1.1电子计算机概述

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微机计算机原理与应用
教学内容：
本课程以微型计算机原理与应用为主题，以Intel8086CPU为 主线，系统介绍计算机的硬件技术基础，包括：微机原理、汇编 语言程序设计、微机接口三部分。 原理部分主要介绍微型计算机及其基本组成部分（中央处 理器、存储器、I/O接口和总线）的硬件结构和工作原理。 汇编语言程序设计介绍8086指令系统和汇编语言程序设计 方法、技巧等内容。 接口部分介绍几种常见的I/O设备的接口原理与技术，以及 PC机常用的I/O接口芯片。
存储器的组成
-----按存储器在计算机中的作用
存储器
只读存储器(ROM) 内存 随机存储器(RAM) 一级 (主存) 高速缓存(Cache)
二级
外存（软盘、硬盘、光盘、U盘等）
（辅助存储器）
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第一章：基础知识——电子计算机概述
硬盘
RAM（内存）
内存储器
光盘
外存储器
软盘
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微型计算机原理及其应用
——第一章：基础知识
主讲人：付少华
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第一章：基础知识
微机计算机原理与应用
课程介绍：
计算机硬件课程，从计算机的硬件结构出发，介绍微型计算 机的工作原理。
先修课程：
计算机应用基础（For Windows），软件技术基础课程 （Basic或C语言编程）。
后续课程：
单片机原理与应用、DSP原理与应用等。
பைடு நூலகம்
内存
外存
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第一章：基础知识——电子计算机概述
(二)、辅助存储器
外存储器可以长期保存信息
外存储器也称辅存，外存储器不能直接与CPU交换信息， 它需要经过内存与CPU及输入、输出设备交换信息，即必须先 调入内存，才能进行处理。
外存可以长久保存大量的程序和数据，因此既可以作为输入 设备也可以作为输出设备。 磁盘存储器
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第一章：基础知识——电子计算机概述 (三)运算器——进行算术和逻辑运算的装置
加法器(Adder)是运算器的核心部分
算术运算有：加、减、乘、除等；逻辑运算有：逻辑与、逻辑或等。 操作：各种算术运算、逻辑运算、数据的传送和位移的统称。
指令：指挥计算机进行操作的命令。
指令系统：一台机器所具有的指令的集合。


1970年大规模集成电路（LSI）研制成功，计算机发展到第四代，微 型计算机是第四代计算机的典型代表。 1971年在美国硅谷第一块通用微处理器Intel4004诞生，从而开创了微 型计算机的新时代。
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第五代：“非冯· 诺伊曼”计算机时代。 冯· 诺伊曼结构具有程序存储和程序的顺序执行的特点。 第六代：神经网络计算机时代，光计算机时代，生物计算机时 代。
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第一章：基础知识——电子计算机概述
第三代：16位机发展阶段（1978-1981）
代表产品：Intel 8086/8088、80186、MC 68000、 特点：指令 系统更加丰富（存储法命令，数据块操作），硬件上采用多级 中断，多种寻址方式，段式存储结构，配有功能强大的系统软 件协助用户管理整个系统。 应用：工业控制（医疗中还是以8位机为主）
外存储器的存储容量大、存储成本低、存取速度慢。
目前常用的外部存储器有软盘存储器、硬盘存储器、光盘存储 器、USB闪存存储器等几大类。 它们和内存一样，也是以字节为单 位存储信息的。
光盘
软盘
U盘
硬盘 重庆能源职业学院
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第一章：基础知识——电子计算机概述 这些外部存储器一般都由:驱动器、控制器和盘片组成
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第一章：基础知识——电子计算机概述
(2)、只读存储器（ROM）
特点：存放固定不变的程序、数据和系统软件；所存数据 只能读出（调用），不能用一般的方法修改； 断电 数据不会丢失。 用途：一般用于存放系统信息。
分类：常用的除了ROM外，还有可擦除可编程的只读存 储器EPROM(Erasable Programmable ROM)和用 电可擦除的只读存储器EEROM(Electrically Erasable Read Only Memory)。
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第一章：基础知识——电子计算机概述
1、内存储器
内存也称主存，是CPU直接访问的存储器。主要存放 当前运行的程序、数据和结果；内存的存储容量反映了内 存存储空间的大小。 CPU从内存中取出数据，叫“读”操作；把数据存入存 储器叫“写”操作。统称为“存取”或“访问”。 内存按使用的功能可分为只读存储器（ROM）、随机存 储器（RAM）和高速缓存(Cache)两种。
