处理的二进制数码的 位数，它通常取决于微处理器内部通用寄存器的位 数和数据总线的宽度。微处理器的字长有4位、8位 、16位、32位和64位等等。 8088称为准16位微处理器，而80386SX称为准32位 微处理器。
CPU:2.5K 800(20条指令/ Cache:30K 时钟周期)
>300 >3000
三、微型计算机的组成
CPU
运算器 控制器
AB 地址总线 DB 数据总线 CB 控制总线
内存 RAM ROM
I/O接口
8255、8250（8251） 8253、8259
I/O设备
键盘、打印机 显示器、软硬盘
软盘、U盘
硬盘（移动硬盘）
• AMD Athlon II X2 240/盒装 本周劲热排 行第3位
• 参考价格： ￥380(全国) • 接口类型：Socket AM3(938) • 生产工艺：45纳米 • 主频：2.8GHz • 二级缓存：L2=2×1M • 核心数量：双核
AMD Phenom II X2 550/黑盒
CPU 和 DMA 控制器。 被总线控制的部件（总线控制设备）：
存储器 和 I/O设备。 总线的使用特点：
1、在某一时刻，只能由一个总线主控设备来控制总线， 其它总线主控设备此时必须放弃对总线的控制。
2、在连接系统的各个设备中，在某一时刻只能有一发 送者发送信号，但可以有多个设备从总线上同时获得 信号。
0.05
二 1974 8 8080
20
0.5
2-4
0.5
三
1978 1982
16
8086/8088 80286
2-3
四
1985 1989
32
80386 80486
1-2
2.9 13
27.5 120
4.77-10 8-20
12-33 25-66
<1 1-2
6-12 20-40
五 1993 32 Pentium 0.6-0.8
USB接口：通用串行接口。
4、系统总线
（1）、总线：传递信息的一组公用导线。 （2）、系统总线：从处理器引出的若干信号线，CPU通过它们 与存储器或I/O设备进行信息交换。系统总线分为： （A）、地址总线：传递地址信息的总线，即AB。CPU在地址 总线上输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址，该总线为单 向总线。
2、主频 主频也叫做时钟频率，用来表示微处理器的运行
速度，主频越高表明微处理器运行越快，主频的单位 是MHz。现在一般用G表示。如P4 /2．8G
• 微处理器的集成度每隔18-24个月就会翻 一番，芯片的性能也随之提高一倍 ------摩尔定律
Intel CPU的发展见下页表
代
发表 年份
字长
(bits)
型号
线宽 (m)
晶体管数 (万个)
时钟频率 (MHz)
速度 (MIPS)
一
1971 1972
4 4004 8 8008
50
0.2 0.3
<1
330
60-200
100-200
1995 1996 六 1997 1999 2001
七
2002 ？
P/Pro
P/MMX 32 PII
PIII
P4
64
Itanium ？
0.6 0.6 0.35 .25-.13 .18-.13
0.08
550 450 750 850 3000
133-200 166-233 233-450 450-1200 1300-3000
• 参考价格： ￥740(全国) • 接口类型：Socket AM3(938) • 核心类型：Stars • 生产工艺：45纳米 • 主频：3.1GHz • 二级缓存：L2=2×512K • 三级缓存：L3=6M • 核心数量：双核
3、I/O设备和I/O接口 （1）、I/O设备：微机配备的输入/输出设备（外设）。 标准输入/输出设备（控制台）：键盘和显示器（CRT）。
I/O设备
输入设备
输出设备
键盘 鼠标 扫描仪、数码相机
显示器 打印机 绘图仪
（2）、I/O接口：连接外设备和系统总线，完成信号 转换、数据缓冲、与CPU进行信号联络等工作。
显示器卡：完成显示器与总线的连接。 声卡：完成声音的输入/输出。 网卡：完成网络数据的转换。 扫描卡：连接扫描仪到计算机。 调制解调器卡：模拟信号与数字信号相互转换。 键盘接口、打印机接口等。 232接口：串行数据接口。
二、电子计算机按其性能分类：
• 大中型计算机/巨型计算机（Mainframe Computer）
• 小型计算机（Minicomputer） • 微型计算机（Microcomputer） • 单片计算机（Single-Chip Microcomputer）
• 微型计算机的发展是以微处理器的发展 来表征的
A/D、D/A等
1、Leabharlann Baidu处理器
微处理器（CPU）是大规模集成电路技术做成的芯片，芯 片内集成有控制器、运算器和寄存器等相关部件，完成对计算 机系统内各部件进行统一协调和控制。
2、存储器
功能：存放程序和数据。
SRAM RAM DRAM
存储器
内存（主存） 外存（辅存）
ROM
ROM
EPROM E2PROM
内存容量的计算：16条地址线可访问 216 = 64 KB。
20条地址线可访问 220 = 1 MB。
1K = 1024B 1M = 1024 KB 1G = 1024 MB
（B）、数据总线：传递数据信息的总线，即DB。
在CPU进行读操作时，内存或外设的数据通过数据总线送往 CPU；
在CPU进行写操作时，CPU数据通过数据总线送往内存或外设， 数据总线是双向总线。
控制总线的方向：
一部分是从CPU输出：通过对指令的译码，由CPU内部产生， 由CPU送到存储器、输入/输出接口电路和其它部件。如时钟信 号、控制信号等。
另一部分是由系统中的部件产生，送往CPU，如：中断请求信 号、总线请求信号、状态信号。
控制总线的部件（总线主控设备）：
第一章 绪论
主要内容
• 微型计算机的组成 • 计算机中数制及其转换 • 符号数的表示及运算 • 数的定点与浮点表示
