微机原理与接口技术(朱红) 第1章.ppt

1.4 微机系统的应用 1 主要性能指标 微机系统的主要性能指标包括以下各方面。 1. 字长 字长是指CPU的数据总线一次能同时处理数据的二进制位数，也就是数据总线的宽度。字长标志着计算机的计算精度。字长越长，计算出结果的有效位数就越多，精度就越高。8086、80286的字长为16位。 2. 运算速度 是微机系统的一项重要性能指标，指微处理器执行指令的速率，一般用微处理器的主频来衡量，也有用MIPS（million instruction per second，每秒百万次指令）来说明微机的速度。8086的最高主频为10MHz，速度为0.4~1.3MIPS；Pentium4的最高主频为2.8GHz，速度为700MIPS。 3. 存储容量 存储容量包括内存容量和外存容量。内存容量由CPU地址总线的宽度决定。8086有20根地址总线，可寻址的最大范围是216=1024KB=1MB；Pentium4有32根地址总线，可寻址的最大范围是232=4GB。 4. 系统总线结构 系统总线是主机系统与内存及外设之间的通信通道。随着CPU速度的不断提高及内存存取技术的改进，系统总线已成为制约计算机运行速度的瓶颈。目前，系统总线的结构和标准不断发展与完善。80286采用ISA总线结构，Pentium4的系统总线采用PCI总线结构，显示器采用AGP总线结构。 5. 软件配置 通常指操作系统、工具软件和应用软件等。 2 应用 （1）科学计算 （2）数据处理 （3）实时控制 （4）人工智能 （5）CAD/CAM/CIMS/CAI （6）多媒体技术 * * * * 1 性能提高的表现： 计算速度： 80386 = 百万次/秒； Pentium II = 千万次/秒； Pentium 4 = 亿万次/秒 存储容量： 2 性价比的变化：现在用$1,000购买的PC，比25年前花费$1,000,000购买的大型机速度更快、容量更大、更稳定可靠，估计平均每年提高70％ 3 装机数量的增加： * * * * * 尾 数 符号位 8位 23位 阶码 N=±S×2P 1.符号位：正数为0，负数为1 2.阶码P：偏移量为127的移码（真值+127） 表示范围：0～255，实际范围 -127~128 实际值=表示值-127 3.尾数S：原码表示，绝对值在1与2之间，其中1和小数点隐含。 例1：010110000000000000000000 尾 数 符号位 8位 23位 阶码 N=±S×2P 1.符号位：该数是正数 2.阶码=126，实际值=126-127=-1 3.尾数：1011，因为隐含了1和小数点 故实际尾数=1.1011 实际值：+1.1011×2-1=0.11011=0.84375 例2：将178.125转换成32位浮点数 首先将178.125转换成二进制：001001=1.110010001×27 尾 数 符号位 8位 23位 阶码 阶码=7+127=134 转换结果： 01100100010000000000… 字符在计算机中的表示 字符、字符集及其码表 文字的基本元素是字母和符号，统称为“字符” (character)，它包括：字母、数字、符号等 字符集：一组特定字符的集合 不同的字符集包含的字符数目与内容不同，如： 中文字符集、西文字符集、日文字符集等 字符的编码： 字符集中每个字符都使用二进位(code) 表示，称为该字符的编码，其不代表数值，只代表字符本身 不同的字符其编码各不相同 字符集中所有字符的编码的一览表，称为该字符集的码表 标准ASCII字符集及其码表 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F b6b5b4 b3b2b1b0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1.3 微机的工作过程 一、 微机的基本结构 运算器 控制器 存储器 输入 输出 中央处理器 俗称: CPU 主机 计算机硬件 I/O设备 冯·诺依曼计算机的5个组成部分 存储器 输入设备 运算器 控制器 输出设备 键盘、扫描仪等 存放程序、数据、结果 运行程序,输出结果 显示器、打印机等 CPU 微型计算机采用总线结构 总线：连接多个功能部件或多个装置的一组公