微型计算机基本结构与工作原理
微型计算机原理及应用3篇
微型计算机原理及应用第一篇：微型计算机的概述微型计算机，简称微机，是一类普及于个人和家庭使用的计算机，主要由中央处理器、存储器、输入设备、输出设备等组成，广泛应用于个人办公、教育、娱乐等领域。
微型计算机起源于20世纪70年代初，当时计算机主要应用于科学计算和专业领域。
1971年，英特尔公司推出了世界上第一款微处理器Intel 4004，这标志着微处理器技术的诞生，也为微型计算机的发展奠定了基础。
随着计算机技术的不断进步和成本的降低，微型计算机得以广泛应用，并随着时代的发展不断更新换代。
微型计算机的主要部件包括中央处理器、存储器、输入设备和输出设备。
中央处理器是微型计算机的“大脑”，负责处理数据和指令，控制整个计算机的运行。
存储器则用于存储程序和数据，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。
输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等，用于向计算机输入数据。
输出设备包括显示器、打印机、扬声器等，用于从计算机输出数据。
微型计算机具有体积小、便携、灵活性高等特点，能够完成文字、图像、音乐等多种操作，已成为人们生活中不可或缺的一部分。
随着人工智能、物联网等技术的发展，微型计算机的应用也越来越广泛，将对社会产生越来越大的影响。
第二篇：微型计算机的结构与工作原理微型计算机包括硬件和软件两部分，其中硬件包括中央处理器、存储器、输入输出设备等，而软件则包括操作系统、应用程序、驱动程序等。
中央处理器（CPU）是微型计算机的核心部件，它有两个基本部分：算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU）。
算术逻辑单元负责数学运算和逻辑运算，而控制单元则负责指令的控制和执行。
CPU通过总线与存储器及输入输出设备进行通信。
存储器分为主存储器和辅助存储器两部分。
主存储器包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等，用于存储正在运行程序和数据。
而辅助存储器则包括硬盘、光盘、U盘等设备，用于长期保存程序和数据。
输入输出设备包括键盘、鼠标、扫描仪、显示器、打印机、扬声器等，用于输入和输出数据。
《微型计算机原理》课件
微型计算机通常采用集成电路技术，将计算机的各个部件集成在一块或几块芯片 上，具有体积小、重量轻、低功耗等特点。由于其体积小巧，微型计算机通常用 于对空间和能源有限制的环境，如航空航天、工业控制、智能家居等。
微型计算机的发展历程
总结词
微型计算机的发展经历了从原型机到个人电脑、再到便携式电脑和智能手机等不同阶段 。
网络化与智能化
总结词
网络化与智能化是微型计算机发展的未来趋势，它将 计算机技术与网络通信、人工智能等技术相结合，拓 展了微型计算机的应用领域。
详细描述
随着网络通信和人工智能技术的不断发展，微型计算机 正朝着网络化与智能化的方向发展。通过网络通信技术 ，微型计算机可以实现远程控制和数据传输，拓展了其 应用领域。同时，与人工智能技术的结合，使得微型计 算机能够具备更强大的数据处理和分析能力，为各种智 能化应用提供了可能。未来，网络化与智能化将成为微 型计算机发展的重要趋势，推动着微型计算机技术的不 断创新和应用领域的拓展。
存储器
01
存储器是微型计算机中用于存 储数据和程序的部件。
02
存储器分为内存储器和外存储 器两类，内存储器包括RAM和 ROM，外存储器包括硬盘、U 盘、光盘等。
03
存储器的容量和速度也是微型 计算机的重要性能指标，直接 影响着计算机的运行速度和存 储能力。
输入输出设备
01
输入输出设备是微型计算机中用于输入和输出数据 的部件。
谢谢
THANKS
主频与外频
主频
指计算机的时钟频率，即CPU的工作频率。主频越高，计算 机的运算速度越快。
外频
指计算机主板的总线频率。外频越高，计算机的数据传输速 率越快。
内存容量与速度
微型计算机的基本结构
微型计算机的基本结构1.中央处理器（CPU）：它是微型计算机的核心部件，用于执行计算机指令和处理数据。
CPU由控制单元和算术逻辑单元组成。
控制单元负责从内存中读取指令，并控制数据流的流动和处理过程。
算术逻辑单元负责执行算术运算和逻辑操作。
2.内存：内存用于存储计算机程序和数据。
它是计算机的临时存储器，可以快速读取和写入数据。