特点：指令系统比较简单，运算功能较差，价格低廉。 应用：面向家电、计算器和二次仪表（很少，尤其是家电）。
1972.3，Intel 8008和以该处理器为核心的MCS-8微型机
第二代：8位机发展阶段（1973-1977）
代表产品：Intel 8080/8085、MC 6800、Z 80、R6502 特点：指令系统比较完善，运算速度提高了一个数量级，寻址 能力有所增强。 应用：从办公自动化领域撤退，面向家电和智能仪表（较多）， 工业控制。 代表：APPLE II 采用6502CPU，是微型计算机发展史上的第 一个里程碑。 重庆能源职业学院
1965年中小规模集成电路为主体的计算机问世，使计算机的体积 进一步缩小，配上各类操作系统，计算机性能极大提高。
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第一章：基础知识——电子计算机概述
一、计算机的发展简况
第四代：大规模和超大规模集成电路计算机时代(1971 年以后)
大规模和超大规模集成电路，集成度越来越高；软件上采 用数据库和软件工程，把软件设计提高到工程设计高度提出了 规范化设计方法。
高速缓存位于CPU与内存之间，就像 是内存与CPU之间的“转接站”。其作用 是加快CPU与RAM之间的数据交换速率。 Cache中保存着当前急需执行及使用频繁的 程序段和要处理的数据。CPU读写时，首 先访问Cache，因此就大大提高了CPU访问 的速度。
CPU
Cache
Cache分为两级：一级Cache被集成到 CPU芯片内部，其容量较小；而把二级 Cache放在主板上，其容量比一级Cache大 一个数量级以上。从Pentium 档次的微机 开始，一级和二级Cache都被集成在CPU芯 片中。
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第一章：基础知识——电子计算机概述
（一）输入设备——是向计算机系统输入程序和数据的电子设备
扫描仪 键盘
鼠标
数码相机
手写笔 摄像头
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第一章：基础知识——电子计算机概述 （二）存储器——存放数据和程序，功能：存数(写入)和取数(读
出)
功能：
内存按字节分成许多 临时或长期存放各种数据、 存储单元。每个存储单 程序及运算结果。 元都有一个编号，称为 地址。
器的中央处理器的复杂电路集成在一片大规模集成电路（LSI）芯片上，
我们把这种微缩的CPU称为μp。
微计算机（ MicroComputer μC ）：以微处理器为核心，配上LSI的
RAM、ROM、I/O接口的微型化的计算机 装置。
微型计算机系统（ MicroComputer System μCS )：在微计算机的配
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第一章：基础知识——电子计算机概述
一、计算机的发展简况
• 计算机发展的四个方向：巨、微、网、智
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第一章：基础知识——电子计算机概述
二、电子计算机硬件的主要组成部分
输入设备(接口)、存储器、运算器、控制器、输出设备（接口）
计算机硬件的主要部分
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第一章：基础知识——电子计算机概述
一、计算机的发展简况
第二代：晶体管计算机（1957-1963年）
基本物理器件是晶体管，同时采用磁芯存储器作为主存储 器，磁带和磁盘为辅助存储器；汇编语言，进而发展到Basic语 言，有了相应编译程序和编译系统。 1958年第二代晶体管计算机推出，用晶体管代替了电子管，大 大降低了计算机的成本和体积，运算速度成百倍提高。
打印机、绘图仪等。
作用：是将计算机的处理结果传达给用户。常用的输出设备是显示器、
投影仪
显示器
音箱
打印机
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第一章：基础知识——电子计算机概述
三、微型计算的概述
（一）微处理器、微型计算机和微型计算机系统
1、定义
微处理器（Micro Processor ）：利用微电子技术将包括运算器、控制
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第一章：基础知识——电子计算机概述 (四)控制器——控制各个部件自动协调工作，是计算机的指挥中心
功能
负责从内存中取出指令、分析指令和执行指令; 负责向各部件发出控制信号； 保证各部件协调一致地工作，一步一步地完成各种操作。
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第一章：基础知识——电子计算机概述 （五）输出设备——是将计算机中信息传输到外部的设备
。 内存储器（主存储器）：速度快，容量小，直接与CPU进 行信息交换，存放运算器传送来的数据。 外存储器（辅助存储器）：速度慢，容量大，不能直接与 CPU进行信息交换，须将外存内容调入内存；存放暂不 用数据、程序 。
注意：一切程序和数据必须进入内存才能被计算机执行和使用
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第一章：基础知识——电子计算机概述
字（Word）— CPU中运算器处理信息的基本单位，2个字节 组成一个字。
双字（Double Word）— 4个字节组成一个双字。