第1章微机系统概述
《微机系统与维护》1
《微机系统与维护》1【微机系统与维护】形考作业一：第1章微机系统概述一、选择题（请选择一个或多个选项）1. 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2.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3.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4.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5.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6.以下属于系统软件的是（ A C D ）。
A．Windows XPB．Office 2003C．DOS D．Unix7.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 802868.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 802869. 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10. 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11.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12.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13.CPU的主要功能有（C D ）。
A．打印B．存储数据C．运算D．控制14.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15.以下不属于控制器基本功能的是（ A B C ）。
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。
第一章 微型计算机系统概述(戴梅萼)
1、3 微处理器、微型计算机微型计算机系统
算术逻辑部件 累加器、寄存器 控制部件 内部总线 存储器（ROM、RAM） 输入输出接口 系统总线 外围设备 系统软件 微 处 理 器
微 型 计 算 机
微 型 计 算 机 系 统
1、4 微型计算机的应用
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、信息处理 （数据处理） 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、工业过程控制
用微型计算机实现工业生产控制。
4、计算机辅助系统 计算机辅助系统主要有计算机辅助教（CAI）、计算 机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算 机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系 统。 5、人工智能 人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行 为及其规律的一门学科，包括智能机器人，模拟人的 思维过程，计算机学习等等。其主要任务是建立智能 信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智 能行为的计算系统。
1、3、3 微型计算机系统的组成 一个微型计算机系统包括硬件系统和软件系统。硬件和 软件的结合，才能使计算机正常工作运行。
计算机硬件系统是一个为执行程序建立物质基础的物理 装置，称为硬件或裸机。
计算机软件系统指为运行、管理、应用、维护计算机所 编制的所有程序及文档的总和。
依据功能的不同，软件分为系统软件和应用软件两大类。
1、3、1 微处理器
微处理器（CPU）由运算器和控制器组成。
• 必须具备功能： *可以进行算术和逻辑运算 *可保存少量的数据 *能对指令进行译码并执行 *能和存储器及外设交换数据 *能提供系统所需的定时和控制 *可以相应其它部件发来的中断请求
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。
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。
第1章 微型计算机概述
进制计算 进制计算主要有加减乘除等算术运算和与或非等逻 辑运算。 辑运算。其他进制加减乘除等算术运算的运算方法与十 进制的运算方法类似， 要点是逢N进一 借一等于N。 进一、 进制的运算方法类似 ， 要点是逢 进一 、 借一等于 。 与或非等逻辑运算一般是指二进制的逻辑运算， 与或非等逻辑运算一般是指二进制的逻辑运算 ， 将 1当 当 成真， 当成假。 成真，将0当成假。 当成假
1.1 微型计算机发展简史与展望(续) .
4、 80年代以后 ， 微处理器进入第四代产品 ， 向系列 、 年代以后 微处理器进入第四代产品， 年代以后， 化方向发展， 公司相继推出了性能更高、 化方向发展，Intel公司相继推出了性能更高、功能更 公司相继推出了性能更高 强的80186和80286，它们与 向上兼容。 强的 和 ，它们与8086向上兼容。 向上兼容 5、1993年3月，Intel公司发布了最新微处理器产品 、 年 月 公司发布了最新微处理器产品 Pentium，它可以称为第五代微处理器产品，其使用亚微 ，它可以称为第五代微处理器产品， 米级的CMOS技术，使集成度高达 技术， 万个晶体管/片 米级的 技术 使集成度高达310万个晶体管 片。 万个晶体管
1.1 微型计算机发展简史与展望 (续) .