内存分为主存储器和高速缓存。
主存储器是CPU直接访问的存储器，而高速缓存是用于存储最常用的指令和数据的高速存储器。
3.存储设备：存储设备用于长期存储数据和程序。
它包括硬盘驱动器、固态驱动器、光盘驱动器等。
硬盘驱动器通常用于大容量存储，而固态驱动器具有更快的数据访问速度。
光盘驱动器用于读取和写入光盘上的数据。
4.输入设备：输入设备用于将数据和指令输入到计算机中。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。
键盘用于输入文字和命令，鼠标用于控制光标和选择操作，扫描仪和摄像头用于将纸质文件或图像转化为数字数据。
5.输出设备：输出设备用于显示和输出计算机处理的结果。
常见的输出设备包括显示器、打印机、扬声器等。
显示器用于显示文字和图形，打印机用于打印文档和图像，扬声器用于播放声音和音乐。
以上是微型计算机的基本结构。
除了以上组成部分，微型计算机还包括系统总线和接口。
系统总线是各部件之间传输数据和信号的通道，它包括数据总线、地址总线和控制总线。
接口是与外部设备连接的接口，例如USB接口、HDMI接口等。
第2章微型计算机系统的组成及工作原理
2.5.6 ISA总线的定义与应用
2. ISA总线的信号线定义 ——98芯插槽，包括地址线、数据线、控制线、时钟和电源线 (1)地址线：SA019和LA1723 (2)数据线：SD015 (3)控制线：AEN、BALE、 IOR 和 IOW、 SMEMR和 SMEMW
MEMR 和 MEMW、 MEM CS16 和 I/O CS16 、SBHE
2.1.2 微机系统的软件配置
系统软件、工具软件、应用软件、用户应用程序
.3 微机系统中的信息流与信息链
1. 微机系统中信息流与信息链的构成 信息流：存储器中的数据、程序代码；接口寄存器中的I/O数据、 状态、I/O命令 信息链：信息流在系统中流动的路径； 包括物理(硬件)环节和逻辑(软件)环节 2. 微机系统中信息流与信息链 ——早期微机系统/现代微机系统中的信息链 3. 研究信息流与信息链的意义 ——通过信息流从整体上认识微机体系结构和组成微机系统的各 部件之间的关系
2.5.7 现代微机总线技术的新特点
3. 总线桥 (1) 总线桥 ——总线转换器和控制器，是两种不同总线间的总线接口 内部包含兼容协议及总线信号和数据缓冲电路；把一条总线映 射到另一条总线上 北桥：连接CPU总线和PCI总线的桥 南桥：连接PCI总线和本地总线(如ISA)的桥 (2) PCI总线芯片组 ——实现总线桥功能的一组大规模集成专用电路 保持主板结构不变前提下，改变这些芯片组的设计，即可适应 不同微处理器的要求 4. 多级总线结构中接口与总线的连接
2.4 I/O设备与I/O设备接口
2.4.1 I/O设备及其接口的作用
1. I/O设备的作用 2. I/O设备接口的作用——连接与转换
2.4.2 I/O设备的类型及设备的逻辑概念
微型计算机的基本结构
微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构是指计算机的硬件基本组成部分和它们之间的连接方式。
一个典型的微型计算机由中央处理器（CPU）、主存储器（主存）、输入/输出设备（I/O设备）和系统总线组成。
下面将详细介绍这些基本部分的结构。
1.中央处理器（CPU）：中央处理器是计算机的大脑，负责执行计算机程序中的指令。
它由控制单元（CU）和算术逻辑单元（ALU）组成。
控制单元负责指令的获取、译码和执行控制，而算术逻辑单元则负责实现算术和逻辑运算。
2.主存储器（主存）：主存储器是用于存储计算机程序和数据的地方。
它通常是采用随机访问存储器（RAM）技术实现的，可以随机访问任意位置的数据。
主存被划分为一个个存储单元，每个存储单元都有一个唯一的地址。
3.输入/输出设备（I/O设备）：输入/输出设备用于与外部世界交换数据。
常见的输入设备包括键盘、鼠标和扫描仪，而常见的输出设备包括显示器、打印机和音响系统。
输入/输出设备通过输入/输出接口与计算机相连。
4.系统总线：系统总线是用于连接计算机内部各个部分的数据通道。
它分为三类：地址总线、数据总线和控制总线。
地址总线用于传递内存地址，数据总线用于传递数据，而控制总线用于传递控制信号。
除了以上基本部分，还有一些扩展部分和控制器可以增强微型计算机的功能和性能。
1.扩展部分：扩展部分包括扩展插槽、扩展卡和扩展设备。
扩展插槽是用于插入扩展卡的物理插槽，扩展卡则可以增加计算机的功能，例如图形显示卡、声卡和网络接口卡等。
