微型计算机原理及应用课件11

§1.1 微型机的特点和发展
•微机特点
体积小，重量轻，耗电小 可靠性高，结构灵活 ，价格低 研制周期短，产品系列化，便于选 购 应用面广：
科学计算，数据处理，事务管理，教学培训 计算辅助设计和制造，家庭娱乐，网络通信
与相应时期的大型机比较
速度相对低 功能相对低
在字长位数，内存容量，寻址方式，指令 条数，中断级别，及内部寄存器数量等方面 都不如大型机。
《微机原理及应用》
本课程主要内容：（微机原理、汇编语言、接口技术）
微机基础知识 8086/8088CPU结构及原理 8086系列CPU的指令系统 宏汇编语言程序设计 存储器接口 串行、并行接口 中断技术、定时器技术 模数、数模转换技术 其他知识（如286－PentiumＣＰＵ介绍、Win32 汇编语言编程技术、调试技术等）
8 根 → 一次传送 8位 16 根 → 一次传送 16位 32 根 → 一次传送 32位 64 根 → 一次传送 64位
控制总线CB ( Control Bus ) ： 用于传送各种控制信号。 地址总线 AB
CPU
存 储
I/O 接
输 入
器
口
设
备
输
I/O 接 口
出 设 备
数据总线 DB 控制总线 CB
有的是CPU发出，如读控制信号、写控制信号； 有的是发向CPU，如外设向CPU发出的中断申请信号。
(2) 中央处理器CPU
计算机的核心部件
用来实现指令的自动装入和自动执行，
实现计算机本身的自动化。
地址总线 AB
CPU
存 I/O 输
储
接入
器
口设
备
输
I/O 接 口
出 设 备
数据总线 DB 控制总线 CB
Windows操作系统
80386 内存容量更大32MB、64MB
80486 支持虚拟8086模式
Pentium 可执行多任务
Pentium II PentiumIII
支持多媒体、网络技术
Pentium IV SSE2指令集 超管线技术
•计算机的两个方向发展
研制高速度、强功能的巨型机和大型机 适应军事和尖端科学的需要。
CPU结构示意图
寄存器组
R1 R2 R3 R4
IP
地
指令
址
指针
寄
寄存器
存
器
运 算 ALU 器
数据暂存器 指令寄存器
ALU 控制器
地址信号
数据信号
标志 寄存器
指令译码器 控制电路
特
(1965—1970)
提高运行速度
出现操作系统、诊断程序等软件
点
超大规模集成 采用半导体存储器 电路计算机 采用图形界面操作系统 (1971—至今) 器件速度更快, 软件、外设更加丰富
IBM PC机的发展简史
名称 推出年代 采用 CPU
特点
IBM PC
IBM PC/XT
IBM PC/AT
用来传送CPU输出的地址信号， 确定被访问的存储单元、I/O端口。
地址总线 AB
CPU
存 I/O 输 储 接入 器 口设
备
输
I/O 接 口
出 设 备
数据总线 DB 控制总线 CB
地址总线的条数 决定CPU的寻址能力。
10根 → 210 1024
1K
20根 → 220 1024K 1M
32根 → 232 22 × 230 4G
研制价格低廉的超小型机和微型机 开拓应用领域和占领更广大的市场。
微型计算机是第四代计算机的典型代表。
§1.2 微型机基本组成和工作原理
掌上电脑(2000)
ENIAC (1946) 按性能可分为：巨型机，大型机， 中型机，小型机，微机 现代计算机的结构基础：存储程序控制结构 1945年，美籍匈牙利数学家John Von Neumann提出, 诺依曼计算机
386 机 486 机 Pentium PentiumII Pentium III
Pentium 4
1981
1983
1984
1986 1990 1993 2019 2019
2000
准 16 位微机
8088
内存寻址1MB
DOS 操作系统
8088
比 IBM PC多一个10MB硬盘
内存寻址增至16MB
80286 具有虚拟存储器功能
CPU
存 I/O 输 储 接入 器 口设
备
输
I/O 接 口
出 设 备
总线 BUS
按信号的作用，总线分为三类： 地址总线、数据总线、控制总线
地址总线 AB
CPU
存 I/O 输
储
接入
器 口设
备
输I/O 接 口源自出 设 备数据总线 DB 控制总线 CB
地址总线 AB ( Address Bus) ：单向
•微型机工作原理
输
存储器
输
入
出
运算器ALU
设
设
备
控制器
备
CPU
诺依曼计算机的工作原理可概述为：
“存储程序” + “程序控制” 要点：1．以二进制表示数据和指令(程序)
2. 先将程序存入存储器中，再由控制器自动读取并执行
简介 1) 构成部件 ; 2) 工作过程
地址总线 AB
CPU
存 储 器
I/O 接 口
微型计算机原理及应用 什么是微机？
什么是计算机？
什么是单片机？ 什么是嵌入式系统？
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第一章 微型计算机概述
§1.1 微型机的特点和发展 §1.2 微型机基本组成和工作原理 §1.3 有关术语 §1.4 微型机的分类 §1.5 微处理器、微型计算机和微机系统 §1.6 计算机当中的数和编码系统 §1.7 微型计算机的应用
输 入 设 备
输
I/O 出 接设 口备
数据总线 DB 控制总线 CB
构 微机的硬件由CPU、存储器、输入/输出设备构成；
成 输入/输出设备通过输入/输出接口与系统相连；
部
( 输入/输出接口简称I/O接口 )
件 各部件通过总线连接。
1)微机构成部件
(1)总线 总线是连接多个功能部件的一组公共信号线 微机中各功能部件之间的信息是通过总线传输
36根 → 236 26 × 230 64G
数据总线 DB ( Data Bus )：双向
用来在CPU与存储器、I/O接口之间进行数据传送。 地址总线 AB
CPU
存 I/O 输 储 接入 器 口设
备
输
I/O 接 口
出 设 备
数据总线 DB 控制总线 CB
数据总线的条数决定一次可最多传送数据的宽度。
•计算机发展简史
根据使用的基本电子器件，计算机经历了四个阶段：
电子管计算机 用机器语言、汇编语言编写程 (1946—1956) 用于军事和国防尖端技术
晶体管计算机 开始使用高级语言 (1957—1964) 开始用于工程技术、数据处理和
主
其它科学领域
要
集成电路计算机 采用微程序、流水线等技术，