第1章 微型计算机概论new

第一章微型计算机概论第一章微型计算机概论绪论一、计算机的应用举一些实际应用的例子二、学习方法微机原理是一门技术基础课。

对于每一位学生来说都是全新的课，它与其它的课不同，许多东西都是前人规定好的，不是推导出来的，所以要求学生1．必须认真听课，积极思考，主动学习。

2．认真理解和记忆每一个概念及其一些芯片的工作原理。

3．认真做作业，通过做作业巩固和加深对基本概念的理解，培养自己的分析问题和解决问题的能力。

4．多看一些参考书，培养自己的自学能力。

三、参考书1．戴梅萼：微型计算机技术应用，清华大学出版2．吴秀清：微型计算机原理与接口技术，中国科技大学3．扬素行：微型计算机原理及应用，清华大学出版4．姚燕南：微型计算机技术原理，西安电子科技大学出版四、课时、作业、成绩1．课时：64学时：（理论课52学时，实验12学时）2．作业：每章交一次3．成绩：作业、考勤、实验30%；其末考试70%第一章微型计算机概论本章的难点和重点掌握好带符号数与不带符号数的补码运算．1.1微型计算机的发展概况1.1.1微型计算机的发展及应用概述到今天为止，电子计算机的发展已经历了由第一代电子管计算机、第二代晶体管计算机、第三代集成电路计算机到第四代大规模集成电路、超大规模集成电路计算机的四代发展过程。

未来的计算机将是半导体技术、光学技术和电子仿生技术相结合的产物。

由于超导器件、集成光学器件、电子仿生器件和纳米技术的迅速发展，将出现超导计算机、光学计算机、纳米计算机、神经计算机和人工智能计算机等。

新一代计算机将着眼于机器的智能化，使之具有逻辑推理、分析、判断和决策的功能。

目前，已经有了第五代“非冯·诺伊曼”计算机和第六代“神经”计算机的研制计划。

计算机按其性能、价格和体积可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。

微型计算机的特点是：1．集成度高，体积小，重量轻，价格低廉；2．部件标准化，易于组装及维修；3．高可靠性及适应性。

第 二 代
50年代末至60年 代末
晶体管
几万～几十万
体积减小，耗电较少，运算速度较 高，价格下降。不仅用于科学计算， 还用于数据处理和事务管理，并逐 渐用于工业控制。
第 三 代
60年代中期开始
中、小规模 集成电路
几十万～几百万
体积、功耗进一步减少，可靠性及 速度进一步提高。应用领域进一步 拓展到文字处理、企业管理、自动 控制、城市交通管理等方面。 性能大幅度提高，价格大幅度下降， 广泛应用于社会生活的各个领域， 进入办公室和家庭。在办公自动化、 电子编辑排版、数据库管理、图像 识别、语音识别、专家系统等领域 中大显身手。
1.
应用领域
（1）科学计算 （2）过程检测与控制 （3）信息管理
（4）计算机辅助系统
2. 特点 （1）高性能、低价格
（2）体积小、功耗低
（3）可靠性高 （4）应用面广泛
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1.1 微型计算机发展
1.1.4微型机的分类
1．按制造工艺 2．按机器组成 3．按机器字长
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1.1 微型计算机发展
3．第三代，16位微处理器，1978～1982年。
1977年，超大规模集成电路工艺取得突破性进展，一块芯片上已经可以容纳 10000个以上的晶体管。于是从1978年起，各大公司便推出了可与过去中档小型 机比拟的16位微处理器，如Intel公司的8086，Motorola公司的MC6800等。 1982年，Intel公司又推出了增强型16位微处理器芯片，即80286。它集成了13万 多个晶体管，主频达到了20MHz，在8086结构基础上增加了存储器保护和管理功 能以及对虚拟存储器寻址达1G字节的功能，使得80286成为多用户，多任务处理 的微处理器，而这些操作曾是小型机和大型机所独占的范畴。 微处理器的发展，并不仅仅是集成度的提高和字长的增大，新一代的微处理器 有着更多的寄存器，更强的存储器寻址能力，更多的寻址方式，更高的速度，更 新的体系结构，更大的指令系统和存储器管理功能。因此，新一代的微处理器功 能越来越强，并且拥有了越来越广阔的应用范围。

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1.2.2 微机的分类
1. 按微机的组成分类 2.按处理器字长分类
位片机 单片机 单板机 多板机
4位机 8位机 16位机 32位机 64位机
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1.2.3 主要技术性能指标
字长 存储器容量 运算速度 系统配置 性价比
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总线
计算机传送信息的一组信号线
单向总线：只能向一个方向传送信息的总线 地址总线(AB: Address Bus)
双向总线：能向两个方向传送信息的总线 数据总线(DB: Data bus) 控制总线(CB: Control bus)
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26微型计算机结构图ຫໍສະໝຸດ 3微型计算机的发展历程
第一阶段（1971━1973年)主要是4位和低档8位微型机。
（4004、8008）
第二阶段(1973-1977年)主要是中高档8位微型机（8080）
第三阶段(1978-1983年)主要为16位微型机（8086、8088）
第四阶段(1983-1992年)主要为32位高档微型机。
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1.2 微机的特点和分类
1.2.1 微机的特点
体积小，功耗低 更新快，生命力强 品种多、产量多 价格逐渐下降 用途广 结构灵活，性能可靠

第二代微型计算机
总结词
集成电路计算机
详细描述
第二代微型计算机出现在20世纪60年代末期，采用集成电路作为逻辑元件，体积 减小，功耗降低，可靠性提高。
第三代微型计算机
总结词
大规模集成电路计算机
详细描述
第三代微型计算机出现在20世纪70年代末期，采用大规模集成电路作为逻辑元件，体积进一步减小，性能和可靠 性得到显著提升。
总线分为数据总线、地址总线和控制总 总线的性能指标包括带宽、速度和可靠
线三类，数据总线用于传输数据，地址 性等，带宽越大，传输的数据量越大；
总线用于传输地址信息，控制总线用于 速度越快，传输效率越高；可靠性越高，
传输控制信号。
数据传输越稳定可靠。
03
微型计算机的应用领域
科学计算
科学计算
微型计算机在科学计算领域的应 用非常广泛，如天气预报、地震 数据处理、航天器轨道计算等。
智能化
微型计算机正朝着具有更多智 能功能的方向发展，例如机器 学习、语音识别和图像处理等 。
便携化与移动化
随着移动设备的普及，微型计 算机正变得越来越便携，满足
人们在移动中使用的需求。
微型计算机的未来展望
量子计算
神经网络计算机
随着量子计算技术的发展，未来的微型计 算机可能会采用量子处理器，实现更强大 的计算能力。
结合神经网络技术和计算机技术，未来的 微型计算机可能会具备更高级的智能处理 能力。
生物计算机
可穿戴设备和嵌入式系统
利用生物技术的优势，未来的微型计算机 可能会采用生物材料构建，具有更低的能 耗和更高的运算效率。
随着可穿戴设备和嵌入式系统的普及，未 来的微型计算机将会更加深入到人们的日 常生活中，成为不可或缺的一部分。