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1、第一章 概论1.1.微型计算机的应用微型计算机的应用2.2.微型计算机的发展史微型计算机的发展史3.3.微型计算机的组成微型计算机的组成4.4.微型计算机的特点微型计算机的特点1.1.掌握微型计算机的概念和基本结构掌握微型计算机的概念和基本结构2.2.了解微型计算机的产生和发展过程了解微型计算机的产生和发展过程3.3.把握微型计算机的发展方向把握微型计算机的发展方向 1.1 1.1 微型计算机系统概述微型计算机系统概述微微型型计计算算机机是是指指以以大大规规模模、超超大大规规模模集集成成电电路路为为主主要要部部件件的的微微处处理理器器为为核核心心，配配以以存存储储器器、输输入入/输输出出接接口
2、口电电路路及及系系统统总总线线所所制制造造出出的计算机系统。的计算机系统。一、微型计算机的应用领域一、微型计算机的应用领域科学计算科学计算过程控制过程控制数据处理数据处理计算机辅助功能计算机辅助功能电子商务电子商务人工智能人工智能办公自动化办公自动化信息高速公路信息高速公路仪器仪表仪器仪表智能家电智能家电二、微型计算机的发展二、微型计算机的发展分 代第一代年份字长芯片的集成度软件典型的芯片19711972 4/8位12002000个管/片机器语言、简单汇编语言Intel 4004Intel 8008第二代 19731977 8位汇编程序高级语言、(FORTRAN PL/M等BASIC操作系统第
3、三代 19781980 16位汇编语言高级语言操作系统第四代PentiumPII PIII PIV1981199264位第五代 1993以后32位50009000个管/片2000070000个管/片已达到10万100万个管/片Intel 8080,8085MC 6800Z-80Intel 8086,8088MC 68000Z-8000Intel 80386,80486 MC 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超过300万个管/片三、微型计算机的分类三、微型计算机的分类按处理器同时处理数据的位数或字长分：按处理器同时处理数据的位数或字长分：8位机位机 16位机位机 32位
4、机位机 64位机位机按其结构分：按其结构分：PC机、机、单片微型机、单片微型机、 单板微型机单板微型机 1.2 1.2 微型计算机组成微型计算机组成现现代代计计算算机机结结构构仍仍然然是是在在冯冯诺诺依依曼曼提提出出的的计计算算机机逻逻辑辑结结构构和和存存储储程程序序概概念念基基础础上上建立起来的。建立起来的。一、微型计算机的硬件结构一、微型计算机的硬件结构微微型型计计算算机机由由微微处处理理器器、存存储储器器、输输入入/输输出接口构成，它们之间由系统总线连接。出接口构成，它们之间由系统总线连接。只读存储器ROM随机存储器RAMI/O接口I/O设备地址总线(AB)数据总线(DB)控制总线(CB
5、)CPU1. 1. 微处理器微处理器微处理器微处理器整整个个微微机机的的核核心心是是微微处处理理器器(up, MPU)，也也称称CPU。它它包包含含算算术术逻逻辑辑部部件件ALU、寄寄存存器器组组及控制部件。及控制部件。ALU ： 算术运算、逻辑运算算术运算、逻辑运算寄寄 存存 器器：存存放放操操作作数数、中中间间结结果果、地地址址、标标志等信息志等信息控控制制部部件件：整整个个机机器器控控制制中中心心，包包括括程程序序计计数数器器IP、指指令令寄寄存存器器IR、指指令令译译码器码器ID、控制信息产生电路。、控制信息产生电路。总线控制部件算术逻辑部件寄存器组MPUI/O接口电路ROMRAM外部
6、设备存储器2. 2. 存储器存储器存储器存储器微机的存储器分为：微机的存储器分为：主存和辅存主存和辅存主主存存(内内存存)：用用于于存存放放当当前前正正在在运运行行的的程程序序和和正正待待处处理理数数据据。(CPU内内部部cache，主主板板上上的的内内存存, 造造价价高高，速速度度快快，存存储容量小储容量小) 辅辅存存(外外存存)：存存放放暂暂不不运运行行的的程程序序和和输输入入处处理理的的数数据据，(主主机机箱箱内内或或主主机机箱箱外外，造造价价低低，容容量量大大，可可长长期期保保存存，但但速度慢速度慢)3. 3. 输入设备输入设备输入设备输入设备微微型型计计算算机机常常用用的的输输入入设
