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第1讲 微型计算机概述

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第1章 微型计算机系统概述

第1章 微型计算机系统概述

【学习目标】 了解微型计算机的发展。 了解微型计算机的特点。 认识微型计算机系统的组成。 了解微型计算机的主要性能指标。
1.1 微型计算机概况
世界上第一台电子计算机早在1946年就诞生了，然而微 型计算机在1971年才问世，它具有众多优点，其应用更 加广泛。微型计算机（见图1-1）具有体积小、重量轻、 耗电少、性价比最优、可靠性高、结构灵活等特点，其 应用深入到社会生活中的各个领域，并取得了飞速的发 展。计算机不仅能够完成数学运算，而且还可以进行逻 辑运算，同时还具有推理判断的能力。因此，人们又称 它为电脑。现在，科学家们正在研究具有思维能力的智 能计算机。随着科学技术的发展，人们对计算机的认识 也在不断地深入
操作系统方面
主流的操作系统有Linux、UNIX （System Ⅴ、UNIX BSD、SCO UNIX、 Solaris等）、Windows系列（现在主要有 Windows 98、Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows 2003、 Windows CE等）等。
图1-1 现代微型计算机
1.1.1 微型计算机的发展
现将有关计算机中央处理器（CPU）的一些基本概念介绍 如下： 中央处理器（CPU）是指把运算和控制功能集成在一起的 那块芯片，这块芯片俗称主机。 微型计算机系统是由中央处理器（CPU）配上一定容量的 存储器（或内存）、接口电路以及必要的外部设备组成。 单板机是指把CPU、一定数量的存储器芯片和I/O接口芯 片装在一块印刷电路板上，并在该板上配以具有一定功能的 输入、输出设备。 单片机是指把CPU、一定容量的存储器和必要的I/O接口 电路集成在一个硅片上。有的单片机还包括模数（A/D）和 数模（D/A）转换器。

第一章微型计算机概述2009

第一章微型计算机概述2009

二、微型计算机的发展 微型计算机的发展 第 一 章 微 型 计 算 机 概 述
第二阶段（1974－1977） 第二阶段（1974－1977） 8位微处理器。 位微处理器。 典型的微处理器有Intel8080/8085、Zilog公司 典型的微处理器有Intel8080/8085、Zilog公司 Intel8080/8085 Z80及Motorola公司的6800。 公司的6800 的Z80及Motorola公司的6800。微处理器具有较完 整的指令系统和较强的功能；存储器容量达64KB， 整的指令系统和较强的功能；存储器容量达64KB， 64KB 配有荧光屏显示器、键盘、软盘驱动器等设备， 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。 成了独立的台式计算机。配有简单的操作系统和高 级语言。 级语言。
第 一 章 微 型 计 算 机 概 述
二、CPU的内部结构 的内部结构
1、算术逻辑部件
可以进行算术和逻辑运算。 可以进行算术和逻辑运算。
2、累加器和通用寄存器组
可保存少量数据，能和存储器、外设交换数据。 可保存少量数据，能和存储器、外设交换数据。
3、控制器
指令寄存器： 指令寄存器：存储指令 译码器：对指令进行译码、分析， 译码器：对指令进行译码、分析，并产生控制信号 时序和控制电路： 时序和控制电路：提供整个系统所需要的定时和控制 中断机构：处理异常、 中断机构：处理异常、响应其他部件发来的中断请求
二、微型计算机的发展 微型计算机的发展 第 一 章 微 型 计 算 机 概 述
微型计算机的换代，通常是按CPU字长和功能来划分 来划分。 微型计算机的换代，通常是按CPU字长和功能来划分。 CPU字长 第一阶段（1971－1973） 第一阶段（1971－1973） 4位或低档 位微处理器。 位或低档8位微处理器 位或低档 位微处理器。 典型的微型机以Intel4004和Intel4040为基础。 典型的微型机以Intel4004和Intel4040为基础。 Intel4004 为基础 工作速度很慢;微处理器的指令系统不完整； 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， 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、 有汇编语言。主要用于工业仪表、过程控制或计算 器中。 器中。

第1章-微型计算机简介

第1章-微型计算机简介

（3）打印机 激光打印机、喷墨打印机和针式打印机， 如图1 12所示。 如图1-12所示。
(4) 其他外部设备 电脑音箱，如图1 13。 电脑音箱，如图1-13。
扫描仪，图1 14。 扫描仪，图1-14。
投影机，图1 15。 投影机，图1-15。
绘图仪，图1 16所示。 绘图仪，图1-接音箱 3. 连接键盘 如图1 23所示。 如图1-23所示。
4. 连接鼠标 如图1 24所示。 如图1-24所示。
5. 连接主机电源 6. 开机测试
1.4.2 微机的启动与关闭 1. 冷启动 2. 关闭电脑 3. 重新启动 4. 复位启动
1.4 实训
1.4.1 微机外部线缆的连接 对微机用户来说，最基本的要求就是微机 外部线缆的连接，即主机箱与显示器、键 盘、鼠标之间通过线缆连接起来。机箱后 部的接口如图1 20所示。 部的接口如图1-20所示。
如图1 21所示是连接好显示器、键盘、鼠标 如图1-21所示是连接好显示器、键盘、鼠标 和音箱后的图示。
1.2 微型计算机的硬件和软件
1.2.1 微型计算机的硬件 图1-1是从外部看到的、典型的台式微机。
1. 主机 主机是安装在一个主机箱内所有部件的统 一体，如图1 一体，如图1-2所示。
(1) 中央处理器 Intel公司主流CPU产品是Coro 2双核、四核 Intel公司主流CPU产品是Coro 2双核、四核 （中文名为酷睿2），如图1 （中文名为酷睿2），如图1-3所示。
5．第五代微机 1993年Intel公司推出了第五代微处理器Pentium 1993年Intel公司推出了第五代微处理器Pentium （中文名“奔腾” （中文名“奔腾”） 6．第六代微机 1998年Intel公司推出了Pentium 1998年Intel公司推出了Pentium Ⅱ、Celeron，后来 Celeron，后来 推出了Pentium 推出了Pentium Ⅲ、Pentium 4，其他公司也推出了 4，其他公司也推出了 相同档次的CPU，如K6、 相同档次的CPU，如K6、Athlon XP、VIA C3等。 XP、 C3等。 7．第七代微机 2003年 月，AMD公司发布了面向台式机的64位处 2003年9月，AMD公司发布了面向台式机的64位处 理器Athlon 64，标志着64位微机的到来。 理器Athlon 64，标志着64位微机的到来。 2005年 月，Intel和AMD相继推出了台式机的双核 2005年6月，Intel和AMD相继推出了台式机的双核 心处理器。 2006年，Intel和AMD都发布了四核心处理器，处 2006年，Intel和AMD都发布了四核心处理器，处 理器将向多核心发展。第七代微机是目前最流行 的档次。

