1工业用微型计算机

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1、工业用微型计算机自动化教研室qq：2454145861主 要 章 节第1章 微型计算机基础第2章 8086/8088指令系统第3章 汇编语言程序设计第4章 存储器及其接口第5章 I/O接口及应用第6章 A/D与D/A转换及其接口第7章 上机实践2参考书：l微机原理与接口技术（第2版 ）. 冯博琴，吴宁主编. 清华大学出版 社实验指导书：l微机原理与接口技术题解及实验 指导（第2版）. 吴宁，陈文革编. 清华大学出版社3第1章 微型计算机基础1.11.1微型计算机的发展微型计算机的发展4前传巴贝奇分析机采用了三个具有现代意义的装置：l保存数据的寄存器（齿轮式装置）；l从寄存器取出数据进行运算的装

2、置，并且机器的乘法以累次加法来实现；l控制操作顺序、选择所需处理的数据以及输出结果的装置。 查尔斯巴贝奇（ Charles Babbage 17921871 ）18281839年期间在剑 桥大学任卢卡斯数学 教授 失败的英雄！51939年，阿塔纳索夫提出计算机三原则：l采用二进制进行运算；l采用电子技术来实现控制和运算；l采用把计算功能和存储功能相分离的结构。 1939年，阿塔纳索夫还设计并试制数字电子计算机的样 机“ABC机”（Atanasoff-Berry Computer） ，但未能 完工。约翰阿塔纳索夫，John Vincent Atanasoff， （1903年10月4日1995年6

3、月15日）出 生于美国纽约西部的哈密尔敦，1925 年，获得佛罗里达大学电子工程学位 ，1926年，获衣阿华大学数学硕士学 位，1930年，获威斯康星大学理论物 理博士学位。 被遗忘的计算机之父61940年，美国科学家维纳阐述了自己对现代计 算机的五点设计原则l数字式而不是模拟式；l以电子元件构成并尽量减少机械装置；l采用二进制而不是十进制；l内部存放计算表；l内部存储数据。维纳（18941964）。他对20世 纪的数学发展作出了重大贡献。 1948年出版了他的名著控制论 ，对科学界产生了巨大的影响。 几十年来，控制论得到了迅速发 展，广泛应用于自动理论、计算 机程序、决策过程等各个方面。 7

4、冯诺依曼 计算机体系1.电子计算机应该以二进制为运算基础，2.电子计算机应采用“存储程序”方式工作，3.整个计算机的结构应由五个部分组成：运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置。 8第一代计算机埃克特为ENIAC换电子管 ENIAC1946：ENIAC永载史册9l长30.48米，宽1米，占地面积170平方米，30个操作 台，约相当于10间普通房间的大小，重达30吨，它使 用18000个电子管，70000个电阻，10000个电容， 1500个继电器，6000多个开关，耗电量150千瓦。l每秒执行5000次加法或400次乘法，是继电器计算机 的1000倍、手工计算的20万倍，(而人最快的运算速

5、 度每秒仅5次加法运算)，还能进行平方和立方运算， 计算正弦和余弦等三角函数的值及其它一些更复杂的 运算。这样的速度在当时已经是人类智慧的最高水平 。 101959-1964：晶体管造就第二代计算机晶体管肖克莱（左）、巴丁（中） 、布拉顿（右）于1956年共 同获得诺贝尔物理学奖。11第二代计算机 TRADIC 1. 美国贝尔实验室于1954年研制成功第一台使用晶体管的第 二代计算机TRADIC（TRAnsistor DIgital Computer ）。2. 装有800只晶体管，仅100瓦功率，占地也只有3立方英尺。3. 相比采用定点运算的第一代计算机，第二代计算机普遍增 加了浮点运算，计算