7、设备备有有键键盘盘、鼠鼠标标、数字化仪、图像扫描仪、数码相机等。数字化仪、图像扫描仪、数码相机等。4. 4. 输出设备输出设备输出设备输出设备微微型型计计算算机机常常用用的的输输出出设设备备有有CRT显显示器、打印机和绘图仪等。示器、打印机和绘图仪等。注注注注意意意意：由由于于各各种种外外设设的的工工作作速速度度、驱驱动动方方式式差差别别很很大大，无无法法与与CPU直直接接匹匹配配，所所以以不不可可能能把把它它们们简简单单地地连连到到系系统统总总线线，需需要要有有一一个个接接口口电电路路充充当当它它们们和和CPU间间的的桥桥梁梁，通通过过该该电电路路完完成成信信号号的的变变换换、数数据据的的缓
8、缓冲冲、与与CPU联联络络等等工工作作。在在微微机机系系统统中中，较较复复杂杂的的I/O接接口口电电路路一一般般都都做做在在电电路路板板上上，这这种种电电路路板板又又称称为为“卡卡(Card)”，由由卡卡的的一一侧侧 引引出出连连接接外外界界的的插插座座，另另一一侧侧 做做成成插插入入端端，只只要要将将它它们们插插入入总总线线槽槽(I/O通通道道)就连到了系统总线。就连到了系统总线。5. 5. 系统总线系统总线系统总线系统总线所谓所谓“总线总线”，是指传递信息的一组公用导线。，是指传递信息的一组公用导线。系统总线系统总线(System Bus)是指从处理器子系统引出是指从处理器子系统引出的若干
9、信号线，的若干信号线，CPU通过它们与存储器和通过它们与存储器和I/O设设备进行信息交换。系统总线一般分为三组：备进行信息交换。系统总线一般分为三组：数据总线：数据总线：DB(Data Bus)地址总线：地址总线：AB(Address Bus)控制总线：控制总线：CB(Control Bus)地址总线地址总线(Address Bus)：传传送送地地址址信信息息、CPU在在AB总总线线上上输输出出将将要要访访问问的的内内存存单单元元或或I/O端端口口地地址址、该该总总线线为为单单向向，地地址址总总线线的的位位数数决决定定了了CPU可可以以直直接接寻址的内存单元范围。寻址的内存单元范围。举例数据总
10、线数据总线(Data Bus)：传传送送数数据据信信息息的的总总线线。在在CPU进进行行读读操操作作时时，内内存存或或外外设设的的数数据据通通过过DB总总线线送送往往CPU；在在CPU进进行行写写操操作作时时，CPU数数据据通通过过DB总总线线送送往往内内存存或或外外设设，所所以以该该总总线线为为双双向向总线。总线。控制总线控制总线(Control Bus)：传传送送控控制制信信息息的的总总线线。其其中中，有有些些信信号号线线将将CPU的的控控制制信信号号和和状状态态信信号号送送往往外外设设，外外设设请请求求或或联联络络信信号号送送往往CPU，个个别别信信号号线线兼兼有有以以上上两两种种情情况
11、况。所所以以在在讨讨论论控控制制总总线线的的传传送送方方向向时时要要具具体体到到某某一一个个信信号号，它它们们可可能能是输出、输入或者双向的。是输出、输入或者双向的。系统总线使用特点：系统总线使用特点：(1) 在在某某一一时时刻刻，只只能能由由一一个个总总线线主主控控设设备备控控制制系系统统总总线线，其其他他总总线线主主控控设设备备必必须须放放弃对总线的控制。弃对总线的控制。(2) 在在连连接接系系统统的的各各个个设设备备中中，某某一一时时刻刻只只能能有有一一个个发发送送者者向向总总线线发发送送信信号号，但但可可以以有多个设备从总线同时获得信号。有多个设备从总线同时获得信号。 1.3 1.3
12、微型计算机系统组成微型计算机系统组成微型计算机系统包括微型计算机系统包括硬件系统硬件系统和和软件系统软件系统。硬硬件件系系统统：构构成成计计算算机机的的实实体体。它它包包括括微微处处理理器器、存存储储器器、I/O接接口口、系系统统总总线线、外部设备和电源。外部设备和电源。软软件件系系统统：在在计计算算机机上上运运行行的的各各种种程程序序。它它包包括系统软件和应用软件。括系统软件和应用软件。一、硬件系统一、硬件系统硬件硬件硬件硬件微型计算机微型计算机微型计算机微型计算机( (单片、单板单片、单板单片、单板单片、单板) )电源电源电源电源外围设备外围设备外围设备外围设备微处理器微处理器存储器存储器
