最新微型计算机基本结构教学讲义PPT
精品课件--微型计算机基础
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1.1 微型计算机的组成
1.1.1 微型计算机的硬件系统组成 1.1.2 微型计算机的软件系统组成
1.2 微型计算机的硬件结构及基本工作过程
1.2.1 数据总线、地址总线和控制总线 1.2.2 微型计算机的主要组成部分及功能 1.2.3 微型计算机基本工作过程
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1.3 微型计算机的运算基础
在计算机里BCD码的表示方法又分为两种: 分离BCD码和组合 BCD码。
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分离BCD码
用1个字节表示1位十进制数,低4位为BCD码,高4位补0。用 这种方式表示的BCD码叫做分离BCD码,见表1-2。
表1-2 十进制数与分离BCD码对照表
组合BCD码
在1个字节中,用低4位表示1位BCD码,同时高4位也表示为1 位BCD码,即在1个字节中同时表示两位十进制数。 (2)字母和符号的编码(ASCII码) ASCII码表示与分离BCD表示很相似,低4位都是相同的,均用 0000~1001表示0~9,差别仅在高4位,ASCII码不是0000而 是0011。详见附录1-1。 17
(1)与运算
与0相与得0,与1相与保持不变。利用与运算可以将 指定位清0。
(2)或运算
与1相或得1,与0相或保持不变。利用或运算可以将 指定位置1。
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(3)异或运算 与1相异或等于取反,与0相异或保持不变。利用异或
运算可以对指定位求反。 (4)非运算 按位取反,利用非运算可以对所有位求反。
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1.4 典型微型计算机
4.输入输出设备
使用微型计算机就必须进行人机交
互,将外部信息传送到微型计算机 称为输入操作;将微型计算机的运 行结果传送出来称为输出。能完成 信息输入或输出的设备称为输入输 出设备,二者也合称为外部设备。
微型计算机硬件组成教学课件PPT
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主讲人:朱提升
计算机硬件组装
2.1.1 微型计算机硬件组成
从外形上看,一台微型计算机硬件由主机、输入设 备、输出设备组成
主机
主机
从实际结构来看,一般将主机箱及其内部安装的部件统称为 主机。封装在主机箱内的计算机部件有主板、CPU、内存条、 硬盘、光驱、显卡、声卡、网卡等。主机箱有立式主机箱、 卧式主机箱等
107键盘
107键盘,一般分为五个区:标准打字机键盘区,功能键区(纠正书本 P75),小键盘区,光标控制键区,信号灯状态显示区
107键盘
功能键区(F1~F12)各按键的作用由软件 定义 小键盘区具备两个功能,由NumLock键决 定,该键灯亮为数字输入功能,灯灭为上下 左右、翻页等方向键功能
鼠标
分类方式 按工作原理
按键数
按接口
有线 无线
具体分类 机械鼠标、光电鼠标 两键鼠标、三键鼠标、多键鼠标 串行(COM)接口、PS/2接口、USB接口
红外线、蓝牙
机械鼠标
精度低、容易磨损、寿命较短 已经被淘汰
光电鼠标
第二代光电鼠标:高精度、无机械结 构、高可靠性和耐用性,可在除镜面 外的其他任何表面使用 激光鼠标:用激光代替了普通的LED 光源,只要有反射点,可以在玻璃上 使用
扫描仪
扫描仪是一种利用光电技术和数字处理技术,以扫描方式将 图形或图像信息转换为数字信号的输入设备 常用的扫描仪有笔式、便携式和滚筒式三种 衡量扫描仪的技术指标:分辨率、扫描幅面、色彩位数和感 光元件等
从外形上看,一台微型计算机硬件由主机、输入设 备、输出设备组成
输出设备
显示器
计算机的显示系统由显示器、显示卡及相应软件构成,显示
谢谢
器和显示卡构成计算机显示系统的硬件部分。
第3章-微型计算机硬件组成NEWPPT课件
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3.1 微型计算机概述 3.2 微型计算机的基本结构
3.3 微型计算机的总线与接口 3.4 微型计算机的拆装、性能指标与基本配置
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3.1 微型计算机概述
摩尔定律。
计算机的硬件和软件朝着相互融合、相互 渗透的方向发展。
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3.2 微型计算机的基本结构
3.2.1 主板
1. 主板架构 功能: 一是提供安装CPU、内存和其他各 种功能卡的插座;二是为各种外部设备, 如键盘、鼠标、打印机等提供通用接口。 主板在结构上有:AT、Baby-AT、ATX、 NLX、EATX、WATX、BTX等类型。
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常用系统总线标准
ISA总线 EISA总线 VESA总线
PCI总线
CPU
PCI总线
CPU总线
北桥(主桥)
存储控制器 存储器
声卡
图形卡
南桥(标准总线桥路) 标准总线
基本I/O
ISA EISA ...