6、能力实现了一次飞跃。 12IBM 7090 晶体管电脑 第二代电子计算机的典型代表 131964-1970：集成电路使第三代计算机脱胎换骨 1958年，美国物理学家基 尔比和诺伊斯同时发明集 成电路。 1969年，法庭判决基尔比(左) 和诺伊斯（右）为集成电路的 共同发明人 ，他们都因此成 为微电子学创始人并获得巴伦 坦奖章。 14IBM S/360 S/360极强的通用性适用于各方面的用户，它具有“360 度”全方位的特点，并因此得名。开发S/360被称为“世 纪豪赌”，IBM为此投入了50亿美元的研发费用，远远 超过制造原子弹的“曼哈顿计划”的20亿美元。151970：第四代计算机 l从1

7、970年至今的计算机基本上都属于第 四代计算机，它们都采用大规模和超大 规模集成电路。随着技术的进展，计算 机开始分化成通用大型机、巨型机、小 型机和微型机。 16格鲁夫、诺依斯和摩尔Intel公司成立于1968年， Intel这个字是由“集成/电子 (Integrated Electronics)“两 个英文单词组合成的，象 征新公司将在集成电路市 场上飞黄腾达 171971：微处理器时代的开端1971年1月，Intel公司的霍夫 研制成功世界上第一块4位微 处理器芯片Intel 4004，标志 着第一代微处理器问世，微 处理器和微机时代从此开始 。因发明微处理器，霍夫被 英国经济学家杂志列

8、为“ 二战以来最有影响力的7位科 学家”之一。 184004的样子很像小虫子4004的集成度只有2300个晶体管，功能其实比较弱， 且计算速度较慢，以致只能用在Busicom计算器上，更 不用说进行复杂的数学计算了。不过比起第一台电子 计算机ENIAC来说，它已经轻巧太多太多了。而且最 大的历史意义是，它是第一个通用型处理器 19摩尔定律 摩尔预言，晶体管的密度每过18个月就会翻一番，这就是著 名的摩尔定律。这 个 趋 势 一 直 延 续 至 今 。 在 26 年 的 时 间 里 ， 芯 片 上 的 晶 体 管 数 量 增 加 了 3200 多 倍 ， 从 1971 年 推 出 的 第 一 款

9、 4004 的 2300 个 增 加 到 奔 腾 II 处 理 器 的 750 万 个 。 201972年4月，霍夫等人开发出第一个8位微处理 器Intel 8008。 I 211973年8月，霍夫等人研制出8位微处理器 Intel 8080 主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍，可存取 64KB存储器，使用了基于6微米技术的6000个晶体管，处 理速度为0.64MIPS。 2280861978年6月，Intel推出4.77MHz的8086微处理器，标志着 第三代微处理器问世。它采用16位寄存器、16位数据总 线和29000个3微米技术的晶体管，售价360美元。 238088：

10、IBM PC的御用之选 1979年，Intel推出4.77MHz的准16位微处理器8088。它在 内部以16位运行，但支持8位数据总线，采用现有的8位设 备控制芯片，包含29000个3微米技术的晶体管，可访问 1MB内存地址，速度为0.33MIPS。 24第一台IBM PC 早在1980年7月，一个负责“ 跳棋计划”的13人小组秘密 来到佛罗里达州波克罗顿镇 的IBM研究发展中心，开始 开发后来被称为IBM PC的 产品。一年后的8月12日， IBM公司在纽约宣布第一台 IBM PC诞生 第一台IBM PC采用了主频为4.77MHz的Intel 8088，操作系 统是Microsoft提供的M

11、S-DOS。IBM将其命名为“个人电脑 （Personal Computer）”，不久“个人电脑”的缩写“PC”成 为所有个人电脑的代名词。 25PC之父 IBM微电脑技术总设计师埃斯 特利奇（Don Estridge）负责 整个跳棋计划的执行，他的天 才和辛勤工作直接导致了IBM PC的成功，并被后人尊称为 “PC之父”。不幸的是，4年后 “PC之父”因乘坐的班机遭台风 袭击而英年早逝，没能够亲眼 目睹他所开创的巨大辉煌。 26Intel 80286 1983年,Intel推出6MHz的Intel 80286微处理器， 采用16位数据总线。它提供了保护模式操作功能 ，最初的批发价为360美元