扩展设备指的是通过扩展卡或外部接口与计算机相连的外部设备。
2.输入/输出控制器：输入/输出控制器是用于管理和控制输入/输出设备的硬件。
它负责将数据在主存和输入/输出设备之间传输，以及处理输入/输出设备和主存之间的数据转换。
3.地址译码器：地址译码器是用于将CPU发送的地址信号解码为特定设备的选择信号。
它可以根据CPU发送的地址来选择相应的设备进行数据通信。
4.时钟电路：时钟电路用于提供计时信号，用于同步各个部件的工作。
微型计算机的基本结构
微型计算机的基本结构微型计算机是一种可以放在桌子上的小型计算机，它被广泛用于办公室和家庭环境，可用于处理文字、图形、音频和视频等多媒体应用。
微型计算机的基本结构包括五个部分：中央处理器（CPU）、内存、输入设备、输出设备和存储设备。
一、中央处理器（CPU）中央处理器是微型计算机的大脑，主要负责对数据进行处理、分析和运算，掌控着整个计算机的运转和控制。
CPU的速度和性能是衡量计算机速度的重要指标。
由于微型计算机使用的是个人电脑CPU，因此CPU速度和性能会有很大差异。
一般而言，高速的CPU可以处理更复杂的操作，但也需要更高的电源消耗和更好的散热。
CPU的性能也受到内存容量和输入输出速度的限制。
二、内存内存是计算机暂时存储数据的地方。
内存中存储的数据可以实现快速检索和访问，对于计算机的操作速度和效率非常关键。
微型计算机通常使用动态随机访问内存（DRAM），它是一种带有电容的存储器，在计算时可以快速放电和充电。
内存容量也是微型计算机运行速度的重要因素，较大的内存可以有效缓解计算机的运行压力，提高效率。
三、输入设备输入设备是用来将指令、数据或信号从外部输入到计算机系统中的设备。
常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、摄像头、麦克风等。
键盘和鼠标是最常用的输入设备，可以实现对计算机的基本操作和数据输入。
扫描仪可以将纸质文档转换为数字格式，摄像头和麦克风可通过视频和音频输入实现交互。
四、输出设备输出设备是用来将计算机处理的数据或信息从计算机系统输出到外部的设备。
常见的输出设备有显示器、打印机、扬声器、投影仪等。
显示器是最主要的输出设备，可显示计算机处理的文字、图像、视频等信息。
打印机则是将计算机输出转化为纸质文件的设备，扬声器可以将计算机处理的音频信息输出，投影仪则可将计算机处理的图像信息进行投影。
五、存储设备存储设备是计算机存储数据和信息的媒介。
常见的存储设备有硬盘、光盘、U盘等。
硬盘是计算机中最重要的存储设备，可存储大量数据和文件，是应用程序和操作系统的主要存储媒介。
微型计算机的基本结构
微型计算机的基本结构微型计算机是一种小型的计算机，它由多个部件组成，这些部件共同构成了微型计算机的基本结构。
微型计算机的基本结构包括中央处理器、内存、输入设备、输出设备和存储设备。
中央处理器是微型计算机的核心部件，它负责处理计算机的所有指令和数据。
中央处理器由控制器和算术逻辑单元组成。
控制器负责控制计算机的操作，算术逻辑单元负责执行计算机的算术和逻辑运算。
内存是微型计算机的存储器，它用于存储计算机的指令和数据。
内存分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM是一种易失性存储器，它可以随时读写，但是当计算机关闭时，RAM中的数据会被清空。
ROM是一种非易失性存储器，它只能读取，不能写入，但是当计算机关闭时，ROM中的数据不会丢失。
输入设备是用于将数据输入到计算机中的设备，常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪和摄像头等。
键盘是最常见的输入设备，它可以输入文字和数字等数据。
鼠标是一种指针设备，它可以控制计算机的光标移动和选择操作。
扫描仪和摄像头可以将纸质文档和图像转换为数字数据，以便计算机进行处理。
输出设备是用于将计算机处理后的数据输出到外部设备的设备，常见的输出设备包括显示器、打印机和音响等。
显示器是最常见的输出设备，它可以显示计算机处理后的图像和文字等数据。
打印机可以将计算机处理后的数据打印出来，以便人们查看。
音响可以输出计算机处理后的音频数据，以便人们听取。
存储设备是用于存储计算机数据的设备，常见的存储设备包括硬盘、光盘和闪存等。
硬盘是一种机械式存储设备，它可以存储大量的数据，并且读写速度较快。
