[工学]第1章 微机接口技术基础.ppt

讲课人简介和联系方式 刘 晶 茂名学院计算机系 副教授 电话：2923841（宅） E-mail：liusr@163.com QQ：327693987 第1章 微机接口技术基础 1.1 微型计算机简介 1.2 微型计算机系统 1.3 计算机的数制及编码 1.1 微型计算机简介 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（I/O）接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。 1.1.1 微机的发展与应用 1.1.2 微机的基本组成 1.1.1 微机的发展与应用 计算机的发展可概括为以下四个阶段： 第一阶段：1946～1957年，第一代计算机，主要元件有电子管和继电器。 第二阶段：1958～1964年，随着半导体技术的发展，出现了采用晶体管的第二代计算机。 第三阶段：1965～1970年，出现了采用中小规模集成电路的第三代计算机。 第四阶段：从1971年至今，出现了采用大规模和超大规模集成电路的计算机，称为第四代计算机。 以微处理器（CPU）的字长位数和功能来划分微机所属的阶段，微型计算机大致经历了以下五个阶段： 第一代：1971～1973年，微处理器有4004、4040、8008。 第二代：1973～1977年，微型计算机的发展和改进阶段，微处理器有8080、8085、M6800、280。 第三代：1978～1983年，十六位微型计算机的发展阶段，微处理器有8086、8088、80186、80286、M68000、28000。 第四代：1983～1993年，为32位微型计算机的发展阶段。 第五代：从1993年至今，微处理器是Intel公司推出的Pentium微处理器时代。 微机的应用主要如下： （1）科学计算。 （2）信息处理和事务管理。 （3）工业控制/自动控制。 （4）计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）。 （5）人工智能（AI）。 目前，微机的发展趋势主要表现在如下几个方面： （1）微型化。 （2）网络化。 （3）多媒体化。 （4）智能化。 1.1.2 微机的基本组成 微型计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部分组成。 通常把运算器和控制器合称为中央处理器CPU（Central Processing Unit），把CPU和存储器合称为计算机的主机。而把输入设备和输出设备以及外存储器合称为外部设备，简称外设。 1. 微处理器 微处理器就是由控制器和算术逻辑部件组成的中央处理器（即CPU）。它的作用是自动地执行各条指令，协调整个系统的工作。 2. 微型计算机 微型计算机是指以微处理器为基础，配以内存储器（包括RAM和ROM）以及输入/输出接口电路和其他相应的配套电路而构成的裸机，如图1-1所示。 微处理器是计算机的核心部分，它的性能决定了整个微型计算机的性能。 存储器包括内存储器和外存储器。 内存储器是直接与CPU相联系的存储设备，是微型计算机工作的基础，位于主板上。 外存储器即外存，也称辅存，是内存的延伸，其主要作用是长期存放计算机工作所需要的系统文件、应用程序、用户程序、文档和数据等。 总线是一组连接各个部件的公共通信线，即系统各部件之间传送信息的公共通道。 3. 微型计算机系统 从微机系统的组成上看，一个微型计算机系统包括硬件和软件两大部分。 1）硬件系统 硬件是组成计算机的物理实体，它提供了计算机工作的物质基础，通过硬件向计算机系统发布命令、输入数据，并得到计算机的响应，计算机内部也必须通过硬件来完成数据存储、计算及传输等各项任务。 根据微型计算机的特点将硬件分为主机和外部设备两部分，如图1-2所示。 2）软件系统 软件内容丰富、种类繁多，根据软件用途可将其分为系统软件和应用软件两类，如图1-3所示。 1.2 微型计算机系统 微型计算机系统是以微型计算机为主体、并配备相应的外围设备和系统软件的计算机系统。 1.2.1 微型计算机的工作原理 1.2.2 微型计算机的系统配置 1.2.3 微型计算机的主要性能指标 1.2.1 微型计算机的工作原理 1. 计算机执行程序的过程 计算机在执行程序中，先将每个语句分解成一条或多条机器指令，然后根据指令顺序，一条指令接着一条指令地执行，直到遇到结束运行的指令为止。 计算机执行指令的过程又分为取指令、分析指令和执行指令三步。 程序执行过程如图1-4所示。 2. 计算机工作过程 在计算机工作中有三种信息在流动：数据信息、指令信息和控制信息。数据信息是指各种原始数据、中间结果、源程序等。 在运算过程中，数据从外存读入内存，由内存到CPU的运算器进行运算，运算后将计算结果再存入外存，或输出到输出设备。 指令信息是指挥计算机工作的具体操作命令。 控制信息是由全机的指挥中心