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第1章 微型计算机概述

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数字电路与逻辑设计教程-第1章

数字电路与逻辑设计教程-第1章
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1.2 数制和码制
【例1-4】求十进制数(26)10所对应的二进制数。
因此(26)10=(11010)2。
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1.2 数制和码制
【例1-5】求十进制数(357 ) 10所对应的八进制数。 解
因此(357 )10=(545)8。
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1.2 数制和码制
上一节介绍了数字信号的两种取值，实际生活中的数字表示 大多采用进位计数制。
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1.2 数制和码制
1.2.1 进位计数制与常用计数制
用数字量表示物理量大小时，仅用一位数码往往不够用，经 常需要用进位计数的方法组成多位数码表示。把多位数码中 每一位的构成方法以及从低位到高位的进位规则称为计数制 。在生产实践中除了人们最熟悉的十进制以外，还大量使用 各种不同的进位计数制，如八进制、十六进制等。在数字设 备中，机器只认识二进制代码，由于二进制代码书写长，所 以在数字设备中又常采用八进制代码或十六进制代码。
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1.2 数制和码制
任何进制数的值都可以表示为该进制数中各位数字符号值与 相应权乘积的累加和形式，该形式称为按权展开的多项式之 和。一个J进制数(N为按权展开的多项式的普遍形式可表示为 :
式中，K为任意进制数中第i位的系数，可以为0~ (J-1)数码中 的任何一个;i是数字符号所处位置的序号;m和n为整数，m为 小数部分位数(取负整数)，n为整数部分位数(取正整数);.J为 进位基数，Ji为第i位的权值。例如，十进制数(123.75 )10表示 为:
第1章 微型计算机系统概述
1.1 数字电路概述 1.2 数制和码制 1.3 逻辑代数基础 本章小结
1.1 数字电路概述

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。

微型计算机技术及应用第四版_课后题答案

微型计算机技术及应用第四版_课后题答案

第一章微型计算机概述1.微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同？答：①微处理器是微型计算机的核心，是微型计算机的一部分。

它是集成在一块芯片上的CPU，由运算器和控制器组成。

②微型计算机包括微处理器、存储器、I/O接口和系统总线，是微型计算机系统的主体。

③微型计算机系统包括微型计算机、外设及系统软件三部分。

第二章 8086微处理器1.总线接口部件有哪些功能？请逐一进行说明。

答：1.总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。

2.具体讲：①总线接口部件要从内存取指令送到指令队列；② CPU执行指令时，总线接口部件要配合执行部件从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送给执行部件，或者把执行部件的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。

1.总线周期的含义是什么？8086/8088的基本总线周期由几个时钟组成？如一个CPU的时钟频率为24MHz，那么，它的一个时钟周期为多少？一个基本总线周期为多少？如主频为15MHz呢？答：1.总线周期的含义是总线接口部件完成一个取指令或传送数据的完整操作所需的最少时钟周期数。

2.8086/8088的基本总线周期由4个时钟周期组成。

3.当主频为24MHz时，Tφ=1/24MHz≈41.7ns，T总=4Tφ≈167ns。

4.当主频为15MHz时，Tφ=1/15MHz≈66.7ns，T总=4Tφ≈267ns。

1.CPU启动时，有哪些特征？如何寻找8086/8088系统的启动程序？答：1.CPU启动时，有以下特征：①内部寄存器等置为初值；②禁止中断(可屏蔽中断)；③从FFFF0H开始执行程序；④三态总线处于高阻状态。

2.8086/8088系统的启动程序从FFFF0H单元开始的无条件转移指令转入执行。

1.在中断响应过程中，8086往8259A发的两个信号分别起什么作用？答：第一个负脉冲通知外部设备的接口，它发出的中断请求已经得到允许；外设接口收到第二个负脉冲后，往数据总线上放中断类型码，从而CPU得到了有关此中断请求的详尽信息。

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。

微机填空题题库-2014（终极版）

微机填空题题库-2014（终极版）

微机填空题题库-2014（终极版）填空题第1章微型计算机概述1.微型计算机中各部件是通过总线构成一个整体的．2.____微处理器_____是微型计算机的核心。

3.总线按照其规模、用途和应用场合可分为_数据总线_________、_地址总线_________和___控制总线_________。

4.微型计算机由_ CPU_______ 、存储器___ 、输入/输出接口_______ 和_系统总线______ 组成。

5.以微型计算机为主体，配上系统软件、应用软件和外设之后，就成了微型计算机系统。

6.微型计算机的主要性能指标有CPU的位数、____CPU的主频__、_内存容量和速度______________、__硬盘容量________第2章 16位和32位微处理器1.Intel 8086CPU是__16_____位微处理器，有__16___根数据总线和__20__根地址总线，存储器寻址的空间为_ 1MB______,端口寻址空间为_64KB____。