光盘是一种光学存储设备，它可以存储大量的数据，但是读写速度较慢。
闪存是一种固态存储设备，它可以存储大量的数据，并且读写速度较快。
微型计算机的基本结构包括中央处理器、内存、输入设备、输出设备和存储设备。
这些部件共同构成了微型计算机的核心，使得计算机可以进行各种复杂的计算和处理。
微型计算机的基本结构3篇
微型计算机的基本结构第一篇：微型计算机的基本结构概述微型计算机（Personal Computer，简称PC）是一种广泛应用于个人日常工作和娱乐等方面的计算机，其基本结构由五个部分构成，分别是中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）、存储器、输入设备、输出设备和系统总线。
1. 中央处理器中央处理器是微型计算机最核心的部分，它是负责处理各种指令和数据的大脑。
CPU的性能直接影响着计算机的整体运行速度，因此在选择CPU时需要根据自己的需求选购合适的型号。
CPU主要由控制器和算术逻辑单元组成，其中控制器负责指导CPU完成各种操作，而算术逻辑单元则负责实现各种算术和逻辑运算。
除此之外，CPU还包括寄存器和高速缓存，它们的作用是缓存一些频繁使用的指令和数据，以提高CPU的运行效率。
2. 存储器存储器是微型计算机中用于存储数据和指令的部分，包括随机存储器（Random Access Memory，简称RAM）和只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）。
RAM是计算机中最常见的存储器，它可以被操作系统和应用程序用来存储临时数据和程序代码。
RAM的容量通常按照兆字节（Megabyte，简称MB）或者千字节（Kilobyte，简称KB）来计算，容量越大，能够同时存储的数据和程序代码就越多。
ROM是一类只能读取，不能写入的存储器，其中记录了一些固定的程序代码和数据。
ROM中的程序和数据不会被操作系统和应用程序改变，因此可以保证系统的稳定性和安全性。
3. 输入设备输入设备是用来输入数据和指令到计算机中的设备，常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。
键盘是计算机最常见的输入设备，可以输入各种文字和命令；而鼠标则可以通过移动鼠标指针来控制计算机的操作。
4. 输出设备输出设备是用来将计算机处理的结果显示给用户的设备，常用的输出设备有显示器、打印机、音响等。
其中显示器可以显示计算机处理的图像和文字，而打印机则可以将计算机处理的结果打印出来。
微型计算机系统的组成
微型计算机系统的组成
计算机语言分为高级语言和低级语言
机器语言：是一种最低级的计算机语言，用二进制代码表示
每一条指令，计算机能够直接执行。 汇编语言：介于机器语言和高级语言之间的一种采用助记符来 编写程序的伪代码语言。机器语言和汇编语言都要求熟悉计算 机的内部结构，对程序员要求较高。 高级语言：采用人类较熟悉的代码来编写程序的语言，此种语 言编写的程序不能直接运行，必须通过编译或解释才能被计算 机识别并运行。
应用程序是面向用户的最高层程序。
多媒体技术应用基础
一. 基本概念
媒体: 是指表示和传播信息的载体。 多媒体： 指当这种载体可表示和传播两种或两
种以上的信息时，称之为多媒体。 多媒体技术：是指可以将文本、图形、图像、音
频、视频等多媒体信息经过计算机设 备的获取操作、编辑、存储等综合处 理后以单独或合成的形态表现出来的 技术和方法。
盘安装在主机内，成为C盘，是计算机的主要外存储设备。
硬盘容量=柱面数×磁头数×扇区数×512B
目 前 硬 盘 的 转 速 为 3600 转 / 分 -7200 转 / 分 ， 容 量 为 30G40G。硬盘的质量是衡量微机性能的一项重要指标。
微型计算机系统的组成
U盘：是一种携带更加方便、使用简单的可移动数据存储器。 可移动硬盘：是一种具有很强的移动性能的存储器。 光盘：是一种常用的外存储器，它的容量为650MB。光盘分
多媒体技术应用基础
二、多媒体信息的表示 （1）声音信息的表示
声音波形表示文件：.WAV 声音符号表示文件：.MID （2）视觉信息的表示 静态图像：位图图像（.BMP） 动态图像：视频图像（.AVI）
多媒体技术应用基础
三、多媒体系统的硬件
微机原理及其应用
微机原理及其应用微机原理是指微型计算机的基本结构、工作原理和应用技术。
微机是指采用微处理器作为中央处理器的计算机，它具有体积小、价格低、性能高、功能强大等特点，因此在现代社会得到了广泛的应用。
