微型計算机原理及应用.pptVIP

微型计算机原理及应用 第1章 微型计算机基础 1.1 微型计算机发展 1.2 微型计算机系统的组成 1.3 微型计算机中常用数制和编码 1.4 微型计算机系统的性能指标 1.1 微型计算机发展 1946年2月，在美国宾夕法尼业大学的莫尔学院，由物理学博士莫克利(J.W. Mauchly)和电气工程师埃克特(J.P.Eckert)领导的小组研制成了世界上第一台数字式电子计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator)。 计算机的发展经历了从电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模集成电路计算机等发展历程。 1.1.1 微处理器和微型计算机的发展 随着半导体技术的迅猛发展，大规模集成电路(LSI)器件的采用，使得计算机的运算器、控制器组成的中央处理器(CPU)可以集成在一个芯片中，从而出现了微处理器(Microprocessor)芯片，并使得以微处理器为核心的微型计算机(Microcomputer)成为现实。 微型计算机：是以微处理器为基础，配以内存储器以及输入/输出接口电路和相应的辅助电路构成的计算机。 微处理器的发展 第一代：1971年开始，典型产品：Intel 4004/8008，字长：4位或8位。 第二代：1973年开始，典型产品：Intel 8080、Intel 8085、 Motorola MC6800、Zilog Z80，字长：8位。 第三代：1978年开始，典型产品：Intel 8086、Intel 80286、 Motorola MC68000、Zilog Z8000，字长：16位。 第四代：1983年开始，典型产品：Intel 80386、 Intel 80486、Motorola MC68020、Zilog Z80000 ，字长：32位。 第五代：1993年开始，典型产品：Intel的 Pentium 586、Pentium pro、Pentium MMX、Pentium Ⅱ、Pentium Ⅲ、Pentium Ⅳ等，高档的32位微处理器。 Intel公司2000年11月推出了第一代的64位微处理器Itanium，标志着Intel微处理器进入64位时代。 1.1.2 微型计算机的分类及其应用 1.微型计算机的分类 按微处理器的位数划分：4位机、8位机、16位机、32位机和64位机。 按组装形式和系统规模划分：单片机、单板机和个人计算机等。 2.微型计算机的应用 科学计算 信息处理 计算机控制 智能仪器 计算机通信 1.2 微型计算机系统的组成 1.2.1 微型计算机硬件 1.2.2 微型计算机软件 1.2.1 微型计算机硬件 微型计算机硬件系统由微处理器、存储器、输入/输出接口电路和一些必不可少的外部设备组成，并通过系统总线连接成有机整体。 微处理器 算术逻辑部件(ALU)：主要实现算术运算(加、减、乘、除等操作)和逻辑运算(与、或、非、异或等操作)，是运算器的核心； 通用寄存器：用来存放参加运算的数据、中间结果等； 程序计数器(PC)：指向将要执行的下一条指令的位置，具有自动增1功能，以决定程序的执行顺序； 时序与控制逻辑部件：主要负责对整机的控制，包括对指令的取出、译码、分析，确定指令的操作，使CPU内部和外部各部件协调工作。 存储器 主要用来存放程序和数据，这里指的是内存储器或主存储器，分为：随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。 存储器由许多存储单元组成，每个单元的位数可以是1位、4位、8位、16位等，其中8位为一个字节(Byte)。 存储器的容量是指存储器所能存储的二进制位数，通常用能存储的字节数来衡量，单位有KB、MB、GB等。 存储器(续) 存储器中每个存储单元都有一个编号，称为存储地址，简称地址。微处理器就是按照存储单元的地址来访问内存的。 对存储器的访问操作有读操作和写操作，用于实现从存储器中读出信息和把信息写入存储器。 每当需访问存储器时，都首先由微处理器给出地址，然后通过地址译码器选择相应的存储单元，再发出读或写控制信号，从而从指定地址的单元读出数据或把数据写入指定地址的存储单元。 输入/输出接口电路 输入/输出接口电路也称I/O接口，用来连接输入/输出设备(外部设备)。 输入/输出设备用来实现信息的输入/输出，包括外部存储器、键盘、显示器等。 系统总线 系统总线包括地址总线(AB)、数据总线(DB)、控制总线(CB)。 总线是CPU向存储器和输入/输出接口传送地址、数据和控制信息的公共通路。 1.2.2 微型计算机软件 软件(software)是指在硬件上运行的程序和相关的数据及文档，包括： 计算机本身运行所需的系统软件 用户完成特定任务所需的应用软件。 1.