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本章要点 1、计算机发展概况 2、计算机的基本结构 一 、发展概况 1、计算机的发展历程 第一代电子计算机称为电子管计算机。 第二代计算机称为晶体管计算机,其主要逻辑元件采用的是晶体管。 第三代计算机的内存储器采用了半导体存储器,可靠性和存取速度有了明显的改善。 第四代计算机以采用大规模和超大规模集成电路为标志。 第五代计算机人们正在进行着多方面的探索。 1942年哈佛大学和IBM公司合作,在美国首次制造出了现代计算机的雏形——马克Ⅰ。 1944年美国物理学家毛希利(John·Mauchely)提出了一个名曰“高速电子管计算装置”的现代计算机制造方案。该机于1946年正式交付使用,取名ENIAC——电子数字积分机和计算机 世界上第一台计算机ENIAC 2 产生条件 计算机技术 半导体技术 电子技术 二 微型计算机的基本结构 1、两个基本概念 MPU:又称微处理器。 将原来很大的中央处理器集成在一片或者几片的大规模集成电路芯片上。 微型计算机: 以MPU 为基础,由MPU 、存储器、I/O口以及其它支持逻辑组成的计算机。 2、微型计算机硬件结构 微型计算机的硬件组成 3、微型计算机系统结构 硬件系统:微型计算机、外设、电源 软件系统:系统软件、应用软件 4、微型计算机的特点 价格便宜 体积小 耗电低 可靠性高 对环境要求低 适用性、灵活性好 微处理器的飞速发展 第一阶段(1971~1973):4位或低档微处理器时代。 代表:Intel 4004、Intel 4040。 4位数据总线。 微处理器和存储器采用PMOS工艺,工作速度很慢。 微处理器的指令系统不完整;存储器的容量很小,只有4K; 没有操作系统,只有汇编语言。主要用于工业仪表、过程控制或计算器中。 Intel4004和采用4004的计算器 第二阶段(1974~1978):8位中高档微处理器时代。 代表:Intel 8080/8085、Zilog Z80、Motorola 6800。 以8位微处理器为基础 微处理器采用高密度MOS(NMOS)工艺,具有较完整的指令系统和较强的功能。 存储器容量达64KB,配有荧光屏显示器、键盘、软盘驱动器等设备,构成了独立的台式计算机。 配有简单的操作系统(如CP/M)和高级语言。 第三阶段(1978~1984):16位微处理器时代。代表:Intel 8086、8088、Motorola 68000和Zilog Z8000。 以16位和准32位微处理器为基础。 微处理器采用HMOS工艺。 在体系结构方面吸纳了传统小型机甚至大型机的设计思想,如虚拟存储和存储保护。 可以使用多种高级语言,多种寻址方式、多级中断系统。 具有完善的OS ,Microsoft公司的MS DOS操作系统并公布了IBM PC的总线设计。 代表机型:IBM PC/XT 、 IBM PC/AT(286) IBM PC系列机 第四阶段(1985~1991 ):32微处理器时代 代表:Intel 80x86(80386、80486、586)。 采用COMS或HMOS工艺 32位数据总线和32位地址总线 可以完成多任务操作 第五阶段(1992~2000):奔腾处理器时代 INTEL公司32位处理器。 代表:Pentium、Pentium pro(高能)、 Pentium MMX (多能) 、Pentium Ⅱ、Pentium Ⅲ、Pentium 4 。 CMOS 集成芯片 外部总线64位,内部32位 内部集成浮点运算器FPU、高速缓存(Cache)、存储管理机构。 流水线控制,多种高级语言、完善的OS 。 英特尔微处理器芯片 第六阶段(2000年后):后奔腾时代。 内部、外部均64位的处理器 IA-64结构。将几条指令捆绑为128Bit长指令束 可运行三种操作系统 工艺:采用0.18?m晶体管工艺 IA-64架构的发展代表: 第一代芯片:MERCED 第二代芯片:Mckinley 第三代芯片:Madison 第四代芯片:Itanium 1、2、3 6、微型计算机系统的主要指标 MPU的字长 主频 存储容量:高速缓存容量、内存容量、外存容量 总线类型、总线速度 外设配置 软件配置 7、微型计算机的应用范围 1.科学计算 2.数据处理 3.办公自动化 4.辅助系统 5.仿真 6.过程控制 几个常见名词的区别 单片机:将CPU(中央处理单元)、数据存储器、程序存储器、I/O和定时器/计数器等外围模块集成在一个芯片上。 微型计算机:由CPU、RAM/ROM、I/O 通过总线连接 单板机 :由CPU、R
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