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微型计算机原理与接口技术 计算机科学与技术学院 李 静 第 1 章 微型计算机概述 重点：微处理器、微型计算机、微型计 算机系统 难点：总线 计算机的组成（*） 由五大部分组成，即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 运算器：能够完成算术运算、逻辑运算和比较等运算的部件； 输入设备：将原始数据（包括程序）输入到存储器的部件； 输出设备：将中间结果或最后结果输出的部件； 存储器：用来记录、存放原始数据（包括程序）、中间结果和运算结果的部件； 控制器：用来协调各部件工作的，发出控制命令的部件。 以存储器为中心——冯.诺依曼 第一节 微处理器、微型计算机  和微型计算机系统 一、相关定义 1、微处理器 指采用大规模集成技术，集成在一片芯片上的包括运算器和控制器的中央处理器。 即：CPU 内部结构： A：算逻部件 作用：处理各种数据信息 B：累加器和通用寄存器组 作用：保存参加运算的数据及运算中 间结果，也存放地址。 累加器也是寄存器，但特殊，许多指令执行过程以其为中心。（*） C：程序计数器，指令寄存器和译码器（*） Cpu功能： ．可以进行算术和逻辑运算； ．可保存少量数据； ．能对指令进行译码并执行规定的动作； ．能和存储器、外设交换数据； ．提供整个系统所需要的定时和控制； ．可以响应其他部件发来的中断请求。 2、微型计算机 概念：以微处理器为核心，配上大规模集成电路的随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路和相应的辅助电路而构成的微型化的计算机装置，是具有完整运行功能的计算机 。 采用总线结构，系统中各功能部件之间的相互关系变为各个部件面向总线的单一关系。一个部件只要符合总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统中，扩展系统功能。 DB: 双向； 位数（宽度）=微处理器位数 传输指令代码、状态量、数据 AB：单向； 位数决定CPU可直接寻址的内 存范围 CB： 双向 3、微型计算机系统 概念：以微型计算机为主体，配上系统软件和相应的外部设备（如打印机、显示器、磁盘机和磁带机等）及其他专用电路、电源、面板、机架之后，就成了微型计算机系统 二、微处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系 第二节 微型计算机系统 的总线结构 总线：计算机传递信息的一组通信线 1、单总线：一组总线；双总线：两组总线；三总线：三组总线 2、单向总线；双向总线 3、微处理器内部总线：连接内部寄存器组、累加器、算逻单元和控制部件 单机内总线：计算机内部系统板与插件板之间进行通信的总线 外总线：（多机之间）微型计算机和其他设备或控制对象之间进行通信的总线 微处理器的典型结构 微型计算机结构图 用三类总线构成的微机系统 第三节 微型计算机的 发展和分类 一、计算机演变过程（*） 1、软件概念（*） 指令、指令系统、程序、源程序、目的程序、机器语言、汇编语言、汇编语言源程序、汇编程序、高级语言、操作系统 结构： 应用语言—〉高级语言—〉汇编语言—〉机器语言 2、硬件的概念（*） 堆栈技术；中断技术；直接存储器存取方式（DMA技术）；多寄存器结构；流水线技术；cache；虚拟存储器；多处理器系统技术 二、微型计算机的特点和发展 产生的前提：1、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。2、大规模集成电路技术的不断发展为微机的产生奠定了基础。 特点（*）：1、体积小，重量轻 2、价格低廉 3、可靠性高，结构灵活 4、应用面广 发展的五个阶段： 1、4位或低档8位微处理器和微型计算机时代 。例：4004，8008 2、中高档8位微处理器和微型计算机时代 。例：8080/8085。集成度高，运算速度快，指令系统相对完善 3、16位处理器和微型计算机时代 。例：8086/8088。采用多处理机系统，多极中断，多样寻址方式。 4、32位微处理器和微型计算机时代 。例：80386/80486 5、奔腾系列微处理器和奔腾系列微型计算机时代 三、微型计算机的分类 1、按微处理器的字长分：4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器。 2、按组装形式和系统规模划分（*） 单片机、单板机、个人计算机 四、微型计算机的应用 1、科学计算 2、信息处理