§1.1 概 述
一、电子计算机的发展：
• 电子管计算机（1946-1956） • 晶体管计算机（1957-1964） • 中小规模集成电路计算机（1965-1970） • 超大规模集成电路计算机（1971-今）
3、通过总线插槽来接口板连接。
四、微机主要性能指标
1、字长 字长是微处理器一次可以直接处理的二进制数码的 位数，它通常取决于微处理器内部通用寄存器的位 数和数据总线的宽度。微处理器的字长有4位、8位 、16位、32位和64位等等。 8088称为准16位微处理器，而80386SX称为准32位 微处理器。
CPU:2.5K 800(20条指令/ Cache:30K 时钟周期)
>300 >3000
三、微型计算机的组成
CPU
运算器 控制器
AB 地址总线 DB 数据总线 CB 控制总线
内存 RAM ROM
I/O接口
8255、8250（8251） 8253、8259
I/O设备
键盘、打印机 显示器、软硬盘
软盘、U盘
硬盘（移动硬盘）
• AMD Athlon II X2 240/盒装 本周劲热排 行第3位
• 参考价格： ￥380(全国) • 接口类型：Socket AM3(938) • 生产工艺：45纳米 • 主频：2.8GHz • 二级缓存：L2=2×1M • 核心数量：双核
AMD Phenom II X2 550/黑盒
CPU 和 DMA 控制器。 被总线控制的部件（总线控制设备）：
存储器 和 I/O设备。 总线的使用特点：
1、在某一时刻，只能由一个总线主控设备来控制总线， 其它总线主控设备此时必须放弃对总线的控制。
2、在连接系统的各个设备中，在某一时刻只能有一发 送者发送信号，但可以有多个设备从总线上同时获得 信号。
0.05
二 1974 8 8080
20
0.5
2-4
0.5
三
1978 1982
16
8086/8088 80286
2-3
四
1985 1989
32
80386 80486
1-2
2.9 13
27.5 120
4.77-10 8-20
12-33 25-66
<1 1-2
6-12 20-40
五 1993 32 Pentium 0.6-0.8
USB接口：通用串行接口。
4、系统总线
（1）、总线：传递信息的一组公用导线。 （2）、系统总线：从处理器引出的若干信号线，CPU通过它们 与存储器或I/O设备进行信息交换。系统总线分为： （A）、地址总线：传递地址信息的总线，即AB。CPU在地址 总线上输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址，该总线为单 向总线。
2、主频 主频也叫做时钟频率，用来表示微处理器的运行
速度，主频越高表明微处理器运行越快，主频的单位 是MHz。现在一般用G表示。如P4 /2．8G
• 微处理器的集成度每隔18-24个月就会翻 一番，芯片的性能也随之提高一倍 ------摩尔定律
Intel CPU的发展见下页表
代
发表 年份
字长
(bits)
型号
线宽 (m)
晶体管数 (万个)
时钟频率 (MHz)
速度 (MIPS)
一
1971 1972
4 4004 8 8008
50
0.2 0.3
<1
330
60-200
100-200
1995 1996 六 1997 1999 2001
七
2002 ？
P/Pro
P/MMX 32 PII
PIII
P4
64
Itanium ？
0.6 0.6 0.35 .25-.13 .18-.13
0.08
550 450 750 850 3000
133-200 166-233 233-450 450-1200 1300-3000
• 参考价格： ￥740(全国) • 接口类型：Socket AM3(938) • 核心类型：Stars • 生产工艺：45纳米 • 主频：3.1GHz • 二级缓存：L2=2×512K • 三级缓存：L3=6M • 核心数量：双核
3、I/O设备和I/O接口 （1）、I/O设备：微机配备的输入/输出设备（外设）。 标准输入/输出设备（控制台）：键盘和显示器（CRT）。
I/O设备
输入设备
输出设备
键盘 鼠标 扫描仪、数码相机
显示器 打印机 绘图仪
（2）、I/O接口：连接外设备和系统总线，完成信号 转换、数据缓冲、与CPU进行信号联络等工作。
显示器卡：完成显示器与总线的连接。 声卡：完成声音的输入/输出。 网卡：完成网络数据的转换。 扫描卡：连接扫描仪到计算机。 调制解调器卡：模拟信号与数字信号相互转换。 键盘接口、打印机接口等。 232接口：串行数据接口。
二、电子计算机按其性能分类：
• 大中型计算机/巨型计算机（Mainframe Computer）
• 小型计算机（Minicomputer） • 微型计算机（Microcomputer） • 单片计算机（Single-Chip Microcomputer）
• 微型计算机的发展是以微处理器的发展 来表征的
A/D、D/A等
1、Leabharlann Baidu处理器
微处理器（CPU）是大规模集成电路技术做成的芯片，芯 片内集成有控制器、运算器和寄存器等相关部件，完成对计算 机系统内各部件进行统一协调和控制。
2、存储器
功能：存放程序和数据。
SRAM RAM DRAM
存储器
内存（主存） 外存（辅存）
ROM
ROM
EPROM E2PROM
内存容量的计算：16条地址线可访问 216 = 64 KB。
20条地址线可访问 220 = 1 MB。
1K = 1024B 1M = 1024 KB 1G = 1024 MB
（B）、数据总线：传递数据信息的总线，即DB。
在CPU进行读操作时，内存或外设的数据通过数据总线送往 CPU；
在CPU进行写操作时，CPU数据通过数据总线送往内存或外设， 数据总线是双向总线。