1微型计算机系统概述

1微型计算机系统概述

• 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。微处理器的字长4位， 时钟频率500KHz～2MHz，存储器的容量 很小，只有几百字节；指令系统不完整， 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。
倒退回70年代中期，那时PC还没有面世，那时猜测计算机会在每 张办公桌上出现简直是不可能的，即使在我们创办微软公司的时 候，也无法预料以后会发生什么样的变化。在21世纪，PC会向上 百万的人传输金融数据，人们利用它学习、工作、它的潜力无 穷。”
微型计算机
• 微机概念：以大规模、超大规模集成电路
为主要部件，以集成了计算机的主要部 件——控制器和运算器的微处理器为核心， 配以存储器、输入/输出接口电路及系统总 线所制造出的计算机系统。 • 划分阶段的标志：以字长（即数据位数） 和微处理器芯片。
1. 2.1 微型计算机的特点
• 1．体积小、重量轻、价格低廉 • 2．简单灵活、可靠性高、使用环境要
求不高 • 3．功耗低
1.2.2 微型机的应用范围
1、科学计算和科学研究
计算机主要应用于解决科学研究和工程技术中 所提出的数学问题（数值计算）。
2、数据处理 （信息处理） 主要是利用计算机的速度快和精度高的特点来 对数字信息进行加工。
3、PC机（Personal Computer ） :面向个人单独使用的一类微 机，实现各种计算、数据处理及信息管理等。
1.3 微型计算机的基本组成
微型计算机系统
微处理器
微型计算机
运算器
控制器
寄存器组 内存储器 总线
输入输出输出 接口电路

七年级信息技术上册 第一章 微型计算机概述课件课件

七年级信息技术上册 第一章 微型计算机概述课件课件
微处理器具有运算和控制功能，是整个微型计算机的核心，也称中央处理器CPU（Central Processing Unit）。
注意，微处理器并不是一台完整的计算机，要构成一台完整的计算机（主机），还需要有： 存储器、I/O接口及系统总线。
微处理器的主要功能部件 （1）算术逻辑部件（ALU）：用来进行算术和逻辑运算。
1985年
80386
32万
1990年
80486
120万
1993年
Pentium 320万
1996年
Pentium Pro 550万
1997年2月 Pentium II 750万，300MHz
1999年
Pentium III
2000年(4季度) Pentium IV 4200万，1.4GHz(0.18um工艺)
四.微处理器、微型计算机和微型计算机系统（续）
（Microprocessor,Microcomputer,Microcomputer System）
1.Moore定律： “晶体管的大小将以指数速率变小，
而集成到芯片上的晶体管数目将2－3年【18－24个月】翻 一番。”
－－Gordon Moore，1965
总线是计算机的部件与部件之间传输信息的公共通路，它 能分时地发送和接收各部件的信息。总线不仅仅是一组传输 线，它还包括与数据传输有关的控制逻辑。所以，在一个计 算机系统中，总线应被看成一个独立的部件。
五.微型计算机（续）
4.微型计算机的主要技术指标 (1)字长:参与运算的数的位数.它决定着计算机的内部寄存器、 加法器及数据总线（数据通路）的位数。有4位，8位，16位， 32位，64位等。 (2)主存容量:主存储器所能存储信息的总量。通常以字节数 (Byte)来表示。例：内存128MB。有时也用到“位容量”---2pXq. (3)运算速度:有不同的计量方法和测试标准。 MIPS(Million Instruction Per Second) (4)平均无故障运行时间(可靠性) MTBF(Mean Time Between Failures),平均无故障间隔时间 (5)性能/价格比

第1章 微型计算机简介

第1章 微型计算机简介

1.2.3 微型计算机的结构形式

1．台式个人微机 最初的个人微机都是台式的，至今这仍是它的主 要形式。如图1-18所示。


2．便携式个人微机 便携式个人微机又称笔记本电脑，如图1-19 所示。

2002年11月，微软在全球推出Tablet PC（平 板计算机）后，其他厂商也纷纷推出自己 的Tablet PC。图1-20所示是几款Tablet PC。




4．比尔· 盖茨与微软公司 1955年10月28日，比尔· 盖茨（Bill Gates）出 生于美国华盛顿州的西雅图。 1975年，比尔· 盖茨只是一个不到19岁的大 学生，他主动与罗伯茨联系，与保罗· 艾伦 一起用了几周的时间，设计出了用于“牛 郎星”的BASIC解释程序。 1975年7月成立了微软（Microsoft）公司， 简称MS，专门从事微机软件的开发。
1.3 微型计算机系统的组成

