微型计算机原理及应用课件11

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§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





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

接入

口设


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

指令

指针

寄存器


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

(1965—1970)
提高运行速度
出现操作系统、诊断程序等软件

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


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


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

接入
器 口设

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

存储器



运算器ALU



控制器

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?
4
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

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;

( 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


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

其它科学领域

集成电路计算机 采用微程序、流水线等技术,
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