3、 1978—1980年出现了第三代微处理器 ， Intel的 、 年出现了第三代微处理器， 年出现了第三代微处理器 的 8086/8088， Motorola的 M68000 和 Zilog的 Z8000作 ， 的 的 作 为典型代表相继问世， 其集成度高达29000个晶体 为典型代表相继问世 ， 其集成度高达 个晶体 管/片，成为当时国内外市场上最流行的三种微处理 片 器。
微处理器、 1.3 微处理器、微型计算机和微型计算机系统 微处理器、 1.3.1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统 微处理器 简称µP或 ），是指由一片 简称 或M P （Microprocessor），是指由一片 ）， 或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器功能 的中央处理器部件，又称为微处理机。 的中央处理器部件，又称为微处理机。它本身并不等于 微型计算机，而只是其中央处理器。 微型计算机，而只是其中央处理器。
《微机原理》教学课件 第1章 计算机系统概述
0.09μm / 315万
执行速度 (MIPS)
0.06 0.75
1. 5
112
时钟频率 (MHz)
代表产品
<1
MCS-4,MCS-8 4004，8008
<4
Intel8080,8085 M6800,Z80
4~10
Intel8086,80286 M68000,Z8000
16~3G
Intel8386,80486 Pentium ,Ⅱ, Ⅲ，4
（3）知识库管理功能。要求能完成知识获取、检 索和更新等功能。
第一章 计算机系统概论
1.1.2 微型计算机的发展
微型计算机指采用超大规模集成电路，形成体积 小、重量轻、功能强、耗电少的计算机系统。
电子计算机技术 微型计算机
超大规模集成电路工艺技术
结 晶
微型机的发展是以微处理器的发展为表征的，以 微处理器为中心的微型机是电子计算机的第四代产 品。微处理器自1971年诞生以来，发展迅猛，每 2～3年就更换一代。
第一章 计算机系统概论
第五代计算机设想：
1981年日本提出实现智能计算机，但没有取得预 期的结果。美国也有多家公司推出智能计算机。一 般要求智能计算机具有下列功能：
（1）智能接口功能。能自动识别自然语言、图形、 图象。即有语音识别、视觉、感知、理解功能。
（2）解题推理功能。根据自身存储的知识进行推 理，具有问题求解和学习的功能。
第一章 计算机系统概论
2. 电子数字计算机的发展的四个阶段
时间
46－5 8
器件
电子管
58－6 4
晶体管
64－7 1
集成电路
71－今
大规模集 成电路
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。
16
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
17
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。
(完整版)微机原理答案1
第 1 章微型计算机系统概述习题参考答案1-1．微型计算机包括哪几个主要组成部分，各部分的基本功能是什么？答：微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口及系统总线组成。
CPU是微型计算机的核心部件，一般具有下列功能：进行算术和逻辑运算。
暂存少量数据。
对指令译码并执行指令所规定的操作。
与存储器和外设进行数据交换的能力。
提供整个系统所需要的定时和控制信号。
响应其他部件发出的中断请求；总线是计算机系统各功能模块间传递信息的公共通道，一般由总线控制器、总线发送器、总线接收器以及一组导线组成；存储器是用来存储数据、程序的部件；I/O接口是微型计算机的重要组成部件，在CPU和外设之间起适配作用。
1-2．CPU 执行指令的工作过程。
答：指令执行的基本过程：（1）开始执行程序时，程序计数器中保存第一条指令的地址，指明当前将要执行的指令存放在存储器的哪个单元。
（2）控制器：将程序计数器中的地址送至地址寄存器MAR，并发出读命令。
存储器根据此地址取出一条指令，经过数据总线进入指令寄存器IR。
（3）指令译码器译码，控制逻辑阵列发操作命令，执行指令操作码规定的操作。
（4）修改程序计数器的内容。
1-3．果微处理器的地址总线为20 位，它的最大寻址空间为多少？答：220=1048576=1MB1-4．处理器、微型计算机和微型计算机系统之间有什么关系？答：微处理器是微型计算机的核心部件。
微处理器配上存储器、输入/输出接口及相应的外设构成完整的微型计算机。
以微型计算机为主体，配上系统软件和外部设备以后，就构成了完整的微型计算机系统。
1-5．下面十进制数分别转换为二进制、八进制和十六进制数：128，65535，1024答：128，二进制：10000000B，八进制：200O，十六进制：80H65535，二进制：1111111111111111B，八进制：177777O，十六进制：FFFFH1024，二进制：10000000000B，八进制：2000O，十六进制：400H1-6．下面二进制数分别转换为十进制及十六进制数：1011.1010B，1111101.11 B答：1011.1010B，十进制：11.625，十六进制：B.AH111101.11B，十进制：125.75,十六进制：7D.CH1-7．(5487)10＝（0101010010000111）BCD＝1010101101111 B1-8．设字长为8 位，请写出下列数的原码、反码、补码和移码：15，－20，－27/32 答：[+15]原=00001111，[+15]反=00001111，[+15]补=00001111，[+15]移=10001111 [-20]原=10010100，[-20]反=11101011，[-20]补=11101100，[-20]移=01101100 [-27/32]原=1.1101100，[-27/32]反=1.0010011，[-27/32]补=1.0010100，[-27/32]移=0.0010100第 2 章微型计算机系统的微处理器习题参考答案2-1．086／8088 CPU 的功能结构由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？答：8086/8088 CPU 的功能结构由以下两部分组成：总线接口单元BIU（Bus Interface Unit），执行部件EU （Execution Unit）。
微机原理第1章 微型计算机简介
1.1.2 微机系统的主要性能指标
微型计算机的主要性能指标有以下一些内容: 字长 字长以二进制位为单位，是CPU能够同时处理的二进制数据的位数， 它直接关系到计算机的计算精度、功能和运算能力。微机字长一般都 是以2的幂次为单位，如4位、8位、16位、32位和64位等。 运算速度 计算机的运算速度（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。因为微机执行不同类型指令 所需时间是不同的，通常用各类指令的平均执行时间和相应指令的运 行比例综合计算，作为衡量微机运行速度的标准。目前微机的运行速 度已达数万MIPS。 时钟频率（主频） 时钟频率是指CPU在单位时间（秒）内发出的脉冲数。通常，时钟频 率以兆赫（MHz）或吉赫（GHz）为单位。一般的时钟频率越高，其 运算速度就越快。