微机系统的组成，通常是先分成硬件和软 件两大部分，然后再根据每一部分功能进 一步划分，如图1-21所示。
1.3.1 微型计算机的硬件系统

构仍然是按照冯· 诺依曼（John Von Neumann）提出的“存储程序方式”原理设计的， 故称为冯· 诺依曼计算机。其基本思想是，计算机 至少应具备以下5种部件才能完成用户所需的基本 功能。 输入设备。 存储器。 运算器。 输出设备。 控制器。

1987年，推出MacⅡ机，其CPU采用摩托罗拉的32 位MC68020，CPU速度为16MHz，运算速度达到 2MIPS（百万条指令每秒）。它的新型总线结构 使其总线速度可与工作站相媲美，而10倍于当时 的PC/AT机（16位的286微机）。Mac II机如图1-3 所示。

第一章 微型计算机系统概述(戴梅萼)

第一章 微型计算机系统概述(戴梅萼)
32位微处理器（80386，80486） （Pentium，P2,P3,P4 ）
1、3 微处理器、微型计算机微型计算机系统
算术逻辑部件 累加器、寄存器 控制部件 内部总线 存储器（ROM、RAM） 输入输出接口 系统总线 外围设备 系统软件 微 处 理 器
微 型 计 算 机
微 型 计 算 机 系 统
1、4 微型计算机的应用
1、科学计算和科学研究
计算机主要应用于解决科学研究和工程技术中所提出 的数学问题（数值计算）。 2、信息处理 （数据处理） 主要是利用计算机的速度快和精度高的特点来对数字 信息进行加工。 3、工业过程控制
用微型计算机实现工业生产控制。
4、计算机辅助系统 计算机辅助系统主要有计算机辅助教（CAI）、计算 机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算 机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系 统。 5、人工智能 人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行 为及其规律的一门学科，包括智能机器人，模拟人的 思维过程，计算机学习等等。其主要任务是建立智能 信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智 能行为的计算系统。
1、3、3 微型计算机系统的组成 一个微型计算机系统包括硬件系统和软件系统。硬件和 软件的结合，才能使计算机正常工作运行。
计算机硬件系统是一个为执行程序建立物质基础的物理 装置，称为硬件或裸机。
计算机软件系统指为运行、管理、应用、维护计算机所 编制的所有程序及文档的总和。
依据功能的不同，软件分为系统软件和应用软件两大类。
1、3、1 微处理器
微处理器（CPU）由运算器和控制器组成。
• 必须具备功能： *可以进行算术和逻辑运算 *可保存少量的数据 *能对指令进行译码并执行 *能和存储器及外设交换数据 *能提供系统所需的定时和控制 *可以相应其它部件发来的中断请求

第一章微型计算机系统概述

第一章微型计算机系统概述
2. 字长
计算机一次能处理的二进制数字的位数。取决于微处理 器的内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度
3. 微处理器的集成度
微处理器芯片上集成的晶体管的密度。 Pentium 310万管/片
4. 内存容量
是CPU可以直接访问的存储器，内存大小反映了计 算机即时存储信息的能力；
以上只是一些主要性能指标，还须综合考虑其他因素。
一、 二，八，十，十六进制数
十进制数的两个主要特点：
1. 有十个不同的数字符号：0, 1, 2, … 9。 2. 遵循“逢十进一”原则。
一般地，任意一个十进制数N都可以表示为：
N=Kn-1×10n-1+Kn-2 ×10n-2+······+K1×101+K0×100
+
m
K-1×10-1+K-2×10-2+······+K-m×10-m = Ki 10 i
i n 1
*基数：数制所使用的数码的个数
*权：数制中每一位所具有的位值.
整数部分 小数部分
式中，10称为十进制数的基数，i表示数的某一位，10i 称该位 的权，Ki 表示第I位的数码。 Ki 的范围为0~9中的任意一个数
设基数用R表示，则对于二进制，R=2, Ki为0或1， 逢二进一。
m
N= Ki 2i i n1
4. 按体积大小分：
(1) 台式机(又称桌上型) (2) 便携式(又称可移动微机、笔记本型、
膝上型、口袋型、掌上型和钢笔型)
四、微型计算机的主要性能指标
1. 运算速度
通常所说的计算机运算速度(平均运算速度)，是指每秒 钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令／秒”(MIPS) 来描述。