8088CPU有＿8＿根数据总线。

2.输入/输出端口有两种编址方法，既I/O端口与存储单元统一编址和I/O单独编址。

前一种编址的主要优点是功能强和指令灵活。

后一种编址的主要优点是指令运行速度快和增强了程序的可读性。

3.所谓最小模式，就是在系统中只有8086一个微处理器。

4.所谓最大模式是在系统中包含两个或多个微处理器。

（主 8086,其他称协处理器）5.8086工作在最大模式下，引脚MN/MX*接低（高/低）电平。

6.8086/8088CPU的数据线和地址线是以__分时复用_____ 方式轮流使用的。

7.8086中的BIU由___4_______个_______16_____位段寄存器、一个___16____位指令指针、___6_______字节指令队列、__20_____位地址加法器和控制电路组成。

8.8086/8088提供的能接受外中断请求信号的引脚是INTR 和NMI 。

第1章微型计算机控制系统概述

第1章微型计算机控制系统概述

PIO：并行I/O接口
接口电路
SIO：串行I/O接口 中断控制器
DMA
的
操作设备：由显示器、键盘、指示灯等组成
组
成
系统软件：OS、编译诊断程序、监控程序
软件 应用软件：针对过程编写的控制、管理程序
包括输入、控制、输出及显示打印程序
第一章 微型计算机控制系统概述
1.2 微型计算机控制系统的组成
4、检测元件及执行机构
在微机控制系统中，为了对生产过程进行控制，首先必须对各种数据，如 温度、压力、流量、液位、成分等进行采集。为此，必须通过检测元件，即 传感器，把非电量参数转换成电量。此外，为了控制生产过程，还必须有执 行机构。它们的作用就是控制各参数的流入量。
5、通用外部设备
主要为了扩大主机的功能而设置的，是实现微机和外界交换信息的功能的设备。 常规外部设备可分为输入设备，输出设备和存储设备，并根据控制系统的规 模和要求来配置。
第一章 微型计算机控制系统概述
1.1 微型计算机控制系统的结构原理
给定信号
微型计算机 微处理器
D\A转换器
执行机构
被控参数 被控对象
A\D转换器
1、控制过程 图1.3 计算机控制系统基本框图
从本质上看，微型计算机控制系统的控制过程可以归纳为以下四 点： （1）实时数据采集：对被控参数的瞬时值进行检测，并且将采样 结果输入计算机； （2）实时决策：对输入的实时给定值与被控量的数值进行处理后， 按照预先规定的控制规律进行运算，则称为实时决策，或简称决策；
（3）保护重要数据的后备存贮体
Watchdog和掉电保护功能均要有能保存重要数据的存贮体支持， 后备存贮体容量不大，在系统掉电时数据不会丢失，故常采用 NOVRAM，EEPROM或常有后备电池的SRAM，为了保证可靠、安 全，系统存贮器工作期间，后备存贮体应处于上锁状态。

微型计算机概述

微型计算机概述

第一章微型计算机概述回顾计算机系统的基础知识，包括计算机系统的组成(包括硬件与软件)、结构、发展历程、分类及其功能实质。

本讲重点微处理器及微机系统的发展历程，微机系统与一般意义上的计算机系统的联系与差别，强调微型计算机系统是具有独特结构的计算机系统，由此决定了微机系统所具有的功能及其特点。

【讲授内容】1.1 微机发展概述计算机系统是能够自动地、快速地、准确地进行信息处理的电子工具，其工作过程的实质是电子器件状态的快速变化。

1946年，世界上出现了第一台由电子管构成的，能够按照人们事先的安排，快速完成所要求计算任务的ENIAC电子计算机，计算机及其相关技术经历了一个快速发展的过程。

一般来说，电子计算机发展历程的各个阶段，是以所采用的电子器件的不同来划分的，即电子管、晶体管、中小规模集成电路和大规模及超大规模集成电路计算机。

微型计算机属于第四代电子计算机产品，即大规模及超大规模集成电路计算机，是电路技术不断发展，芯片集成度不断提高的产物。

主机按体积、性能和价格分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机五类，从其工作原理上来讲，微型机与其它几类计算机并没有本质上的差别。

所不同的是由于采用了集成度较高的器件，使得其在结构上具有独特的特点，即将组成计算机硬件系统的两大核心部分—运算器和控制器，集成在一片集成电路芯片上，显然该芯片是整个微机系统的核心，称为中央处理器CPU，或者微处理器MPU。