2、微型计算机的外部设备 微型计算机的外部设备包括外存储器、输入设备和输出设备等，如图 1.3所示。
外存储器 硬盘 软盘 光盘 键盘 鼠标 扫描仪、数码相机等 显示器 打印机
外部 设备
输入设备
输出设备
图 1.3 微型计算机的外部设备 图 1.4 微型计算机的外部设备
1.1.1 微型计算机的体系结构和系统构成
1.1.1 微型计算机的体系结构和系统构成
输入设备 输入设备是计算机外部设备之一，是向计算机输送数据的设备。其功 能是将计算机程序、文本、图形、图像、声音以及现场采集的各种数 据转换为计算机能处理的数据形式并输送到计算机。常见的输入设备 有键盘和鼠标等。 输出设备 输出设备是将计算机中的数据信息传送到外部媒介，并转化成某种人 们所认识的表示形式。在微型计算机中，最常用的输出设备有显示器 和打印机。
地址总线 数据总线 控制总线
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
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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
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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)。
微机原理与接口教案
微机原理与接口教案第一章：微机概述1.1 微机的概念与发展历程1.2 微机的体系结构1.3 微机的主要性能指标1.4 微机的应用领域第二章：微处理器2.1 微处理器的概念与结构2.2 微处理器的性能指标2.3 微处理器的的发展历程2.4 微处理器的应用实例第三章：存储器3.1 存储器的概念与分类3.2 随机存储器（RAM）3.3 只读存储器（ROM）3.4 存储器的发展趋势第四章：输入/输出接口4.1 输入/输出接口的概念与作用4.2 接口的分类4.3 接口的通信方式4.4 接口的实例分析第五章：总线5.1 总线的概念与分类5.2 总线的通信协议5.3 总线的性能指标5.4 总线的应用实例第六章：微机系统的中断系统6.1 中断系统的概念与作用6.2 中断请求与中断响应6.3 中断处理程序的编写6.4 中断系统的应用实例第七章：微机系统的定时器与计数器7.1 定时器与计数器的概念与原理7.2 定时器与计数器的编程方法7.3 定时器与计数器的应用实例7.4 定时器与计数器在微机系统中的应用第八章：并行接口与串行接口8.1 并行接口的概念与原理8.2 串行接口的概念与原理8.3 并行接口与串行接口的比较8.4 并行接口与串行接口的应用实例第九章：模拟量接口技术9.1 模拟量接口的概念与原理9.2 模拟量接口的转换方法9.3 模拟量接口的常用芯片9.4 模拟量接口的应用实例第十章：微机系统的可靠性与维护10.1 微机系统的可靠性分析10.2 微机系统的维护方法10.3 故障诊断与排除10.4 提高微机系统可靠性的措施重点和难点解析一、微机概述补充说明：性能指标中，特别是处理速度、内存容量、功耗等方面的比较和分析；应用领域中，强调微机在不同行业中的应用和作用。
二、微处理器补充说明：性能指标中，核心频率、指令集、缓存等方面的比较和分析；发展历程中，重要时间节点的技术和产品革新。
三、存储器补充说明：分类中，区别各种存储器的特点和应用；RAM和ROM的原理、性能、用途等方面的比较。
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
第1章 微型计算机概述
计算机按体积、性能可划分为巨型 机、大型机、中型机、小型机。 但就其计算机的硬件而言，它的发 展历经了电子管、晶体管、中小规模 集成电路、大规模和超大规模集成电 路时代。
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2.微型计算机的发展过程
（1）4位微处理器
1971年，Intel公司推出了第一片4位微处 理器Intel4004，集成了2250个晶体管，工作 频率为108KHz，寻址空间640字节。
（2）将十进制数与十六进制数 之间的相互转换
例1-3 将十进制数 76.125转换成十六 进制数。
商 余数 76÷16 = 4 C 4÷16 = 0 4 乘积 整数部分 0.125×16 = 2.0 2 转换结果为: 76.125 = 4C.2H
（3）二进制数与十六进制数的 相互转换
依据: 二进制数与十六进制数对照表
二进制数 十六进制数 二进制数 十六进制数 0000 0 1000 8 0001 1 1001 9 0010 2 1010 A 0011 3 1011 B 0100 4 1100 C 0101 5 1101 D 0110 6 1110 E 0111 7 1111 F
例1-5 将二进制数101111010 . 0111001B转换成十六进制数。 101111010 . 0111001B =0001 0111 1010 . 0111 0010B = 17A.72H
(1)CPU
CPU是采用超大规模集成电 路芯片，芯片内集成了运算器 和控制器的功能。
（2）内存
微型计算机的工作就是执行 程序，不论指令还是指令处理 的数据都需要存放在内存储器 中。
（3）I/O接口
I/O（Input／Output）接口是外设与 微型计算机之间的连接电路。外设实现 信息的输入/输出。外设处理数据的速度 远低于计算机，且信息格式、信号电平 一般不满足计算机的要求，故外设需要 接口电路与计算机相连接。
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第1章微机系统概述一、选择题（请选择一个或多个选项）鼠标是目前使用最多的（）。
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．显示器B．打印机C．鼠标D．手写板以下属于存储器的是（）。
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．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（），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．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．Intel 4004 B．Intel 8086 C．Intel 8088 D．Intel 80286不是32位微处理器芯片的是（）。
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（）。
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．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（）。
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．光盘B．硬盘C．内存D．U盘CPU的主要功能有（）。
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．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．传输各种信息B．存储各种信息C．实现算术运算和逻辑运算D．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（）。