本文将从微机的基本原理入手，介绍微机的结构和工作原理，以及其在各个领域的应用情况。
微机的基本结构包括中央处理器、存储器、输入输出设备和总线四个部分。
其中，中央处理器是微机的核心部件，它负责执行指令、进行运算和控制各个部件的工作。
存储器用于存储数据和程序，包括内存和外存两部分。
输入输出设备用于与外部环境进行信息交换，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。
总线则是连接各个部件的通信通道，它承担着数据传输和控制信号传递的功能。
微机的工作原理主要包括指令周期和机器周期两个方面。
指令周期是指微机执行一条指令所需要的时间，它包括取指令、译码、执行和写回四个阶段。
机器周期是指微机进行一次完整的操作所需要的时间，它包括取数、运算和存储三个阶段。
通过这些基本原理，微机能够高效地完成各种复杂的计算任务，实现各种应用功能。
微机在各个领域都有着广泛的应用。
在工业控制领域，微机可以用于控制生产线、机器人、仪器仪表等设备，实现自动化生产。
在通信领域，微机可以用于实现各种通信设备的控制和数据处理，如手机、路由器、交换机等。
在医疗领域，微机可以用于医学影像处理、病历管理、医疗设备控制等方面。
在家庭和办公领域，微机可以用于文字处理、图形设计、娱乐和娱乐等方面。
总之，微机原理及其应用是一个非常广泛而又深入的领域，它涉及到计算机科学、电子工程、通信技术、自动化控制等多个学科的知识，具有非常重要的理论和实际意义。
通过深入学习微机原理，我们可以更好地理解和应用微机技术，为推动科学技术的发展和社会的进步做出更大的贡献。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢！。
微型计算机原理范文
微型计算机原理范文一、硬件原理1.数据传输：微型计算机通过数据总线、地址总线和控制总线来实现数据的传输。
数据总线用于传输数据信息，地址总线用于传输存储器或外设的地址，控制总线用于传输控制信号。
2.运算：中央处理器是微型计算机的核心组件，主要负责数据的处理和运算。
它由算术逻辑单元（ALU）和控制单元组成。
ALU用于进行算术和逻辑运算，控制单元用于控制指令的执行顺序。
3.存储：主存储器用于存储数据和程序。
它的存取速度较快，但容量较小。
微型计算机还可以连接辅助存储器，如硬盘、光盘和闪存，用于存储大量的数据和程序。
4.控制：微型计算机通过控制单元来控制指令的执行。
控制单元根据指令寄存器中的指令来产生相应的控制信号，实现指令的取指、译码、执行和访存等过程。
5.外围设备：微型计算机可以连接各种外围设备，如显示器、打印机、键盘、鼠标、扫描仪等。
它们通过输入输出端口与计算机系统进行通信。
二、软件原理1.系统软件：系统软件包括操作系统和语言处理程序等。
操作系统是微型计算机的核心软件，负责管理计算机的硬件资源和提供给应用软件的环境。
语言处理程序用于将高级语言转换为计算机可以执行的机器语言。
2.应用软件：应用软件包括各种办公软件、设计软件、娱乐软件等。
它们是根据用户需求来开发的，用于解决特定的实际问题。
三、微型计算机的工作原理1.初始化：当微型计算机通电时，控制单元首先从BIOS（基本输入输出系统）中读取并执行一段特定的程序，进行系统的初始化。
2.取指：控制单元从主存储器中按照程序计数器指定的地址读取指令，存放在指令寄存器中。
3.译码：控制单元对指令进行译码，确定指令的执行类型和操作对象。
4.执行：根据指令的类型和操作对象，控制单元产生相应的控制信号，使算术逻辑单元和主存储器执行相应的操作。
5.存取数据：微型计算机通过数据总线和地址总线将数据和地址传输到相应的部件，实现对数据的存取。
6.结果输出：微型计算机将运算结果通过数据总线和输出接口传输到相应的外围设备，如显示器或打印机。
微机原理及单片机应用
微机原理及单片机应用
微机原理是指微型计算机的工作原理和结构设计的基本原理。
微机由中央处理器（CPU）、主存储器（Memory）、输入输出设备（I/O）和系统总线组成。
CPU负责计算机的运算和控制，主存储器用于存储程序和数据，I/O设备用于数据的输入输出，系统总线用于连接各个组件之间的数据传输。
微机的工作原理是通过CPU的运算和控制实现的。
当微机启动时，CPU从主存储器中读取指令，解码指令之后执行相应的操作。
在执行过程中，CPU需要与主存储器和I/O设备进行数据传输和交互。
数据的传输包括从主存储器读取数据到CPU、从CPU将数据写入主存储器、从I/O设备读取数据到主存储器、将数据从主存储器写入I/O设备等。