13、I/O接口接口系统总线系统总线算术逻辑单元算术逻辑单元控制器控制器寄存器寄存器ROMRAMROMEPROME2PROMSRAMDRAM并行接口并行接口串行接口串行接口辅助接口辅助接口数据总线数据总线地址总线地址总线控制总线控制总线外部设备外部设备I/O接口接口模拟量模拟量I/O接口接口开关量接口开关量接口键盘、显示器、打印机键盘、显示器、打印机外存储器外存储器软、硬磁盘软、硬磁盘光盘光盘A/DD/A二、软件系统二、软件系统操作系统操作系统 Dos, Windows, UNIX, LINUX语言处理程序语言处理程序 Turbo C数据库系统数据库系统 FoxPro、Oracle软件分类软件分类软
14、件分类软件分类系统软件系统软件系统软件系统软件应用软件应用软件应用软件应用软件文字处理软件文字处理软件 Wps、Word表格处理软件表格处理软件 Excel辅助设计软件辅助设计软件 Auto CAD用户编制的实际程序用户编制的实际程序1.4 1.4 微型计算机系特点微型计算机系特点一、特点一、特点微微型型计计算算机机除除具具有有一一般般电电子子数数字字计计算算机机的的快快速速、精精确确和和通通用用等等许许多多优优点点外外，还还具具有有独独自自的特点：的特点：(1) 能获得最佳性能价格比能获得最佳性能价格比(2) 积木式，适应性强积木式，适应性强(3) 可靠性高可靠性高(4) 微型计算机是硬件和
15、软件相结合的产物微型计算机是硬件和软件相结合的产物二、发展方向二、发展方向(1) 高性能、多功能。高性能、多功能。(2) 价格低廉、功能专一。价格低廉、功能专一。PC(Personal Computer)机：机：是是面面向向个个人人单单独独使使用用的的一一类类微微机机。当当今今的的微微机机的的许许多多指指标标，如如存存储储容容量量、运运行行速速度度等等已已经经赶赶上上或或超超过过了了以以前前的的小小型型机机，可可以以满满足足各各种种不同的应用场合。不同的应用场合。是是一一种种用用于于控控制制的的微微处处理理器器芯芯片片，其其组组成成实实际际是是由由微微型型计计算算机机的的CPU、部部分分存存储
16、储器器和和输输入入/输输出出接接口口等等部部件件集集成成在在一一块块芯芯片片上上。换换句句话话说说，一一个个单单片片机机几几乎乎就就是是一一个个专专用用的的计计算算机机，只只要要配配上上少少量量的的外外部部电电路路和和设设备备就就可可以以构构成成具具体的应用系统。体的应用系统。单片微型机单片微型机(单片机单片机)：常用于家用电常用于家用电器、智能化仪表、器、智能化仪表、工业测量。工业测量。单板微型机单板微型机(单板机单板机)：把把微微处处器器芯芯片片、存存储储器器芯芯片片、I/O接接口口芯芯片片和和小小键键盘盘、数数码码显显示示器器等等必必要要的的输输入入/输输出出设设备备装装配配在在一一块块
17、印印刷刷电电路路板板上上就就构构成成了了单单板板微微型计算机系统。型计算机系统。常用于过程控制。常用于过程控制。冯冯诺依曼思想：存储程序原理诺依曼思想：存储程序原理用用二进制表示数据和指令；二进制表示数据和指令；程序与数据事先存储在内存储器中；程序与数据事先存储在内存储器中；运运算算器器、存存储储器器、控控制制器器、输输入入与与输输出出设设备备组组成成硬硬件件系系统统，它它是是计计算算机机连连续续工工作的基础。作的基础。表表示示存存储储器器容容量量的的最最小小单单位位为为bit(二二进进制制位位)，表表示示存存储储器器容容量量的的基基本本单单位位为为Byte(字字节节)。通通常常：一一个个单单
18、元元为为一一个个字字节节，字字节节可可用用B(即即Byte的的缩缩写写)表表示示，且且1Byte=8bit。存存储储器器的的容容量量用用“K”表表示示，1K即即为为1024个单元。大容量单位为个单元。大容量单位为KB、MB、GB、TB。1KB=1024B 1MB=1024KB1GB=1024MB 1TB=1024GBe.g. 地址总线地址总线16位，内存容量为位，内存容量为216个单元，即个单元，即64KB。地址总线地址总线20位，内存容量为位，内存容量为220个单元，即个单元，即1MB。 ROM: (Read Only Memory) ROM: (Read Only Memory)只只读读存
19、存储储器器，用用来来存存储储微微机机系系统统管管理理程程序序BIOS等等(芯芯片片制制造造时时写写入入)。只只能能读读出出，不不能能写入。写入。内存储器内存储器内存储器内存储器 RAM: (Random Access Memory) RAM: (Random Access Memory)随随机机存存储储器器，用用来来暂暂时时存存储储用用户户输输入入的的数数据据与程序。可随机地读出与写入。与程序。可随机地读出与写入。外存储器外存储器外存储器外存储器 软磁盘与软磁盘驱动器软磁盘与软磁盘驱动器软磁盘与软磁盘驱动器软磁盘与软磁盘驱动器 硬盘与硬盘驱动器硬盘与硬盘驱动器硬盘与硬盘驱动器硬盘与硬盘驱动器