计算机组装与维护教程 第8版教学课件1-4

计算机组装与维护教程 第8版教学课件1-4

第1章 微型计算机概述
计算机组装与维护教程(第8版)
7．机箱和电源
机箱由金属箱体和塑料面板组成，机箱根据主板的规格分为加 大型、标准型、紧凑型、迷你型等机箱。
电源是安装在一个金属壳体内的独立部件，它的作用是为主机 中的各种部件提供工作所需的电源。
第1章 微型计算机概述
计算机组装与维护教程(第8版)
8．显示器（也称监视器）
显示器是微机常用的输出设备，用户用键盘操作的情况、程序的运行状况等 信息都可以显示在屏幕上，显示器可以显示文本和图形。
第1章 微型计算机概述
计算机组装与维护教程(第8版)
9．键盘和鼠标
键盘是微机的基本输入设备，键盘主要用于向计算机键入文本。鼠标是一个指向 并选择计算机屏幕上项目的小型设备。
第1章 微型计算机概述
计算机组装与维护教程(第8版)
10．打印机
打印机是微机系统中常用的输出设备之一，打印机在微机系统中是可选件，利用 打印机可以打印出各种资料、文书、图形及图像等。
谢谢！
1．CPU（Central Processing Unit，中央处理器） CPU是微机的“大脑”，由运算器和控制器组成。
第1章 微型计算机概述
2．内存 内存储器由半导体大规模集成电路芯片组成。
计算机组装与维护教程(第8版)
第1章 微型计算机概述
计算机组装与维护教程(第8版)
3．主板
主板是一块多层印制电路板。主板上有CPU、内存条、扩展槽、键盘、鼠标接口以 及一些外部设备的接口和控制开关等。
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第1讲 计算机系统概述

第1讲 计算机系统概述

第一章 计算机系统概论
1.2
1.2.1
计算机的分类及应用
计算机的分类
1. 按信息的表示形式和处理方式分类 数字计算机： 处理离散的、数字化的信息 模拟计算机： 处理连续变化的模拟量信息 数字模拟混合计算机： 处理的信息既有数字量 又有模拟量 通常所说的计算机都指的是数字计算机 。
第一章 计算机系统概论
1946年由美国宾夕法尼 亚大学研制的ENIAC 重达30吨 占地170m2 18000个电子管 1500个继电器 耗电150kW
第一台电子数字积分计算机 Electronic Numerical Integrator And Calculator
第一章 计算机系统概论
ENIAC与现代微型机的比较：
第一章 计算机系统概论
注： （1）存储器有很多存储单元，每个存储单元存放 一个数据。为区分不同的存储单元，为每个存储单 元进行编号，这个编号就称为存储单元的地址。 （2）输入设备和输出设备常合称为输入/输出设 备，简称I/O（Input/Output）设备。 （3）运算器和控制器合在一起称为中央处理单 元——CPU(Central Processing Unit)。
解释方式 将用户编写的源程序的一条语句翻译成机器
语言后，立即执行它，且不保留机器语言， 然后，再翻译下一条语句，如此重复，直到 程序结束。它的特点是翻译一次只能执行一 次，当第二次重复执行时，又要重新翻译， 因而效率较低。
第一章 计算机系统概论
2．计算机系统的层次结构
计算机系统的多级层次结构如下图所示：
（3）采用二进制码表示数据和指令。 （4）指令由操作码和地址码组成。
（5）以运算器为中心，输入输出设备与存储 器间的数据传送都通过运算器。

计算机硬件技术基础第1章计算机概述

计算机硬件技术基础第1章计算机概述
通信接口 专用 接口
硬盘 光盘驱动器
调制解 调器
软盘驱动器
串行接口 并行接口 USB
键盘
扫描仪 鼠标器 打印机
扬声器
总线插槽
显示卡 声卡
显示器 音箱
网卡
局域网
1.3计算机的基本结构——PC机的模块结构
现在的PC机模块结构
1.3计算机的基本结构——PC机的模块结构
➢ 微处理器——作为其他设备的控制中心 体积小、低功耗、专用化
1.1计算机类型——微型计算机
微型计算机的特点 ➢ 体积桌面化――→掌上化 ➢ 通用化，满足多种使用要求 ➢ 操作简单化，用户平民化，维护简单化 ➢ 价格低廉化 ➢ 多媒体化 ➢ 网络化
1.1计算机类型——中大型计算机
中大型计算机的特点 ➢ 结构：为多个机柜，主机系统、硬盘机、磁带机、打印机、
➢ 网络化 多种接入方式——在目前计算机网络已经比较普及的情况下， 逐步普及无线接入方式（无线公网或无线局域网） 主干通信实现三网合一——整合计算机网、电信网和广播电 视网，实现数据包交换。
1.2 计算机的性能与发展趋势——摩尔定律
Intel公司的创 办人之一摩尔发 现了一个具有历 史意义的现象： “在相等面积(制 作成本)的晶片上 集成的晶体管数 量以每18个月增 加一倍的趋势增 加，执行性能的 提升大体也符合 这个趋势。”这 就是著名的摩尔 定律 。
➢ 影响计算机运算速度的主要因素 • CPU时钟频率 • 指令系统 • CPU的构造技术，流水线、Cache、超标量、超线程等 • 多CPU并行技术 • 存储器速度
1.2 计算机的性能与发展趋势——性能
➢计算机的存储容量 以二进制位为最小存储单位（bit） 以字节为最小访问单位（Byte），8位构成一个字节 1KB = 1024B 1MB = 1024KB 1GB = 1024MB ➢内存和外存 内部存储器——由半导体器件构成