单片机是一种集成了CPU、存储器和I/O设备等功能的芯片。
它具有体积小、功耗低、价格便宜、易于编程等特点，广泛用于嵌入式系统、智能家居、工业控制等领域。
单片机的应用范围非常广泛，包括电子产品、通信设备、电动工具等。
在单片机应用中，主要涉及到对输入输出设备的控制、数据的存储和处理、通信接口的实现等。
通过编写程序，可以实现对各种传感器和执行器的控制，实现温度控制、光照控制、机器人控制等功能。
同时，单片机还可以进行数据的采集和处理，通过各种算法对数据进行分析和判断，实现各种智能应用。
总之，微机原理及单片机应用是现代计算机科学和工程领域的重要内容，对于理解计算机的工作原理和应用具有重要意义。
通过深入学习和实践，在工程实践中可以灵活运用微机原理和单片机应用，实现各种智能化和自动化的应用。
微型计算机的基本结构
微型计算机的基本结构1. 前言微型计算机是指以微处理器为核心运算器构成的具有输入/输出设备、存储器等外围设备的计算机系统。
它拥有体积小、功耗低、性能稳定等优点，被广泛应用于各行各业的信息化建设。
本文将介绍微型计算机的基本结构，帮助读者更好地认识微型计算机。
2. 微型计算机的基本组成部分微型计算机由以下几个基本部分构成：2.1 中央处理器中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）是微型计算机的核心部件，用于执行计算机指令和控制计算机的各种操作。
它通常由运算器、控制器和寄存器等部件组成。
其中，运算器负责实现各种算术和逻辑运算，控制器则负责控制运算器的操作，寄存器则用于存储指令和数据等信息。
2.2 存储器存储器是微型计算机用来存储指令和数据的设备。
它通常由随机存储器（Random Access Memory，简称RAM）和只读存储器（Read Only Memory，简称ROM）两部分组成。
其中，RAM用于暂存程序和数据，ROM则用于存储计算机的基本指令和系统信息。
2.3 输入/输出设备输入/输出设备是微型计算机与外界进行信息交换的重要接口。
它包括键盘、鼠标、打印机、显示器等设备。
其中，键盘和鼠标用于输入数据和操作命令，打印机和显示器则用于输出结果和显示信息。
2.4 总线总线是微型计算机各部件之间传输数据和信息的通道。
它通常由地址总线、数据总线和控制总线三部分组成。
其中，地址总线用来指定数据的存储位置，数据总线用于传输数据信息，控制总线则用于发出控制信号。
3. 微型计算机的工作原理微型计算机的工作原理可以简述为以下三个步骤：3.1 输入数据输入数据是微型计算机进行任何操作的首要步骤，它通常由键盘、鼠标等输入设备完成。
用户通过这些设备输入指令和数据，微型计算机将其存储在RAM中备用。
3.2 处理数据处理数据是微型计算机执行计算和逻辑操作的核心步骤，它通常由CPU完成。
CPU将存储在RAM中的指令和数据提取出来，根据指令进行相应的运算和操作，并将结果存储在RAM中。
01.微机原理_第一章
第一章微型计算机基础概论1.1 微型计算机系统概述微型计算机是指以大规模、超大规模集成电路为主要部件的微处理器为核心，配以存储器、输入/输出接口电路及系统总线所制造出的计算机系统。
一、微型计算机的发展概况①微型计算机诞生：在1946年2月14日世界上第一台电子计算机“埃尼阿克”由美国宾夕法尼亚大学研制成功。
重达30吨，占地170平方米，耗电140千瓦，用了18800多个电子管，每秒钟仅能做5000次加法.ENIAC :Electronic Numerical Integrator and Calculator分代第一代年份字长芯片的集成度软件典型的芯片1971~19724/8位12000个管/片以上机器语言、简单汇编语言Intel 4004Intel 8008第二代1973~19778位汇编程序高级语言、(FORTRAN PL/M 等BASIC 操作系统第三代1978~198316位汇编语言高级语言操作系统第四代PentiumPII PIII PIV1981~199232位第五代199332位9000个管/片以上29000个管/片以上15~50万个管/片以上Intel 8080,8085MC 6800Z-80Intel 8086,8088MC 68000Z-8000Intel 80386,80486MC 68020操作系统高级语言软件硬化操作系统高级语言软件硬化高达330万个管/片②微处理器的发展第六代1995~2001Pentium58664位550万个管/片操作系统高级语言软件硬化二、微型计算机的特点和应用1.