微型盘算机道理(第二版)第1章[精华].ppt

第1章 微型计算机系统导论 ;1.1 引 言 ; 计算机在科学计算中，一般用高级语言编程 高级语言是面向用户的，用高级语言编写程序比较容易和方便，易学易用。 与其在信息处理和过程控制领域的应用相比较，还有以下两个特点：第一，它没有很强的实时性要求 第二，在科学计算中，需要输入计算机的数据，一般不是从某种物理现场实时采集的，不需要有专用的完成数据采集任务的输入设备；同样，计算的结果，一般也不完成对外界的控制功能，不需要有专门的输出设备与其它系统相连。 ; 在数据（信息）处理和过程控制应用领域的应用 对系统的实时性有很高的要求 程序更精练，运行起来更快（用机器语言或汇编语言编写程序） 要用专门的输入设备将有关信息输入计算机，用专门的输出设备输出处理结果或对被控对象实施控制 专用的输入输出设备与计算机的连接和编程控制（称为接口）， 为此，必须对计算机的工作原理有更深入的了解，对计算机的逻辑组成、工作原理、与外界的接口技术以及直接依赖于计算机逻辑结构的机器语言、汇编语言编程方法等需要进一步的学习。; 1.2 计算机的发展概况 ; 微型计算机属于第四代计算机，是二十世纪70年代初期研制成功的。一方面是由于军事、空间及自动化技术的发展需要体积小、功耗低、可靠性高的计算机，另一方面，大规模集成电路技术的不断发展也为微型计算机的产生打下了坚实的物质基础。 微处理器(MicroProcessor)是微型计算机的核心芯片，它是将计算机中的运算器和控制器集成在一片硅片上制成的集成电路。这样的芯片也被称为中央处理单元，简称为CPU(Central Processing Unit)。 ; 微型计算机 (MicroComputer)是由微处理器(CPU)、存储器和I/O接口电路组成的计算机。 微处理器和微型计算机发展极快，几乎每两年微处理器的集成度翻一番，每2?4年更新换代一次，现已进入第五代。 ; 1. 第一代——4位或低档8位微处理器 典型产品是Intel公司1971年研制成功的4004（4位CPU）及1972年推出的低档8位CPU 8008 指令系统比较简单，运算能力差，速度慢（平均指令执行时间为10?20?s）。软件主要使用机器语言及简单的??编语言编写。 ; 2．? 第二代——中高档8位微处理器 以Intel公司、Motorola公司、Zilog公司产品为代表的三大系列微处理器。典型产品有1974年Intel公司生产的8080 CPU， Zilog 公司生产的Z80 CPU、Motorola公司生产的MC6800 CPU以及Intel 公司1976年推出的8085CPU。它们均为8位微处理器，具有16位地址总线。 指令的平均执行时间为1?2?s。指令系统相对比较完善，已具有典型的计算机体系结构以及中断、存储器直接存取(DMA)功能。微机系统已经配有单用户操作系统，可使用汇编语言及BASIC、FORTRAN等高级语言编写程序。 ; 3．第三代——16位微处理器 典型产品是1978年Intel公司生产的8086 CPU、Zilog公司的Z8000 CPU和Motorola公司的MC6800 CPU。它们均为16位微处理器，具有20位地址总线。 有丰富的指令系统、多级中断系统、多处理机系统、段式存储器管理以及硬件乘除法器等。 准16位的8088CPU，其指令系统与8086完全兼容，CPU内部结构仍为16位，但外部数据总线是8位的。;1982年，Intel公司在8086基础上研制出性能更优越的16位微处理器芯片80286。它具有24位地址总线，并具有多任务系统所必须的任务切换功能、存储器管理功能以及各种保护功能。以80286为CPU组成IBM PC/AT高档16位微型计算机。 ; 4．第四代——32位高档微处理器 1985年，Intel公司推出了32位微处理器芯片80386，其地址总线也为32位。80386有两种结构：80386SX和80386DX。80386SX内部结构位32位，外部数据总线为16位，采用80287作为协处理器，指令系统与80286兼容。80386DX内部结构、外部数据总线皆为32位，采用80387作为协处理器。 1990年，Intel公司在80386基础上研制出新一代32位微处理器芯片80486，其地址总线仍然为32位。它相当于把80386、80387及8KB高速缓冲存储器(Cache)集成在一块芯片上，性能比80386有较大提高。 ;1993年Intel公司推出的Pentium(奔腾，Intel 586) 也属于32位CPU。 Pentium微处理器数据总线为64位，地址总线为36位，有两条超