20、光盘与光盘驱动器光盘与光盘驱动器光盘与光盘驱动器光盘与光盘驱动器科学计算科学计算用于科学与工程领域。用于科学与工程领域。如如： 的的计计算算、中中长长期期天天气气预预报报及及导导弹弹发发射射中中的的计计算算等。等。过程控制过程控制过程控制过程控制如如如如对对对对工工工工业业业业生生生生产产产产领领领领域域域域的的的的过过过过程程程程控控控控制制制制，即即即即对对对对生生生生产产产产过过过过程程程程进进进进行行行行监监监监视视视视和和和和控控控控制制制制，以以以以提提提提高高高高产产产产品品品品质质质质量量量量与与与与数数数数量量量量，减减减减轻轻轻轻工工工工人人人人的的的的劳劳劳劳动动动动强强
21、强强度度度度；控控控控制制制制飞飞飞飞机机机机飞飞飞飞行行行行姿姿姿姿态态态态、地地地地形回避及导弹拦截等。形回避及导弹拦截等。形回避及导弹拦截等。形回避及导弹拦截等。数据处理数据处理数据处理数据处理对对对对数数数数据据据据进进进进行行行行收收收收集集集集、储储储储存存存存、传传传传递递递递、分分分分类类类类、检检检检测测测测、排排排排序序序序、计计计计算算算算、打打打打印印印印报报报报表表表表、输输输输出出出出图图图图像像像像等等等等加加加加工工工工处理。处理。处理。处理。如如如如：企企企企业业业业生生生生产产产产管管管管理理理理系系系系统统统统、电电电电子子子子商商商商务务务务处处处处理理
22、理理系统等。系统等。系统等。系统等。计算机辅助系统计算机辅助系统计算机辅助系统计算机辅助系统计算机辅助系统计算机辅助系统CADCADCAD计算机辅助设计计算机辅助设计计算机辅助设计计算机辅助设计计算机辅助设计计算机辅助设计CAMCAMCAM计算机辅助制造计算机辅助制造计算机辅助制造计算机辅助制造计算机辅助制造计算机辅助制造CATCATCAT计算机辅助测试计算机辅助测试计算机辅助测试计算机辅助测试计算机辅助测试计算机辅助测试CAICAICAI计算机辅助教学计算机辅助教学计算机辅助教学计算机辅助教学计算机辅助教学计算机辅助教学 CAX(x=D CAX(x=D CAX(x=D、MMM、T T T、I
23、 I I 、 ) ) ) CMI CMI CMI 计算机管理教学计算机管理教学计算机管理教学计算机管理教学计算机管理教学计算机管理教学电子商务电子商务电子商务电子商务电电电电子子子子商商商商务务务务源源源源于于于于英英英英文文文文ELECTRONIC ELECTRONIC COMMERCECOMMERCE简简简简写写写写ECEC，顾顾顾顾名名名名思思思思义义义义包包包包含含含含两两两两个个个个方方方方面面面面：一一一一是是是是电电电电子子子子方方方方式式式式，二二二二是是是是商商商商贸贸贸贸活活活活动动动动，电电电电子子子子商商商商务务务务指指指指的的的的是是是是利利利利用用用用简简简简单单单
24、单、快快快快捷捷捷捷、低低低低成成成成本本本本的的的的电电电电子通讯方式、买卖双方不谋面地进行商贸活动。子通讯方式、买卖双方不谋面地进行商贸活动。子通讯方式、买卖双方不谋面地进行商贸活动。子通讯方式、买卖双方不谋面地进行商贸活动。电电电电子子子子商商商商务务务务的的的的真真真真正正正正发发发发展展展展是是是是建建建建立立立立在在在在INTERNETINTERNET技技技技术术术术上上上上，所以也称所以也称所以也称所以也称IC(INTERNET COMMERCE).IC(INTERNET COMMERCE).人工智能人工智能人工智能人工智能计计算算机机模模拟拟人人的的高高级级思思维维活活动动,进进行行逻逻辑辑判判断断与与推推理理。如如机机器器人人、专专家家系系统统、语语音音识识别系统、图形图像等模式识别系统。别系统、图形图像等模式识别系统。办公自动化办公自动化办公自动化办公自动化信息高速公路信息高速公路仪器仪表仪器仪表将传感器与计算机集将传感器与计算机集成于同一芯片上，智能传成于同一芯片上，智能传感器不仅具有信号检测、感器不仅具有信号检测、转换功能，同时还具有记转换功能，同时还具有记忆、存储、解析、统计、忆、存储、解析、统计、处理及自诊断、自校准、处理及自诊断、自校准、自适应等功能。自适应等功能。智能家电智能家电Intel 4004