第1章 微型计算机的基础知识

第1章 微型计算机的基础知识
Intel公司于1978年推出了16位的8086微处 Intel公司于1978年推出了16位的8086微处 公司于1978年推出了16位的8086 理器，它属于第三代微处理器，1979年 理器，它属于第三代微处理器，1979年，Intel 公司推出的8088CPU 1981年 8088CPU， 8088微处理器 公司推出的8088CPU，1981年，以8088微处理器 为核心首次组成了IBM IP微型计算机 微型计算机， 为核心首次组成了IBM IP微型计算机，开创了微 型计算机的新时代。 型计算机的新时代。
在微型计算机中，既可以实现定点运算，又 在微型计算机中，既可以实现定点运算， 有浮点运算部件实现浮点运算。 有浮点运算部件实现浮点运算。
1. 定点数的表示法
在计算机中， 在计算机中，约定二进制数据的小数点位置固定在某 一位，原理上讲，小数点的位置固定在哪一位都行，但是， 一位，原理上讲，小数点的位置固定在哪一位都行，但是， 通常有两种定点格式， 通常有两种定点格式，一是将小数点固定在数的最左边 即纯小数），二是固定在数的最右边（即纯整数）， ），二是固定在数的最右边 ），前 （即纯小数），二是固定在数的最右边（即纯整数），前 者通常用作浮点数的尾数，后者通常被用在定点运算中。 者通常用作浮点数的尾数，后者通常被用在定点运算中。
7.Intel 64结构 7.Intel 64结构
AMD公司于2003年率先推出了支持64位、兼容 AMD公司于2003年率先推出了支持64位 公司于2003年率先推出了支持64 80X86指令集结构的64位处理器 2004年 Intel公 指令集结构的64 80X86指令集结构的64位处理器 2004年，Intel公 司基于AMD公司64位处理器推出的压力下， AMD公司64位处理器推出的压力下 司基于AMD公司64位处理器推出的压力下，于是推 出了扩展存储器64位技术（ 64位技术 出了扩展存储器64位技术（Extened Memory 64 Technology，EM64T），EM64T技术是IA-32结构的 ），EM64T技术是IA Technology，EM64T），EM64T技术是IA-32结构的 64位扩展，由于EM64T技术的出现与应用，IA-32 64位扩展，由于EM64T技术的出现与应用，IA位扩展 EM64T技术的出现与应用 指令系统也就扩展成为64 64位 称其为Intel 64结 指令系统也就扩展成为64位，称其为Intel 64结 构。

第一章微型计算机基础知识

第一章微型计算机基础知识

CPU
内容
读写控制
…
1023 10100111
（3）存储器的分类 ROM：只读存储器。 工作时从ROM中读出信息，不能随意改写。 断电后信息不会丢失。ROM常用作程序存储器， 存放已调试好的固定程序和常数。 RAM：随机读写存储器。 能方便读出和改写信息，但失电后信息将不 复存在。 RAM 常用作数据存储器，暂存各种现 场数据、运算结果和正在调试的程序。
指令代码3
… 指令代码n
2、存储器

位 b (bit)：一个二进制位，信息最小单位 字节 B (Byte)：8位为一个字节
字长 W (Word Length)：一个字包含的二 进制位数
（1）存储器结构
存储器功能：存放程序和数据等信息 存储内容：程序或数据的二进制代码 存储地址：存储器每个单元的位置编 号 存储器容量：指存储单元的多少，如 存储器容量为1KB = 1024×8位 1KB存储器 地址 存储内容 0 1 10011010 01101011
微处理器
微处理器是用一片或少数几片大规模集成电路组 成的中央处理器（CPU，Central Processing Unit）。 这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。微处 理器的基本组成部分有：寄存器堆、运算器、时序控 制电路以及数据和地址总线。微处理器能完成取指令、 执行指令以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操 作，是微型计算机的运算控制部分，它可与存储器和 外围电路芯片组成微型计算机。
第1章 微型计算机基础知识
1.1计算机中的数和数制


一、计算机中的数制 表示:最简单,可靠；运算规则最简单。 （一）二进制数 特点：1．具有两个不同的数字符号，即0和1。 2．逢二进位。 例如： 111．11 （二）十六进制数 特点： 1．具有16个数字符号，采用0～9和A～F。 2．逢16进位 小数点左边的权是16的正次幂 小数点右边的权是16的负次幂

微机原理第1章 微型计算机简介

微机原理第1章 微型计算机简介

1.1.2 微机系统的主要性能指标
微型计算机的主要性能指标有以下一些内容: 字长 字长以二进制位为单位，是CPU能够同时处理的二进制数据的位数， 它直接关系到计算机的计算精度、功能和运算能力。微机字长一般都 是以2的幂次为单位，如4位、8位、16位、32位和64位等。 运算速度 计算机的运算速度（平均运算速度）是指每秒钟所能执行的指令条数， 一般用百万条指令/秒（MIPS）来描述。因为微机执行不同类型指令 所需时间是不同的，通常用各类指令的平均执行时间和相应指令的运 行比例综合计算，作为衡量微机运行速度的标准。目前微机的运行速 度已达数万MIPS。 时钟频率（主频） 时钟频率是指CPU在单位时间（秒）内发出的脉冲数。通常，时钟频 率以兆赫（MHz）或吉赫（GHz）为单位。一般的时钟频率越高，其 运算速度就越快。
2、微型计算机的外部设备 微型计算机的外部设备包括外存储器、输入设备和输出设备等，如图 1.3所示。
外存储器 硬盘 软盘 光盘 键盘 鼠标 扫描仪、数码相机等 显示器 打印机
外部 设备
输入设备
输出设备
图 1.3 微型计算机的外部设备 图 1.4 微型计算机的外部设备
1.1.1 微型计算机的体系结构和系统构成
1.1.1 微型计算机的体系结构和系统构成
输入设备 输入设备是计算机外部设备之一，是向计算机输送数据的设备。其功 能是将计算机程序、文本、图形、图像、声音以及现场采集的各种数 据转换为计算机能处理的数据形式并输送到计算机。常见的输入设备 有键盘和鼠标等。 输出设备 输出设备是将计算机中的数据信息传送到外部媒介，并转化成某种人 们所认识的表示形式。在微型计算机中，最常用的输出设备有显示器 和打印机。
地址总线 数据总线 控制总线