微型计算机特点微型计算机除具有一般电子数字计算机的快速、精确和通用等许多优点外，还具有独自的特点：(1) 体积小、重量轻、功耗低(2) 可靠性高、对使用环境要求低(3) 结构简单、设计灵活、适应性强(4) 性能价格比高2. 微型计算机的应用领域科学计算过程控制信息处理人工智能网络通信计算机辅助技术三、微型计算机的分类1. 按处理器同时处理数据的位数或字长分：4位机、8位机、16位机、32位机、64位机2. 按结构类型分：单片微型机、单板微型机微型计算机3. 按用途分：(1)个人计算机(PC机)(2)工作站／服务器(3)网络计算机(简称NC)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 第一章 微型计算机基础PPT课件
4004 8008 8080 MC6800 Z-80
1971 1972 1973 1975 1976
第一章 微型计算机基础
第一节 概述
三、微处理器的发展
16位微处理器 Zilog Motorola Intel
Z-8000 MC68000 8086 8088(准16位)
80186\80286
32位微处理器 Intel Motorola
例：X= 45=00101101B X=-45
[X]反= 00101101B [X]反= 11010010B
3、补码 正数的补码与原码相同； 负数的补码为反码加 1 。
例：X= 45=00101101B X=-45
[X]补= 00101101B [X]补= 11010011B
第二节 计算机中的数制和编码
二、有符号数的表示及运算
1、原码 2、反码
பைடு நூலகம்
3、补码
4、符号扩展
在数据处理时，有时需要把8位二进制数扩展成16位 二进制数。对无符号数可直接补0，对有符号数则需要将 符号位扩展。
例： 127的8位二进制补码为01111111B 符号位扩展后16 位二进制补码为0000000001111111B
例： -127的8位二进制补码为10000001B 符号位扩展后16 位二进制补码为1111111110000001B
CPU Central Processing Unit—中央处理单元
第一章 微型计算机基础
第一节 概述
一、电子计算机的发展 二、电子计算机的结构 三、微处理器的发展
CPU，也称为微处理器MP（MicroProcessor）。
4位微处理器 Intel 8位微处理器 Intel
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行一条命令所需的全部控制信号。
⑷ 内部总线和总线缓冲器 内部总线是CPU内部连接各寄存器及ALU的总线。
4. 微型计算机的软件系统
(1)系统软件
•控制、管理和协调微机及其外部设备 •支持应用软件的开发和运行
• 操作系统(最重要的系统软件)
③将编好的程序和原始数据事先存入内存,使计算机自动、高速地从内 存取指令并运行。
④五大部分以运算器为中心进行组织（参见 《计算机组成原理》！）
冯·诺依曼计算机结构
数据流 控制流
图1.8 冯·诺依曼计算机结构
运算器: 处理算术运算和逻辑运算,简称算逻单元ALU(Arithmetic Logic Unit) 控制器: 保证计算机系统的各个部件正确有序地执行程序 存储器: 存储程序和数据. 分为内部存储器和外部存储器. 输入设备: 接收用户输入的原始数据和程序,并将其转换为二进制编码. 输出设备: 将计算机的处理结果转换为人或其他设备可以接收或识别
功能:
处理器管理 设备管理
存储器管理 文件管理
作业管理
• 数据库管理系统(如:FoxPro、SQL等) 数据库：就是实现有组织地、动态地存储大量相关数据，方便多用
户访问，由软、硬件资源组成的系统。 数据库和数据管理软件一起，组成了数据库管理系统。
• 语言处理程序(如:编译程序、汇编程序等) • 服务性程序(如:诊断故障、装入程序、监督程序等)如:DEBUG
1.4 微型计算机基本结构与工作原理
1.4.1 微型计算机系统的组成
主机
CPU
计
硬件
存储器
算
机
外部输入输出设备
系
统 系统软件
软件
应用软件/用户软件
运算器 控制器
ROM RAM
1. 冯·诺依曼计算机
冯·诺依曼结构的基本思想: ①计算机应由五部分组成:（硬件）