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磁盘接口 网卡 ...
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3.3.2 外部接口
串行接口
– 也就是COM接口,是采用串行通信协议的扩展接口。 物理连接方式有9针和25针两种方式。较为广泛使用 的串行物理接口标准是RS-232-C标准 。
并行接口
– 是一种增强了的双向并行传输接口,最高传输速度为 1.5Mbps
USB通用串行总线接口
– 分为1.1和2.0两个版本,其中 1.1版本数据传输速率 最高达到12Mb/s,而2.0版本最高速率可达480 Mb/s。
IEEE1394接口
(1) 磁存储介质
1. 软盘 2. 硬盘
假设,每个扇区存放信息为512字节,假设磁盘有32个 磁面,4096个柱面,每个磁道有63个扇区: 容量计算方法为:32×4096×63×512=4.2GB。
单片微型计算机的硬件结构PPT课件
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一并行口包括输出锁存器、三态输入缓冲器、输出场效应管。 1)P0.0 ~ P0.7: P0口,8位双向口线。在系统扩展时,P0.0 ~ P0.7
分时提供低8位地址信息和8位双向数据信息。 当单片机与外扩芯片交换信息时,P0.0 ~ P0.7先送出外扩芯片的低8位
时序部件
AR 地址线
PSW
ALU
ID R0
IR
数据线
图2-2 典型微处理器模型的内部结构框图
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第2章 单片微型计算机的硬件结构
2 存储器 微型计算机的存储器用于存储数据和程序,是一种采用大规模或
超大规模集成电路工艺制成的存储器芯片,通常分为ROM(只读存储 器)和RAM(随机存取存储器)两大类。
ROM存储器在正常工作时只能读不能写,通常用来存放固定程序 和常数。
地址,并在ALE信号的作用下将地址信息锁存在外部锁存器中,然后再传送数 据信息。
在没有外扩芯片时,P0.0 ~ P0.7作为一般的I/O线使用,可以直接与外 设通信。此外,由于P0.0 ~ P0.7的输出驱动电路时开漏的,所以在使用 P0.0 ~ P0.7驱动集电极开路电路或漏极开路电路时需外接上拉电阻。
2.2.2 MCS-51单片机的外部引脚
MCS-51单片机主要采用40脚双列直插式封装,引脚的排列如图2-7所示
⒈ 电源引脚 (1) VCC(40): 芯片电源,接+5V; (2) VSS(20) : 接地端;
⒉ 时钟引脚 (1)XTAL1(18):晶体振荡器信号输入。 (2)XTAL2(19):晶体振荡器信号输出。
RAM存储器在正常工作时既能读又能写,通常用来存放原始数据、 中间结果、最终结果和实时数据等。
最新微型计算机系统PPT课件
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有CPU插槽/插座、内存插槽、局域总线的扩展总线、
高速缓存、时钟和CMOS主板BIOS、软/硬盘、串口、
并口等外设接口、控制芯片等。
内存
CPU
串行接口
芯片组
USB接口
接口卡
目录
总线插槽
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二. 总线和接口
(一) 总线 总线是指计算机系统中能够为多个部件共享的
一组公共信息传输线路。
1. 按照其功能及传输信息的种类可分为: ① 数据总线(DB):用于CPU与内存或I/O接口之 间的数据传递,它的条数取决于CPU的字长,信息 传送是双向的(可送入到CPU也可由CPU送出)。
软件系统:计算机上除硬件之外的所有东西,是为运行、管 理和维护计算机而编制的程序和文档的总和,可以扩大计算 机的功能,提高计算机的效率。
如:操作系统、数据库管理系统、应用软件等
硬件是躯体,软件是灵魂;两者相辅相成,缺一不可,它
们的价值是互相体现出来的。
目录
退出 2
3
2、计算机的工作原理
冯·诺依曼原理: 1) 采用二进制表示数据和指令。 2) 采用存储程序方式。 3) 计算机由运算器、存储器、控制器、