第一章微型计算机控制系统概述

第一章微型计算机控制系统概述

DSP 处理器的长处
向量运算、
指针线性寻址等
微机控制技术
1.2.4 嵌入式系统
4、嵌入式片上系统 ( System On Chip ) • 随着 EDI 的推广和 VLSI 设计的普及化，及半
导体工艺的迅速发展，在一个硅片上实现一个 更为复杂的系统的时代已来临，这就是
System On Chip ( SOC )。
• TI 公司亦将其 TMS320C2XXX 系列 DSP 作为 MCU 进行推广。
微机控制技术
1.2.4 嵌入式系统
3、嵌入式 DSP 处理器
( Embedded Digital Signal Processor, EDSP )
（１）ＤＳＰ处理器的特点 DSP 处理器对系统结构和指令进行了特殊设计: 使其适合于执行 DSP 算法，编译效率较高，指令执行速度也 较高。
• 具有软件代码少、高度自动化、响应速度快等特点， 特别适合于要求实时和多任务的体系。
微机控制技术
嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器特点:
（1）对实时多任务有很强的支持能力。能完成多任务并且有较 短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时内核的执行时间 减少到最低限度。
（2）具有很强的存储区保护功能。 由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件 模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保 护功能，同时也有利于软件诊断。
理器。 如：Intel 的 MCS-296
Infineon ( Siemens ) 的 TriCore。
1.2.4 嵌入式系统
（３）推动嵌入式 DSP 处理器发展的因素：
嵌入式系统的智能化。
如：各种带有智能逻辑的消费类产品
生物信息识别终端

微机原理 第一章 微型计算机基础PPT课件

微机原理 第一章 微型计算机基础PPT课件

4004 8008 8080 MC6800 Z-80
1971 1972 1973 1975 1976
第一章 微型计算机基础
第一节 概述
三、微处理器的发展
16位微处理器 Zilog Motorola Intel
Z-8000 MC68000 8086 8088(准16位)
80186\80286
32位微处理器 Intel Motorola
例：X= 45=00101101B X=-45
[X]反= 00101101B [X]反= 11010010B
3、补码 正数的补码与原码相同； 负数的补码为反码加 1 。
例：X= 45=00101101B X=-45
[X]补= 00101101B [X]补= 11010011B
第二节 计算机中的数制和编码
二、有符号数的表示及运算
1、原码 2、反码
பைடு நூலகம்
3、补码
4、符号扩展
在数据处理时，有时需要把8位二进制数扩展成16位 二进制数。对无符号数可直接补0，对有符号数则需要将 符号位扩展。
例： 127的8位二进制补码为01111111B 符号位扩展后16 位二进制补码为0000000001111111B
例： -127的8位二进制补码为10000001B 符号位扩展后16 位二进制补码为1111111110000001B
CPU Central Processing Unit—中央处理单元
第一章 微型计算机基础
第一节 概述
一、电子计算机的发展 二、电子计算机的结构 三、微处理器的发展
CPU，也称为微处理器MP（MicroProcessor）。
4位微处理器 Intel 8位微处理器 Intel

第1章 微型计算机概述

第1章 微型计算机概述

计算机按体积、性能可划分为巨型 机、大型机、中型机、小型机。 但就其计算机的硬件而言，它的发 展历经了电子管、晶体管、中小规模 集成电路、大规模和超大规模集成电 路时代。
ห้องสมุดไป่ตู้
2.微型计算机的发展过程
（1）4位微处理器
1971年，Intel公司推出了第一片4位微处 理器Intel4004，集成了2250个晶体管，工作 频率为108KHz，寻址空间640字节。
（2）将十进制数与十六进制数 之间的相互转换
例1-3 将十进制数 76.125转换成十六 进制数。
商 余数 76÷16 = 4 C 4÷16 = 0 4 乘积 整数部分 0.125×16 = 2.0 2 转换结果为: 76.125 = 4C.2H
（3）二进制数与十六进制数的 相互转换
依据: 二进制数与十六进制数对照表
二进制数 十六进制数 二进制数 十六进制数 0000 0 1000 8 0001 1 1001 9 0010 2 1010 A 0011 3 1011 B 0100 4 1100 C 0101 5 1101 D 0110 6 1110 E 0111 7 1111 F
例1-5 将二进制数101111010 . 0111001B转换成十六进制数。 101111010 . 0111001B =0001 0111 1010 . 0111 0010B = 17A.72H
(1)CPU
CPU是采用超大规模集成电 路芯片，芯片内集成了运算器 和控制器的功能。
（2）内存
微型计算机的工作就是执行 程序，不论指令还是指令处理 的数据都需要存放在内存储器 中。
（3）I/O接口
I/O（Input／Output）接口是外设与 微型计算机之间的连接电路。外设实现 信息的输入/输出。外设处理数据的速度 远低于计算机，且信息格式、信号电平 一般不满足计算机的要求，故外设需要 接口电路与计算机相连接。

第一章微型计算机基础知识

第一章微型计算机基础知识

第一章微型计算机基础知识第一章微型计算机基础知识§1-11-1.1微型计算机微型计算机的组成微型计算机是大规模集成电路发展的产物，自1971年微型计算机问世以来，经过近30年的发展，它的应用范围之广，已达到了惊人的地步。

