上海交大微机原理-王春香

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1、微机原理及应用 The Principle 一旦PC的内容可靠地送入AR PC自动加1 即由00H 变为01H 注意 此时AR的内容并没有变化 把AR的内容00H放在AB上 并送至M 经地址译码器 译码 选中相应的00H单元 CPU发出读命令 程序执行过程实例 在读命令控制下 把所选中的00H单元中内容即第 1条指令的操作码B0H读到DB上 把读出的内容B0H经DB送到DR 取指阶段的最后一步是指令译码 因为取出的是指令 的操作码 故DR把它送到IR 然后再送到ID 经过译码 CPU 识别 出这个操作码B0H就是MOV A n 指令 于是 它 通知 控制器发出执行这条指令的各种 控制命令 这就

2、完成了第1条指令的取指阶段 然后转入执行第1条指令的阶段 程序执行过程实例 经过对操作码B0H译码后 CPU就 知道 这是一条把下 一单元中的操作数取入累加器A的双字节指令MOV A n 所以执行第1条指令就必须把指令第2字节中的操作数 03H取出来 取第1条指令的第2字节的过程如下 程序执行过程实例 取立即数的操作 程序执行过程实例 取第2条指令的过程与取第1条指令的过程相同 只是在 取指阶段的最后一步 读出的指令操作码04H由DR把它 送到IR 经过译码发出相应的控制信息 取第2条指令的第1字节的过程如下 当ID对指令译码后 CPU就 知道 操作码04H表示一条 加法指令 意即以累加器A中

3、的内容作为一个操作数 另 一个操作数在指令的第2字节中 程序执行过程实例 取第2条指令的操作 程序执行过程实例 取第2条指令的操作 程序执行过程实例 程序的最后一条指令是HLT 可以用类似上面的取指过程 把它取出 当把HLT指令的操作码F4H取入DR后 因是取指阶段 故CPU将操作码F4H送IR 再送指令译码器ID 经译码 CPU 已知 是暂停指令 于是控制器停止 产生各种控制命令 使计算机停止全部操作 此时 程序已完成3 2的运算 并且和数5已放在累加器中 1 6 微机系统的主要性能指标 主要选项 主板 CPU 硬盘 显示器 显卡 声卡与光驱等多 媒体套件 内存以及机箱等 微机系统性能 主板

4、与CPU 外设配置 总线结构以及软件配置 微机系统的主要性能指标分以下几个方面 最佳整体性能评估与最佳购买性能评估 主板的结构与性能 微处理器的性能指标 硬盘的性能指标 允许配置的外设数量 总线的性能指标 软件的配置 1 6 微机系统的主要性能指标 1 最佳整体性能评估与最佳购买性能评估 u最佳整体性能评估 5方面 性能 67 可用性 17 特征 8 技术创新 4 价格 4 u最佳购买性能评估 与整体性能评估相比 其评估项目基本相同 但各项权重不同 价格 50 性能 30 可用性 10 特征 10 1 6 微机系统的主要性能指标 2 主板的结构与性能 u主板 又称母版 主机板 系统板等 是微机

5、系统当中最要的部件 其结构和性能如何将直接影响到微机各部件之间的相互配 合及其整体性能 主板上集中了微机的主要部件和接口电路 CPU 内存条和高速缓存芯片 系统芯片组等直接装在主板上 硬盘 软驱和光驱通过数据总线与主板相连 鼠标 键盘和各种扩充卡经外设接口或扩展槽装或接插在主板上 1 6 微机系统的主要性能指标 2 主板的结构与性能 u主板结构 主板结构 根据主板上各元器件的布局排列方式 尺寸大小 形 状 所使用的电源规格等制定出的通用标准 所有主板厂商都必 须遵循 现在主板结构主要 有AT ATX AT extended 两种基 本类型 NLX是最 新结构的主板 1 6 微机系统的主要性能指