A．软件工程思想B．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C．程序存储和程序控制思想D．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B．CPU、存储器和输入输出设备C．主机和应用软件D．主机、键盘、显示器、音箱和鼠标器微机硬件系统由（）、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．控制器二、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。
（）三、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？答：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。
（1）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，Pentium 4 3.2G的主频为3.2GHz。
（2）字长是指CPU一次能同时处理的二进制位数。
（3）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。
（4）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：微机的主要性能指标有运算速度、字长、内存容量、外存容量等。
（1）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，Pentium 4 3.2G的主频为3.2GHz。
（2）字长是指CPU一次能同时处理的二进制位数。
（3）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。
（4）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。
简述微机的发展历程。
答：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：（1）第一代微机（20世纪70年代初期），采用4位或8位微处理器。
（2）第二代微机（20世纪70年代中后期），采用8位微处理器。
（3）第三代微机（20世纪80年代初期到中期），采用16位微处理器。
（4）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。
（5）第五代微机（20世纪90年代中期），采用Pentium系列微处理器。
（6）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？答：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。
第2章微机硬件系统一、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．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．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．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（）。
A．RAM B．ROM C．CD-ROM D．PROM可编程只读存储器的英文缩写为（）。
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．速度较慢B．价格较便宜C．容量大D．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（）。
A．SDRAM B．RDRAM C．DDR D．DDR 2DDR内存的插脚数（金手指）是（）。
A．168B．184C．186D．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B．CPU→显存→显示芯片→数模转换器→显示器C．CPU→数模转换器→显存→显示芯片→显示器D．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．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（）。
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（）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（）。
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．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（）。
A．逻辑总线、传输总线和通信总线B．地址总线、运算总线和逻辑总线C．数据总线、地址总线和控制总线D．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（）。
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（）。
A．0.39B．0.33C．0.31D．0.28以下选项中，属于硬盘接口有（）。
A．PCI B．IDE C．SCSI D．IEEE1394以下选项中，属于显卡接口规范有（）。
A．SCSI B．AGP C．IDE D．PCI ExpressIDE硬盘数据接口的针脚数是（）。
A．15B．40C．34D．80位于CPU附近的主板芯片组俗称（）。
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（）。
A．Socket 478B．LGA 775C．Socket AM2D．AMD目前微机的常用硬盘主轴转速有（）。
A．5400转/分B．7200转/分C．5400转/秒D．7200转/秒USB闪存的优点有（）。
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（）。
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（）。
A．RJ-45B．PCI C．PS/2D．USB显卡接口有ISA、PCI、AGP、PCI Express，其中最新的显卡接口是（）。
A．ISA B．PCI C．AGP D．PCI Express激光打印机由（）组成。
A．光学系统B．电晕C．静电清除器D．感光硒鼓以下（）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（）。
A．屏幕的大小B．辐射问题C．视觉效果D．环保问题三、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________________数据接口。
声卡主要由音频处理主芯片、MIDI电路、________________、运放输出芯片组成。
电源功率可分为________________、最大功率、峰值功率。