计算机除在科学计算领域中大显身手外，还在大到航天技术、人造地球卫星，小到家用电器等控制领域中大显神威，可以讲，计算机在现代社会中已是无孔不入。

而在不同领域和不同场合使用的计算机，其组成的形式和外观差异是很大的，如人们通常所见的微型计算机，由主机箱、键盘和显示器等组成，有的还配有打印机等。

也有一些计算机系统的组成与上述组成差别较大，如微电脑控制的家用洗衣机上的计算机，与洗衣机组成一体，没有通常所见的主机箱、键盘和显示器等，但在洗衣机上有塑料薄膜按键用于操作和选择工作状态，用发光二极管的亮灭来指示洗衣机的工作状态，这也是一种形式的计算机系统。

但是，不管计算机系统的形式和外观如何变化，计算机的基本组成结构还是有一定的模式，可以分为五大部分，如图1-1所示，其中最关键的一大部分就是运算器和控制器，它们组成中央处理单元CPU，从广义的角度来讲，只要具有中央处理单元CPU，其他部分不论如何组合，都可认为这就构成了计算机。

1．运算器运算器是计算机对各种代码信息进行处理的主要部件，这好比是人的大脑。

运算器对各种二进制数据进行运算、逻辑判别最后得出结果。

运算器由算术逻辑单元、寄存器、加法器以及一些控制电路等组成。

1-1 总线BUS 输入设备输出设备运算器存储器输入指令输出指令操作指令存取指令控制器图1-1 微型计算机的组成第一章微型计算机基础知识2．控制器控制器是计算机的总指挥部，由控制器发出控制指令，实现计算机各部分之间的有机联系，使计算机各部分能协调一致地工作。

控制器如同马路上的交通警察，控制器由时序电路和一些逻辑电路构成。

3．存储器计算机的存储器分为内存储器和外存储器二部分。

存储器是用于存放计算机程序、计算机参数设置、原始数据、中间结果或最终结果的部件。

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  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
通常，运算器和控制器被合成在一块集成电路 芯片上，这就是人们常说的CPU（Central Processing Unit）芯片。 中央处理器是计算机系统的核心，计算机发生 的所有动作都是受CPU控制的。
中国铁道出版社

存储器
负责存储程序和数据，并根据控制命令提供这些 程序和数据。 存储器是计算机的记忆部件，用于存放计算机进 行信息处理所必须的原始数据、中间结果、最后结果 以及指示计算机工作的程序。 计算机的存储器分为内存（储器）和外存（储 器）。内存又称为主存。CPU与内存合在一起一般称 为主机。 外存又称辅助存储器（辅存）。外存储器的容 量一般都比较大，而且可以移动，便于不同计算机之 间进行信息目前， USB闪存的普及，使得软盘有被淘汰的趋势。
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微型计算机的软件系统: 系统软件
系统软件是指管理、监控和维护计算机 资源（包括硬件和软件）的软件。常见的系 统软件有操作系统、各种语言处理程序以及 各种工具软件等。 常用操作系统有DOS、UNIX和Windows。
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应用软件
应用软件是指除了系统软件以外的所有软件，它 是用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实 际问题而编制的计算机程序。 常见的应用软件有以下几种： 各种信息管理软件。 办公自动化系统。 各种文字处理软件。 各种辅助设计软件以及辅助教学软件。 各种软件包，如数值计算程序库、图形软件包等。