3. 运算器:完成计算机中的各种算术运算和逻 辑运算的装置,由算术逻辑部件(ALU)及寄 存器构成。
控制器和运算器一起构成CPU (中央处理器)
目录
退出 5
4.存储器:用来存储程序和数据的记忆装置, 是计算机中各种信息的存储和交流的中心。
CPU和存储器中的内存一起构成了计算机 的“主机”。
5.输出设备:显示器、打印机、音箱等。 网络设备: 网络适配器、调制解调器等。
扩展工业标准结构总线
(3) PCI(Peripheral Component Interconnect)
第03章 微型计算机的结构.ppt
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• 3.1 微处理器的结构(8086/8088) • 3.2 存储器(组织) • 3.3 寻址方式 • 3.4 指令系统(概括)
3.1微处理器的结构
• 3.1.1 8086/8088 CPU的结构 • 3.1.2 8086/8088的寄存器
3.1.1 8086/8088 CPU 的结构
• (6)转移
(13)外同步
• (7)数据串操作 (14)空操作
CPU执行程序的过程
•
从内存取指令
从内存取指令
执行指令
从内存取指令
执行指令
传统CPU执行指令 的过程
执行指令
现代CPU执行指令 的过程
3.1.2 8086/8088CPU的寄存器
• 8086/8088的寄存器分为4种类型: • (1)通用寄存器 • (2)指针和变址寄存器 • (3)段寄存器 • (4)标志寄存器
3.2存储器组织
• 3.2.1 存储器的分段结构 • 3.2.2 实际地址的产生
3.2.1 存储器的分段结构
3.2.2 实际地址的产生
举例: CS=9482, IP=2350, 实际地址为: 1001 0100 1000 0010
0010 0011 0101 0000
1001 0110 1011 0111 0000
• MOV AL,[BX+SI+1234H] ; • 指令码:8A803412 • 假定:BX=1000H,SI=2000H • 则: 结果, AL=78H
⑤基变址寻址(2)
• 基变址寻址的格式: • [BX+SI+位移量] [BX+DI+位移量] • [BP+SI+位移量] [BP+DI+位移量] • [BX+SI] [BX+DI] [BP+SI] [BP+DI] • 错误的写法: [BX+BP] [SI+DI] • 位移量的范围: 补码表示的16位 • (-32768~+32767)
第1章微型计算机的组成
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DDR SDRAM内存条的结构
第一章 微型计算机的组成
●内存的类型 1.SDRAM内存 2.DDR SDRAM内存 3.DDR2 SDRAM内存 4.RDRAM内存
第一章 微型计算机的组成
●虚拟内存
内存在计算机中的作用很大,计算机中所有 运行的程序都需要经过内存来执行,如果执 行的程序很大或很多,就会导致内存消耗殆 尽。为了解决这个问题,Windows中运用了 虚拟内存技术,即拿出一部分硬盘空间来充 当内存使用,当内存占用完时,计算机就会 自动调用硬盘来充当内存,以缓解内存的紧 张。
数码摄像头
第一章 微型计算机的组成
第七节 输出设备
● 显示器 ● 打印机 ● 绘图仪 ● 复印机 ● 音箱
第一章 微型计算机的组成
●显示器
1.CRT显示器(CRT)
CRT显示器的主要技术指标包括点距、像素和分辨率、扫 描频率、带宽和显示面积等。
2.液晶显示器(LCD)
CD显示器按照控制方式不同可分为被动矩阵式LCD及主动 矩阵式LCD两种。
移动硬盘单位容量价格比优盘便宜得多; 移动硬盘容量大,相对贵一点,速度慢一点。
优盘,容量小,相对速度快一点,便宜一点。
第一章 微型计算机的组成
第六节 输入设备
● 键盘 ● 鼠标 ● 触摸屏 ● 扫描仪 ● 数码相机 ● 数码摄像机 ● 数码摄像头
第一章 微型计算机的组成
●键 盘
键盘是计算机中最常用的输入设备之一,是用户同 计算机进行交流的主要工具。用户主要通过键盘向 计算机输入命令、程序以及数据等信息。目前主要 使用101键、104键和107键盘。
键盘
第一章 微型计算机的组成
●鼠 标