运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 ②指令和数据均以二进制方式存放在同一个存储器中
❖ 数据总线(DB): 传送程序或数据 ❖地址总线(AB): 传送内存地址和I/O地址
•( 注意:最大寻址空间的计算方法) ❖控制总线(CB): 传送各种控制信号
(3). I/O 接口
①定义
❖主机与外部设备互连的对接部分
②类型
❖串行接口 ❖并行接口 ❖USB口(Universal Serial Bus 通用串行总线)
⑷ 存储系统
CPU Cache(高速缓冲存储器)
内部存储器
外部存储器(软盘、硬盘等)
★微型计算机的三级存储结构
图1.11 微型计算机系统组成
3. 微处理器的内部结构与基本功能
图1.12典型微处理器结构（内部逻辑结构）
CPU的基本组成
RD/WR
LDDR
LDIR
PC+1
LDPC LDAR
CPU的基本组成（逻辑架构）
AH
AL
BH
BL
CH
CL
DH
DL
SP
BP
DI
SI
通用 寄存器
16位
地址加法器
20位
Σ
16位
CS DS SS ES IP
内部寄存器
输入/输出 控制电路 外部
总线
运算寄存器
ALU 标志
执行部分 控制电路
指令队列缓冲器
1 2 34 5 6
8位
执行部件EU
总线接口部件BIU
返回本节
⑴ 累加器和算术逻辑运算部件ALU (Arithmetic Logic Unit) 累加器和算术逻辑运算部件主要用来完成数据的算术和逻辑运算。
①⑤③操OOC作C送送控出出制控控器②制制（O信信OC号C号送，），出将送打控D出开制R控信A中制L号的U信到输数号A出据到L三1U0通，态打用指门入寄定，到存A将目器LA标U，L做寄U选传输存择送出器R操送R10（作到，1；数R0）据0的作总内源线容寄D由B存U器S上，。 选0注0择变意④R为，1O任00C。何送5至时.出2此候.控2，MD制BOM信UVOS指号V上指令，只令的将能执指D有B行令U一结周S个上束期数的。-执据数行。据打入到数据缓冲寄存器DR（10）；
的信息形式.
2. 现代微型计算机系统(速度与容量是我们不懈的追求！)
⑴ 以存储器为中心的计算机系统
数据流 控制流
输入设备
存储器
输出设备
运算器
控制器
(2). 总线 ①定义
②类型
❖是构成计算机系统的骨架，是多个系统 功能部件之间进行数据传送的公共通路。 ❖ 连接CPU与I／O设备 ❖提供外设访问内存和CPU资源的通道
(2). 应用软件
为解决特定领域问题而开发的软件
如:
•财务软件 •文字处理软件 •图形处理软件等
1.4.2 微型计算机的基本工作方法
每种型号的CPU都有自己的指令系统，用户根据要完成的任务预先 编好程序，再通过输入设备将程序送入存储器中。
微型计算机开始工作后，首先将该程序在存储器中的起始地址送 入微处理器中的程序计数器PC中。
微处理器根据PC中的地址值找到对应的存储单元，并取出存放在其 中的指令操作码送入微处理器中的指令寄存器IR中
由指令译码器ID对操作码进行译码，同时执行指令赋予的操作功能。 在取指令过程中，每取出1个单元的指令，PC自动加1，形成下一个 存储单元的地址。 以上为一条指令的取指、执行过程，如此不断重复上述过程，直至执 行完最后一条指令为止。
⑵ 寄存器阵列 ① 通用寄存器组：可由用户灵活支配，用来存放参与运算的数据或地址信息。 ② 地址寄存器（AR）：专门用来存放地址信息的寄存器。
③ 程序计数器（PC）：它的作用是指明下一条指令在存储器中的地址。每 取一个指令字节，PC自动加1，如果程序需要转移或分支，只要把转移地 址放入PC即可。
⑶ 指令控制部件 ① 指令寄存器（IR）用来存放当前正在执行的指令代码； ② 指令译码器（ID）用来对指令代码进行分析、译码，根据指令译码的
WR/RD
②④PC程的序内③计容从⑤数⑥被1器①0指放C1内令P到号程U容寄指地序识加存令址计别1器地读数出，中址出器是变的总PM成C操线MO1中O0作VA2装指VB码，指U入令（为S令第，（O取通一至PI下）过条此一上指指，条，令令取指对总地指令指线址周做存IB1期好进0U即1S准行（告装备译八结入；码进束指，制。令并）寄启；存动器读IR命；令；
微处理器的内部结构与基本功能
图1.12典型微处理器结构（内部逻辑结构）
CPU的基本组成
例：MOV指令的指令周期
❖ 取指周期
❖ 执行周期
取指周期中CPU完成三 件事： 1、从指存取出指令 2、PC加1，为取下条指 令做准备 3、对指令操作码进行译 码，以便确定进行什么 操作MOV指令的指令周期-取指