微机原理及应用教材.pptx

微机原理及应用;;一、微型计算机的发展;第二代：73-78年，8位CPU 代表产品：Intel 8080 执行速度：500 KIPS 主要应用：教学实验、工业控制、智能仪器等 Altair 8800：第一台个人计算机 APPLE Ⅱ：真正意义的个人计算机;第三代：78-86年：16位CPU 代表产品：Intel 8086、8088 执行速度：2.5 MIPS 主要应用：数据处理、办公自动化、管理系统等 IBM PC：现代PC机的鼻祖，于1981年推出;第四代：32位CPU 1986推出80386 1990推出80486 1993推出P5 1997推出PⅡ 1999推出PⅢ 2000推出PⅣ;第五代：64位CPU 2000年底推出P7（Iantium）：安腾 2001年底推出Mckinley：安腾2 主要应用：面向工作站和服务器，目前已广泛用于PC机;发展趋势 更宽：字长，CPU一次运算的位数 更快：时钟，CPU的工作频率 更强：集成度，IC芯片内晶体管的数量 摩尔定律：1965年提出，每隔1年半，IC集成度将 增加一倍。;Intel 80x86系列处理器; “龙芯1号”：2002年9月由中科院计算所推出 达到国际97年前后水平，等同于P2 266 32位，0.18微米，400万集成度，2亿次/秒速度 应用：曙光龙腾服务器、无线PDA等;“方舟-1”：2001年4月由中芯公司推出 0.25微米工艺，166MHz时钟，32位字长 我国首枚具有自主知识产权的实用化CPU 应用：网络计算机、嵌入式设备等; “龙芯2号”：2003年12月由中科院计算所推出样片 性能接近1GHz P4，与国外差距缩小为3年 我国首款64位通用CPU，时钟500MHz，0.18微米 应用：Linux桌面PC、安全服务器、网络防火墙等 ;计算机应用通常分成如下各个领域 科学计算，数据处理，实时控制 计算机辅助设计，人工智能，…… 由于微型计算机具有如下特点 体积小、价格低 工作可靠、使用方便、通用性强…… 所以，可以分为两个主要应用方向;微型计算机应用的两个方向:;;微处理器、微机与微机系统 微处理器：一般指CPU 严格地讲，微处理器≠ CPU CPU：ALU + 控制部件 微处理器：CPU + 寄存器组 微机：微处理器 + 存储器 + 输入/输出接口 单板机：三大部分安装在一块电路板上 单片机：三大部分集成在一块芯片上，常称为微控制器 微机系统：微机 + 外围设备 + 软件;;CPU：中央处理单元 基本功能：取指令、分析指令、执行指令 主要参数：字长、速度 内部组成： ALU：算术逻辑运算单元 控制部件：控制核心 寄存器组：一类特殊的存储器件，其存储二进制数的位数通常与字长一致 内部数据通路：其宽度通常与字长一致;存储器 基本功能：存放程序与数据 主要参数：容量、速度 分类： 三级存储体系：内存、外存、缓存（cache） RAM与ROM：分别存放数据和程序 虚拟存储器：通常由硬盘构成 组织形式： 存储单元：以字节（Byte）为单位 单元地址：一组二进制数，如0000H 地址宽度与单元数量的关系：2n;I/O接口 几个容易混淆的概念： I/O设备：具体实现功能的外设，如显示器 I/O接口：CPU与外设之间的缓冲电路，如显卡 I/O端口：接口电路中的一些寄存器 为什么会使用I/O接口？ 不同外设存在速度上、控制上的差异 端口地址：与存储单元地址本质相同 端口种类：数据、控制、状态 端口宽度：由外设传输数据的能力决定;总线BUS 是指传递信息的一组公用导线 总线是传送信息的公共通道 微机系统采用总线结构连接系统功能部件 总线信号可分成三组 地址总线AB：传送地址信息 数据总线DB ：传送数据信息 控制总线CB ：传送控制信息 总线还有电源、地线等其他辅助信号;地址总线AB 输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址 地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围 数据总线DB CPU读操作时，外部数据通过数据总线送往CPU CPU写操作时，CPU数据通过数据总线送往外部 数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数 控制总线CB 协调系统中各部件的操作，有输出控制、输入状态等 控制总线决定了系统总线的特点,例如功能、适应性等;图1.1 微型计算机的系统组成;系统软件 由厂商提供的软件 如：操作系统、语言处理程序、监控程序等 应用软件 由用户根据自己的需求而编写的软件 如：工具软件、用户程序等;;1.4 计算机中的数据表示; 计算机是通过执行程序（指令序列）来实现对数据的加工处理的。 计算机中的各种信息可分为两大类:控制信息,数据信息