鼠标(Mouse),是一种用来移动光标和做 选择操作的输入设备 。
微型计算机基本结构及信息表示教学ppt1
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微型计算机基本结构及信息表示1.1 微型计算机概述1.2 微机原理的实践选型课程导引课程导引1.学什么?课程主要目的在于从底层开始理解微型计算机是如何工作的,属于计算机、人工智能、电子信息、自动化等理工类本科专业的专业基础课程。
在理论层面,要理解微型计算机的基本工作原理;在实践层面,要运用直接与硬件打交道的汇编语言进行编程,理解计算机程序基本运行过程。
本课程学习微型计算机的基本结构、信息表示、系统时钟、三总线、硬件系统、指令系统、汇编语言框架和汇编程序设计方法,学习微型计算机的存储器、串行通信接口、中断系统、定时器、模数与数模转换、直接存储器存取等,并可以通过汇编语言编程体会其中的工作过程,为高级语言程序设计、微型计算机应用系统软硬件设计、嵌入式人工智能等提供知识基础。
2.为什么要学?由于本课程是运用面向机器的汇编语言,从底层透明理解微型计算机运行的基本原理及其与外界的基本接口方式,属于计算机类、电子类、自动化类、人工智能类等专业的基础性课程,是功底性课程,因此通过本课程的学习,可为计算机应用、软件编程、软硬件协同开发等打下坚实基础。
3.如何学?——“勤”(1)学习过程:预习——花20分钟左右浏览课本;听课——准备好笔、纸质笔记本或草稿纸,脑手联动;课后——及时仔细看书、梳理札记、完成作业,当天完成当天任务;实验——勤动手;期中、期末复习——收拢知识(2)电子札记:按照模板,严格遵守排版格式,及时梳理知识要点;札记包含时间记录、知识总结、习题、实验报告等内容(3)勤问:学问学问,一要学,二要问,要克服“不问” 之惯性,问老师、问同学1.1 微型计算机概述1.1.1 初识微型计算机1.世界上第一台电子计算机1946年,诞生了世界上第一台电子数字计算机(ENIAC),它由美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学院制造,重达30t,总体积约90m3,占地170m2,耗电140kW,运算速度为每秒5000次加法,标志着计算机时代开始,最初主要是军方用于弹道计算。
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2.1 主机箱与电源
• 主机箱是指计算机硬件系统中用于放置主 板及其他主要部件的容器(mainframe)。 通常包括 CPU、内存、硬盘、光驱、电源、 以及其他输入输出控制器和接口,如 USB 控制器、显卡、网卡、声卡等等。位于主 机箱内的通常称为内设,而位于主机箱之 外的通常称为外设(如显示器、键盘、鼠 标、外接硬盘、外接光驱等)。
• CPU 目前主要生产厂商有美国的 Intel( 英特尔 ) 、 AMD( 超微 ) 公司等, Intel 公司是 CPU 市场的 老大。
2.3 主板
• 主板(Mainboard或Motherboard,简称M/B) 实际上就是一块电路板,是计算机最基本 也是最重要的部件之一。主板上集成了各 式各样的电子零件并布满了大量的电子线 路。主板是整个计算机内部结构的基础, 无论是 CPU 、内存、显卡还是鼠标、键盘、 声卡、网卡都是靠主板来协调工作的。因 此,主板的好坏,将直接影响计算机性能 的发挥。
• I/O 接口是计算机的重要组成部 分,其主要功能一是承担主机 与外设之间数据类型的转换, 例如:显示器使用的是模拟信 号,而主机使用的是数字信号, 显卡使二者实现转换;二是协 调主机与外部设备之间数据传 输速度不匹配的矛盾,使之能 同步地工作。
USB2.0接口
VGA接口
USB2.0接口
后置 中置/ 音
台式电脑
• 微型计算机和其他计算机一样,也是 由运算器、控制器、存储器、输入和 输出设备 5 大部件组成的。随着大规 模和超大规模集成电路技术的迅猛发 展,将运算器和控制器集成在一片很 小的半导体芯片上,这种芯片称为微 处理器( CPU )。以微处理器为基础, 配以存储器、 I/O 设备、连接各部件的 总线和足够的软件就构成了微型计算 机系统。
环绕 重低 频
喇叭 音喇 输
接头 叭接 入
头
端
口
RJ45接口
PS/2接口
