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知识就是力量。电子计算机是这种力量的放大器。而把人类知识予以扩大的机器也会把一切方面的力量予以扩大。 －－费根鲍姆（美） 微型计算机原理 郑州大学物理工程学院 课程内容、地位、作用 1 微型机概述1. 1.1 微型机的发展简史 计算机（Computer）又称电脑，是20世纪最重要的科技成果。 计算机是一种能够自动地、高速地、精确地进行信息处理的现代化电子设备，是一种帮助人类从事脑力劳动（包括记忆、计算、分析、判断、设计、咨询、诊断、决策、学习与创作等思维活动）的工具。 1944年哈佛大学和IBM公司合作,在美国首次制造出了现代计算机的雏形——马克Ⅰ。 1942年美国物理学家毛希利（John·Mauchely）提出了一个名曰“高速电子管计算装置”的现代计算机制造方案。该机于1946年正式交付使用，取名ENIAC——电子数字积分机和计算机。 计算机的发展 第一代电子计算机称为电子管计算机。 第二代计算机称为晶体管计算机，其主要逻辑元件采用的是晶体管。 第三代计算机的内存储器采用了半导体存储器，可靠性和存取速度有了明显的改善。 第四代计算机以采用大规模和超大规模集成电路为标志。 关于第五代计算机人们正在进行着多方面的探索。从计算机结构及信息理论方面，“非冯结构”（神经网络－－仿人脑的思维和记忆模型），更便于处理某些智能型问题。 第一阶段 1971~1973：典型的微型机以Intel 4004和Intel 4040为基础。微处理器和存储器采用PMOS工艺，工作速度很慢。微处理器的指令系统不完整；存储器的容量很小，只有几百字节；没有操作系统，只有汇编语言。主要用于工业仪表、过程控制或计算器中。 第二阶段 1974~1977：以8位微处理器为基础，典型的微处理器有Intel 8080/8085、Zilog公司的Z80及Motorola公司的6800。微处理器采用高密度MOS（HMOS）工艺，具有较完整的指令系统和较强的功能。存储器容量达64KB，配有荧光屏显示器、键盘、软盘驱动器等设备，构成了独立的台式计算机。配有简单的操作系统（如CP/M）和高级语言。 4位、8位微处理器 第三阶段 1978~1981：以16位和准32位微处理器为基础，如Intel公司的8086、Motorola的68000和Zilog的Z8000。微处理器采用短沟道高性能NMOS工艺。在体系结构方面吸纳了传统小型机甚至大型机的设计思想，如虚拟存储和存储保护。 第四阶段 20世纪80年代：80年代初，IBM公司推出开放式的IBM PC，这是微型机发展史上的一个重要里程碑。IBM PC采用Intel 80x86（当时为8086/8088、80286、80386）微处理器和Microsoft公司的MS DOS操作系统并公布了IBM PC的总线设计。 Intel8086与Intel8088 第五阶段 20世纪90年代开始：RISC（精简指令集计算机）技术的问世使微型机的体系结构发生了重大变革。 微型计算机的分类 从不同的角度对微型机进行分类: 4位微处理器 1. 单片机 8位微处理器 2. 单板机 16位微处理器 3. 个人计算机 32位微处理器 4. 多用户系统 64位微处理器 5. 微型机网络 微处理器、 微型计算机和微型计算机系统 微处理器：运算器、控制器的合称，指由大规模集成电路构成的中央处理器。 微型计算机(Microcomputer)：指以微处理器为基础，配以内存储器以及输入/输出接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。 微型计算机系统(Microcomputer System)：指由微型计算机配以相应的外部设备（如打印机、显示器、磁盘机、磁带机和键盘等），足够的软件、电源、面板和机架而构成的计算机系统。 微型计算机的系统组成 1.2 微型机系统的组成 1.2.1 硬件系统 (见P6 图1.2) 1.2.2 软件系统 1.3 微机硬件系统结构基础 P9 三大部分(CPU、存储器、I/O）通过三总线（地址总线、数据总线、控制总线）连接而成。 微型机中有三股信息流：地址信息、数据信息、控制信息。 单总线、双总线、双重总线。 1.4 微处理器模型的组成 微处理器由运算器、控制器、内部寄存器阵列组成。 1.4.1 运算器(ALU) 进行算术运算、逻辑运算以及移位操作的器件。 1.4.2 控制器 指令寄存器IR: