1_微型计算机系统概述.ppt

第1章 微型计算机系统概述; 教学目的和要求 通过本章的学习，了解微型计算机的发展简况,掌握微型计算机系统的三个层次，了解微型计算机三种总线结构以及微型计算机系统的主要性能指标。;1.1 微处理器与微型计算机的发展概况;　1958年开始的第二代晶体管计算机 运算速度提高到几万次至几十万次，可靠性提高，体积缩小，成本降低，工业控制机开始得到应用，磁芯作主存储器, 磁盘作外存储器，开始使用高级语言编程;1971年开始的第四代大规模集成电路计算机 　出现微型计算机、单片微型计算机，外部设备多样化，可靠性更进一步提高，体积更进一步缩小，成本更进一步降低，速度提高到每秒几百万次至几千万次;;; 微处理器的发展; 微处理器的发展;Intel4004和采用4004的计算器;IBM PC系列机;英特尔微处理器芯片; 微型计算机的应用;1.2 微型计算机系统的三个层次; 微处理器（Microprocessor）简称μP或MP，或MPU（Microprocessing Unit）。MPU是采用大规模和超大规模集成电路技术将算术逻辑部件ALU（Arithmetic Logic Unit）、控制部件CU（Control Unit）和寄存器组R（Registers）三个基本部分以及内部总线集成在一块半导体芯片上构成的电子器件。又称为“中央处理单元”（Central Processor Unit），简称CPU; 微型计算机（Micro Computer）是计算机的微型化，简称微机，它由CPU、存储器、输入接口和输出接口以及总线组成。该层次就是已安装了CPU和内存条的主板。微型计算机的硬件结构如图1-1所示; 微处理器是微型计算机的核心，它的性能决定了整个微型机的各项关键指标 ; 2．存储器(用于存放程序与数据的半导体器件) 按读写方式可分为两种，一种是随机存取存储器RAM（Random Access Memory），RAM又分为静态存储器SRAM和动态存储器DRAM，在PC机中，前者用作高速缓存，后者用作内存条，可随时将信息写入RAM，也可随时从RAM中读出信息。另一种是只读存储器ROM（Read Only Memory），CPU只能从ROM中读出预先写入的信息 存储器均按字节编址; I/O接口（Interface）是CPU与I/O设备之间的连接电路，不同的I/O设备有不同的I/O接口电路; 总线（BUS）包括地址总线、数据总线和控制总线三种。所谓总线，它将多个功能部件连接起来，并提供传送信息的公共通道，能为多个功能部件分时共享，总线上能同时传送二进制信息的位数称为总线的宽度 CPU通过三种总线连接存储器和I/O接口，构成了微型计算机; （1）地址总线AB（Address Bus） ; （2）数据总线DB（Data Bus）;（3）控制总线CB（Control Bus）;三、微型计算机系统;;学习重点：;寄存器（Register）;存储器地址（Address）;端口（Port）;1.3 微型计算机中的三种总线结构 ; 图1-3(b)是双总线结构微机的框图，CPU和存储器、CPU及I/O接口各有一种总线，分别称谓存储器总线和I/O总线，在这两种总线上可以同时传输信息，因而提高了系统传输信息的速率，有些高档微机采用了这种系统结构; 图1-3(c) 是双重总线结构微机的组成框图，目前各种高档微机都采用这种双重总线结构。主CPU既可通过局部总线访问局部存储器和局部I/O接口，也可以通过全局总线访问全局存储器与全局I/O接口，因而实现了双重总线上的并行操作，相当于提高了总线的带宽，从而大大提高了系统传输信息与处理数据的速度。;1.4 微型计算机系统的主要性能指标 ;　CPU的时钟频率也称CPU的主频。CPU是按照严格的时序进行工作的，产生时序的脉冲源是CPU的时钟脉冲，CPU的时钟频率越高，CPU的工作节律加快，计算机系统的速度越快;　　主存也称内存，主存的容量以字节（Byte）为单元，简写为B，字节数量的大小，由CPU能发出地址线位数多少来确定 CPU只能访问内存，所有存放在外存中的程序与数据必须调入内存后才能被CPU执行与处理，主存容量越大，则从外存调入内存所占用时间越少，CPU处理数据的效率就越高。并且内存容量越大，存放信息量越多，便于执行复杂的程序;　　存储速度由存取时间和存取周期来表示。 存取时间是指启动一次存储器操作（读和写）到完成该操作所需的全部时间。 存取周期是指存储器进行连续两次独立的存储器操作（读和写）所需的最小时间间隔。;　　运算速度与机器主频、主存速度等很多因素都有关系。