6、标 2 主板的结构与性能 u主板的主要性能指标 微处理器支持的能力 包括CPU插槽类型 CPU种类 外频 范围 电压范围 系统芯片组的类型 是否集成显卡 声卡 调制解调器 网卡 支持内存和高速缓存的类型和容量 系统BIOS的版本 功能 是否支持即插即用 扩充插槽及I O接口的数量 类型 主板的电压输出范围 1 6 微机系统的主要性能指标 3 微处理器的性能指标 u字长 CPU内部一次能同时处理的数据的位数 字长标志计算精度 字长越长 精度越高 但制造工艺越复杂 微机的字长有1 4 8 16 32位等多种 相应的就有1位机 4位机等 目前 一般用户最常用的是32位机 u内存容量 以字节为单位计算

7、的 8位机中 16条地址线 寻址范围是 16位机中 20条地址线 寻址范围是 32位机中 32条地址线 寻址范围是 1 6 微机系统的主要性能指标 3 微处理器的性能指标 u指令系统 微机的核心部件微处理器都有各自的指令系统 16位微处理器Intel 8086 有24种寻址方式 148条基本指令 能 满足单任务 单用户系统的多种应用需要 1985年和1989年 Intel 先后推出了32位微处理器80386与 80486 能胜任多任务与多用户系统的复杂任务 1993年至今 Intel 连续推出了Pentium Pentium MMX PRO II III 4系列微处理器 能顺利实现对多媒体信息

8、的实时 处理 1 6 微机系统的主要性能指标 3 微处理器的性能指标 u主频 指CPU的时钟频率 以Hz为单位 是判定微处理器 执行性能的一个基本指标 8086最高主频为10MHz Pentium主频为100MHz Pentium II最高主频为450MHz Pentium III最高主频为850MHz Pentium 4最高主频已达到3 8GHz MIPS Million Instruction Per Second 每秒内执行的百万条指令数 是微处理器执行速度的一种度量方式 8086执行速度为0 4 1 3MIPS Pentium III执行速度为300MIPS 1 6 微机系统的主要性能

9、指标 4 硬盘的性能指标 u容量 用户优先考虑的指标 以MB和GB为单位 硬盘的容量有40GB 60GB 80GB 100BG 120GB 160GB 200GB等 u速度 硬盘速度在微机系统中的作用仅次于CPU和内存 主轴电机转速 4200 5400 7200 10000rpm 硬盘缓存容量 2MB和8MB缓存是现今主流硬盘所 采用 而在服务器或特殊应用领域中 缓存容量设置达到了16MB 64MB等 u安全性 提高抗外界震动或抗瞬间冲击以及数据传输纠错 众多厂家开发了一些硬盘安全技术和软件 1 6 微机系统的主要性能指标 5 匀速配置的外设数量 允许挂接的外设数量越多越好 微机的功能越强 常

10、规的人机交互设备 如键盘 鼠标 显示器 打印机等 常用的通讯设备 如网卡和调制解调器 扫描仪 1 6 微机系统的主要性能指标 6 总线的性能指标 总线结构是微机性能的重要指标之一 ISA Industry Standard Architecture 是工业标准体系结 构总线的简称 是PC AT机及其兼容机所使用的16位标准体 系扩展总线 又称PC AT总线 其数据传输率为16MB s EISA Extended ISA 数据和地址总线均增加为32位 数 据传输率为33MB s 适合32位微机系统 1 6 微机系统的主要性能指标 6 总线的性能指标 PCI Peripheral Componen

11、t Interconnect 是外设互连 总线的简称 是Intel公司推出的32 16位标准总线 数据传 输率为132MB s 用于Pentium以上的微机系统 AGP Accelerated Graphics Port 是加速图形接口 是 专门为提高视频带宽而设计的总线规范 数据传输率提高到 266MB s x1模式 532MB s 模式 或1 064GB s x4模式 1 6 微机系统的主要性能指标 6 总线的性能指标 总线的宽度 单位时间内总线上可传输的数据量 以MB s为单位 总线的位宽 能同时传输的数据位数 如16位 32位 64位等 工作频率一定的条件下 总线宽度与总线位宽成正比