12、。 2780386进入了32位元的世代 1985年10月，Intel推出16MHz 80386DX微处理器 28Intel 486（1988） 29Pentium（586）Intel于1993年3月推出奔腾（Pentium）处理器 30Pentium MMX，支持多媒体技术的奔腾Pentium MMX是英特尔在Pentium内核基础上改进，最大的 特点是增加了57条MMX指令。这些指令专门用来处理音视频 相关的计算，目的是提高CPU处理多媒体数据的效率。 31Pentium Pro，面向工作站的处理器 1995年11月1日，Intel推出Pentium Pro微处理器，采用 了一种新的总线接口

13、Socket 8。新的处理器对多媒体功 能提供了很好的支持。 32Pentium II，芯片封装有着巨大的改变Pentium II首次引入了S.E.C封装(Single Edge Contact) 技术，将高速缓存与处理器整合在一块PCB板上。331999年1月，Intel推出奔 腾III处理器，其身份代 码可通过Internet读取。 342000年英特尔发布了Pentium 4处理器。用户使用基于 Pentium 4处理器的个人电脑，可以创建专业品质的影片 ，透过因特网传递电视品质的影像，实时进行语音、影像 通讯，实时3D渲染，快速进行MP3编码解码运算，在连 接因特网时运行多个多媒体软件

14、。这是目前空前强大的个 人电脑处理器产品，仍然在继续销售中。35微处理器主要特点36主板的结构中央处理单元 CPU主存 MEMORY主板接口卡总线插槽存储存储 子系统子系统输入输出输入输出 子系统子系统 37主板：总线38主板：接口39龙芯处理器：通用微处理器，RISC CPU，兼容MIPS指令 龙芯系列微处理器介绍 ：龙芯大事记 http:/ 2001年5月，在中科院计算所知识创新工程的支持下，龙芯课题组正式成立。 2. 2001年8月19日，龙芯1号设计与验证系统成功启动Linux操作系统，10月10日通过由中国科学院组织的 鉴定。 3. 2002年8月10日，首片龙芯1号芯片X1A50流

15、片成功。 4. 2002年9月22日龙芯1号通过由中国科学院组织的鉴定。9月28日举行龙芯1号发布会，人大常委会副委 员长路甬祥、全国政协副主席周光召参加了龙芯1号发布会。 5. 2003年10月17日，龙芯2号首片110流片成功。 6. 2004年1月，龙芯技术服务中心前身龙芯实验室成立。 7. 2004年9月28日，经过多次改进后的龙芯2C芯片100流片成功。 8. 2004年11月，国务院总理温家宝视察中科院计算所听取龙芯研发情况汇报。 9. 2005年2月，国家主席胡锦涛等党和国家领导人在参观中科院建院55周年展览时参观了龙芯处理器展览 。 10. 2005年1月31日举行了由中国科学

16、院组织的龙芯2号鉴定会，2005年4月18日在人民大会堂召开了由科 技部、中科院和信息产业部联合举办的龙芯2号发布会，人大常委会副委员长顾秀莲参加了龙芯2号发布会 。 11. 2005年5月，龙芯课题组派出骨干成员赴江苏参与组建龙芯产业化基地（龙梦科技前身）。 12. 2006年3月18日，龙芯2号增强型处理器CZ70流片成功，9月13日通过科技部组织的鉴定，徐冠华部长 亲临鉴定会现场。 13. 2006年10月，中法两国在北京签署了关于中国科学院与意法半导体公司合作研发龙芯多核处理器的框 架协议，中国国家主席胡锦涛与法国总统希拉克共同出席了协议的签字仪式。 14. 2007年3月28日，中国科学院计算所与意法半导体公司（ST）在北京人民大会堂召开龙芯处理器技术 合作及产品发布会，全国人大常委会副委员长许嘉璐、信息产业部副部长娄勤俭、中国科学院秘书长李志 刚参加了会议。国产通用处理器：龙芯处理器系列40龙芯系列微处理器介： 1）龙芯处理器主要包括三个系列。2