DVI数字 视频接口
HDMI数字 视频/音频
接口
eSATA USB3.0接
麦
接口
口
克音
风频
Spdif数 端 输
字音频接 口 出
口
端
口
2.5 总线
• 总线是连接微型机 CPU 、内存储器 和外部设备( I/O 设备)的公共信息 通道。在总线上传送数据、地址和控 制三种信号。传送数据信号的线称为 数据总线 DB(Data Bus) ,传送地址 信号的线称为地址总线 AB(Address Bus) ,传送控制信号的线称为控制总 线 CB(Control Bus) ,目前微型计算 机的总线由这三种总线构成。
• 主机箱保护这些组件不受到碰撞,减少灰 尘吸附,减小电磁辐射干扰。
• 计算机电源是一种安装在主机箱内 的封闭式独立部件,它的作用是将 交流电通过一个开关电源变压器换 为5V,-5V,+12V,-12V,+3.3V 等稳定的直流电,以供应主机箱内 CPU、主板、光驱、硬盘驱动及各 种适配器扩展卡等系统部件使用。 其性能的好坏,直接影响到其他设 备工作的稳定性,进而会影响整机 的稳定性。
微型计算机基本结构
1、微型计算系统的组成
• 微型计算机也称微机、电脑(更多的 用户将“电脑”作为微型计算机的代 名词)、个人计算机、PC(Personal Computer)、MC(Micro computer) 等,是计算机家族中的一员。普通用 户日常所见到的和接触的大多都是微 型计算机,如台式机、一体机、笔记 本和平板电脑。
• 微型计算机常用的总线有以下几 种:
• ISA 总线
ISA(Industry Standard Architecture) 总线 , 简称 AT 总线。 为工业标准体系结构总线,是一 种 16 位总线,用于 80286 微机。
• EISA 总线
EISA ( Extension Industry Standard Architecture )总线 , 为扩展工业标准体系结构总线, 是 ISA 总线的扩展,是一种 32 位总线,目前这种总线用在服 务器系统板上。
电源
2.2 CPU
• CPU(Central Processing Unit) 中文名称是中央处理器,微型计算 机的 CPU 又称为微处理器,是计 算机的核心部件,负责计算机系统 中最重要的算术运算和逻辑运算。 CPU 是判断计算机性能高低的首要 标准,它一般安插在主板的 CPU 插座上。
• CPU 的主要性能指标有芯片型号,如 Pentium P III ;时钟频率,如 800MH Z ;字长,即计算机一次能处 理的二进制位数,通常计算机的字长 为16位(早期),32位、64位,字长 越长,计算机的运算速度和效率越高。
①CPU插座
②内存插 槽
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③AGP插槽
3
④PCI插槽
⑤软驱接
口
1
⑥IDE接口ຫໍສະໝຸດ 2⑦STAT接口
1
4
71
1
1 3
6
1 0
9 1 2
8
⑧主板电 源插座 ⑨CPU电源 插座
⑩ I/O接 口
⑪ BIOS芯 片
⑫电池
⑬北桥芯 片
⑭南桥芯 片
2.4 I/O 接口
• I/O 接口即输入( Input )、输 出( Output )接口,是主机与 外部设备交换信息的渠道。例如, 显示器通过显卡接入主机,打印 机通过 LPT( 并口 ) 接入主机, 鼠标通过 COM( 串口 ) 、 PS/2 或 USB 接口接入主机等。
微型计算机系统结构图
• 简单地说,微型计算机系统是 由硬件系统和软件系统两大部 分组成。其中硬件系统主要包 括 CPU 、主板、存储器和输入 输出设备等;软件系统主要包 括系统软件和应用软件,它们 也包括了若干种分类。
2、微型计算机硬件系统
• 计算机硬件是指看得见摸得着的物 理装置,即机械器件、电子线路等 设备, 它是计算机系统的物质基 础 ,也是软件系统得以正常运行的 平台。
• 从外观上看,微型计算机硬件主要包 括主机箱、显示器、常用 I/O 设备(如 鼠标、键盘等)。其中,主机箱里装 着微型计算机的大部分重要硬件设备, 如 CPU 、主板、内存、硬盘、光驱、 软驱、各种板卡,电源及各种连线等。
• 如果再配置声卡、音箱等,就构成了 一台多媒体计算机。为了特殊用途, 还需配置打印机、扫描仪等常用设备。