12、总线的主要性能指标包括 总线的工作频率 也称为总线的时钟频率 以MHZ为单位 用于协调总线上 的各种操作的时钟频率 工作频率越高 则总线带宽越宽 总线宽度 总线位宽 8 总线工作频率 MB s 1 6 微机系统的主要性能指标 7 软件的配置 指微机系统配置的操作系统和应用程序 Windows 操作系统发展赏析 nWindows 1 0 1985年11月 Microsoft Windows 1 0发布 最初售价为 100美元 Microsoft Windows 1 0是微软第一次对个人电 脑操作平台进行用户图形界面的尝试 Windows 1 0本质上 宣告了MS DOS操作系统的终结 Windo

13、ws 操作系统发展赏析 nWindows 2 0 1987年12月9日 Windows 2 0发布 这个版本的Windows 图形界面 有不少地方借鉴了同期的Mac OS中的一些设计 理念 但这个版本依然没有获得用户认同 之后又推出了 Windows 386和Windows 286版本 有所改进 并为之后 的Windows 3 0的成功做好了技术铺垫 Windows 操作系统发展赏析 nWindows 3 0 1990年5月22日 Windows 3 0正式发布 由于在界面 人性 化 内存管理多方面的巨大改进 终于获得用户的认同 之后 微软公司趁热打铁 于1991年10月发布了Windows

14、3 0 的 多语版本 为Windows 在非英语母语国家的推广起到了重 大作用 Windows 操作系统发展赏析 nWindows 3 2 1994年 Windows 3 2的中文版本发布 相信国内有不少 Windows的先驱用户就是从这个版本开始接触Windows系 统的 由于消除了语言障碍 降低了学习门槛 因此很快在 国内流行了起来 Windows 操作系统发展赏析 nWindows 95 1995年8月24日 微软推出了具有里程碑意义的Windows 95 Windows 95是第一个独立的32位操作系统 并实现真 正意义上的图形用户界面 使操作界面变的更加友好 Windows 操作系统

15、发展赏析 nWindows 98 1998年6月 微软公司推出了的Windows 98 与Internet的 紧密集成是Windows 98最重要的特性 它使用户能够在共 同的界面上以相同方式简易 快捷地访问本机硬盘 Internet和Internet上的数据 让互联网真正走进个人应用 Windows 操作系统发展赏析 nWindows 2000 Windows 2000 Professional于2000年年初发布 是第一个 基于NT技术的纯32位的Windows操作系统 实现了真正意 义上的多用户 Windows 操作系统发展赏析 nWindows XP 2001年10月25日 Windo

16、ws 家族中极具开创性的版本 Windows XP Experience 面世 Windows 操作系统发展赏析 nWindows Vista Vista是微软的下一代操作系统 以前叫做Longhorn 05年 7月22日微软对外宣布正式名称是Windows Vista 这个版 本的最大特色就是 贴近用户 了解用户的感受 从而方便 用户 Dos 操作系统简介 DOS是Disk Operation system 磁盘操作系统 的简称 是 1985 1995年的个人电脑上使用的一种主要的操作系统 DOS操作系统首先由IBM公司开发 称为IBM DOS 后由 MicroSoft公司收购 称为MS DOS DOS的版本由最早的DOS 1 00版本 发展到后来的DOS 2 00 DOS 2 10 DOS 2 13 DOS3 00 DOS 4 00 DOS 5 00 DOS 6 00 DOS 6 10 DOS 6 22 等等版本 现在的Windows还是建筑在它的基础 上 启动 的 并保留了DOS的操作界 面和使用功能 第二章 微机运算基础 2 1 进位计数制 2 2 进位数制之间的转换 2 3