电源
电源是安装在一个金属壳体内的独立部件，它的 作用是为系统装置的各种部件和键盘提供工作所需的 电源。机箱中的电源有两种：老式的AT电源和新型 的ATX电源。
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内存
内存是计算机的主存储器，但它只有临时存储 数据的功能。在电脑工作时，它存放着电脑运行所 需要的数据，关机后，内存中的数据将全部消失， 而硬盘、软盘和光盘则是永久性的存储设备，关机 后，它们保存的数据仍然存在。
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主板
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软、硬盘驱动器
软、硬盘驱动器是微机系统中最主要的外部存储 设备，是系统装置中重要的组成部分，它们通过主 板的软、硬盘适配器与主板连接。软盘驱动器现在 已经基本淘汰。
软盘驱动器
硬盘
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光盘驱动器
光盘驱动器CD-ROM和光盘一起构成计算机的外 存。光盘的存储容量很大，但目前计算机上配备的光 驱通常是只读的，即只能从光盘上读取信息而不能把 信息写到光盘上，也可以配备可读写的光驱，但价钱 要稍贵些。
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键盘：
键盘是计算机最重要的输入设备。用户的各种命 令、程序和数据都可以通过键盘输入计算机。微机 的标准键盘是101键，目前市场上有101键盘、102键 盘、104键盘和107键盘等。
功能键区
标准字符键区
编辑键区
数字键区
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鼠标：
鼠标是计算机在窗口界面中操作必不可少的输入 设备。鼠标是一种屏幕标定装置，不能直接输入字符 和数字。在图形处理软件的支持下，在屏幕上使用鼠 标处理图形要比键盘方便得多。目前市场上的鼠标主 要有：机械式鼠标、光电式鼠标、无线鼠标等。
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系统功能扩展卡
系统功能扩展卡也称适配器、功能卡。计算机的 功能卡一般有显示卡、声卡、网卡、调制解调器等。 声卡是负责处理和输出声音信号的，有了声卡，电 脑才能发出声音。 显示卡是负责向显示器输出显示信号的，显示卡 的性能决定了显示器所能显示的颜色数和图像的清晰 度。
显示卡 中国铁道出版社
主讲：陈连文 QQ：657068303 新浪微博：夏天里的如星 邮箱：whsy657068@
第1讲
微型计算机概述
1. 微型计算机的发展 2. 微型计算机的特点
3. 微型计算机系统的组成
4. 微型计算机的种类
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1. 微型计算机的发展
1. 计算机的诞生 2. 计算机的发展历程 3. 计算机的发展趋势
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1.1 计算机的诞生
1. 1946年2月15日，世界上第一台数字式电子计 算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator，电子数字积分计算机）在美 国宾夕法尼亚大学诞生。 2. 1949年5月6日，英国剑桥大学威尔克斯 （M.V.Wilkes）设计制造了世界上第一台程序 存储式计算机EDSAC（Electronic Delay Storage Automatic Calculator）。 EDSAC是 世界上首台采用冯．诺依曼思想设计制造的计 算机，它基本上具备了现代计算机的主要特征。
CPU主要特征
CPU是8088，主频4.77MHz,对内为16位数 据总线，对外为8位数据总线。 CPU是80286，主频为8 MHz、16 MHz，16 位数据总线，24位地址总线。兼容机 CPU是80386，主频为16MHz、20MHz、33 MHz等几种，32位数据总线，32位地址总 线。 CPU是80486，主频为40MHz、50MHz、66 MHz等几种，32位数据总线，32位地址总 线。Cache和控制器可集成到一块芯片中。 CPU是Pentium（奔腾），主频75 MHz到 200 MHz，32位内部数据总线，64位外部 数据总线，36位地址线。 CPU是PII、PIII，主频233 MHz到850 MHz，内外均为64位数据总线，32地址总 线。支持多媒体功能。 CPU是Athlon 64,64位数据总线，64地址 总线。
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1.3 计算机的发展趋势
1. 巨型化 2. 微型化 3. 多媒体化 4. 网络化 5. 智能化
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2. 微型计算机的特点
微型计算机的特点众多，概括起来 有以下几个方面：
•
• • • • •
运算速度快
计算精度高 存储容量大 严密的逻辑判断能力 具有自动执行程序的能力 网络功能
1. 2. 3.
4.
5.
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微型计算机的硬件结构
主机 音箱
显示器
键盘
鼠标
从外部看到的计算机系统
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主机：
主机箱里包括主板、CPU、电源、软盘驱动器、 硬盘驱动器、光盘驱动器和插在总线扩展槽上的各 种系统功能扩展卡。
CD-ROM 光驱
电源
CPU 软驱 硬盘 显示卡
主板
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音箱：
和声卡配合使用，用于播放音乐。是多媒体计算 机中不可缺少的硬件设备。
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4. 微型计算机的种类
1. 按使用的CPU划分 2. 按结构形式划分 3. 按生产厂家划分
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4.1 按使用的CPU划分
分代
第1代
时间
1981年
主要代表
准16位计算机，IBM公司 的IBMPC和IBMPC/XT机 16位计算机，IMB公司的 IBMPC/AT机 32位计算机
软件系统 应用软件
通用应用软件---office 软件 专用应用软件---用户程序系统 中国铁道出版社
微型计算机的硬件系统: 中央处理器
主要包括运算器和控制器两个部件。运算器负 责对数据进行算术和逻辑运算（即对数据进行加工 处理）；控制器负责对程序所规定的指令进行分析， 控制并协调输入、输出操作或对内存的访问。
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1.2 计算机的发展历程
按照计算机所用的逻辑元件（电子器件） 来划分计算机的时代:
阶段
第一代
起止年份
1946—1958
主要元件
电子管
应用范围
科学计算 科学计算，数据处理， 事务管理 实现系列化、标准化、 广泛应用于各领域 微型机和计算机网络应 用，更加普及深入到社 会生活各方面
典型计算机
电源支架 5寸支架
3寸支架
挡板
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显示器：
显示器是微型计算机不可缺少的输出设备。显示 器可显示程序的运行结果，显示输入的程序或数据等。 显示器主要有以阴极射线管为核心的CRT显示器和液 晶显示器。CRT显示器的价格比液晶显示器便宜很多， 所以，目前计算机上配备的显示器大部分是CRT显示 器。
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CPU
CPU是中央处理器的简称。CPU负责整个电脑的 运算和控制，它是计算机的大脑，它决定着计算机的 主要性能和运行速度。
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主机箱
主机箱由金属体和塑料面板组成，分卧式和立式 两种，上述所有系统装置的部件均安装在主机箱内部， 面板上一般配有各种工作状态指示灯和控制开关，软 盘驱动器总是安装在机箱前面以便插入和取出软盘， 机箱后面有电源插口、键盘插口和USB口。
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输入设备
输入设备负责把用户的信息（包括程序
和数据）输入到计算机中。 输入设备是外界向计算机传送信息的装 置。在微型计算机系统中，最常用的输入设 备有键盘和鼠标。
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输出设备
输出设备负责将计算机中的信息（包括 程序和数据）传送到外部媒介供用户查看或 保存。 输出设备的作用是将计算机处理的结果 传送到外部媒介，并转化成某种为人们所需 要的表示形式。例如，将计算机中的程序、 程序运行结果、图形、录入的文章等在显示 器上显示出来，或者用打印机打印出来。最 常用的输出设备是显示器和打印机。
•品牌机（由正规厂家生产，经过拷机检验）
•组装机。
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ENIAC、IBM650等 IBM7000系列机、 CDC6600等 IBM360系列、 PDP_11、TLASC、 S_810等 IBM4300系列、 3080系列、9000系 列等
第二代
1958—1964
晶体管
第三代
1965—1971
中小规模集成电路
第四代