微处理器是微机系统的核心部分，自70年代初出现第一片微处理器芯片以来，微处理器的性能和集成度几乎每两年翻一番，其发展速度大大超过了前几代计算机。

微机系统及相关技术的发展，主要涉及到以下几个方面：CPU、主频、缓存、新技术。

一、微机的发展微机系统的核心部件为CPU，因此我们主要以CPU的发展、演变过程为线索，来介绍微机系统的发展过程，主要以Intel公司的CPU为主线。

第一代：4位及低档8位微处理器✧1971年，Intel公司推出第一片4位微处理器Intel4004，以其为核心组成了一台高级袖珍计算机。

微型计算机系统概述

微型计算机系统概述

1
1.1 计算机的发展与应用 人类第一台数字电子计算机：1946 年，美国宾夕法尼亚大学研 制出。取名为：ENIAC（Electronic numerical integrator and calculator）。 由著名数学家：冯· 诺依曼，推出了新的计算机系统结构，提出采 用二进制、存储程序及在程序控制下执行的理念 。 第一代：1946年－1957年。 器件：电子管，磁芯和磁鼓存储器。
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系统软件中还有语言处理程序，计算机语言是使用者与计算 机之间进行交流的工具；人们将要计算机来完成的事件编写成程序输 入给计算机；计算机通过执行用户的程序来完成用户的工作。其中广 泛使用的语言有 C 语言、VB、VC、Java 等，机器只能运行机器语 言。 返回本章目录
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1．3 PC 机系列体系结构 1.3.1 基于 8088 PC 总线的微机结构 8088 微处理机，作为第一代机的 CPU，通过地址总线、数据总线和控制总线对整 个机器进行调试和控制，其体系结构,如图 1.3 。 1. 8088 处理器：采用 4.77M 的工作频率，该频率通过 8284 对14.31818MHz 的晶 体振荡 3 分频而得到的；每个时钟周期 210nm。 2. 8087 协处理器：8088 在最大模式下可配接 8087协处理器用来进行浮点运算，使 浮点运算速度提高 100 倍。 3. 存储器：64K 的 ROM 早期存放 32K 的 Basic 解释程序，另 32K 固化 BIOS，包 括上电自检程序、系统引导程序、日时钟管理程序和基本的 I/O 设备的驱动程序 4. RAM 内存：IBM PC/XT 的主板上可接插 640K 的内存。 5. 8253/8254 可编程定时计数器：该片提供 3 个通道。通道 0 每 55ms 向 CPU 发一个时钟中断信号，通过计数，用来计算时 钟的时间；通道1 用于 DRAM 的刷新；通道2 输出方波到扬声器。

微型计算机的基础知识

微型计算机的基础知识
分。 2.存储容量 是指存储器所能记忆信息的总量。 常用字节（Byte)表示。
编辑ppt
7
1.1 微型计算机系统概述
（1）位（bit） 二进制数的一位，简写b
（2）字节（Byte） 8位二进制数组成一个字节，简写B
（3)还有千字节（KB)，兆字节（MB），千兆字节（GB）等。
换算关系如下：
1B=8b 1GB=1024MB
例如：X86指令集、MMX（多媒体扩展指令集）、SSE(数 据流单指令扩展指令集）、SSE2、SSE3、SEE4(SSE4.1和 SSE4.2)等。
3、程序：
设计者为解决某一问题而设计的一系列指令集合。
计算机程序可分为：
机器语言程序、汇编语言编程辑p序pt 和高级语言程序。
21
1.3 微型计算机基本工作原理
1.2 计算机硬件基本结构
3、存储器：
存储器分为内存储器(主存）和外存储器（辅存）。内存储器简称内 存或主存，它的存储容量一般较小，与CPU直接相连，存取速度快，主要 用于暂时存放当前执行的程序和相关数据；外存储器称为外存或辅存， 作为内存的辅助存储器，它的存储容量大，但存取速度远比内存慢，主 要用于存放需长期保存的程序和数据。
取指令——分析指令——执行指令
编辑ppt
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1.3 微型计算机基本工作原理
6、计算机系统
主机 硬件
中央处理器 内存储器 外存储器
运算器 控制器
外设
输入设备
微型计算机系统
系统软件
输出设备
操作系统 服务软件 编译或解释系统
软件
信息管理软件
辅助设计软件
应用软件
文字处理软件
图形软件
各种程序包
如图：一个编完辑整pp的t 计算机系统

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

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
5.性能测试(cèshì)标准：
*SPEC(Standard Performance Evaluation Corporation) —美国标准性能评价协会
SPEC发表的第一套标准化测试基准程序（Benchmarks）是SPEC89
*iCOMP(intel Comparative Microprocessor Performance) —微处理器性能比较指数体系。
应用的32位整数运算和32位浮点运算，适用于多媒体应用的16位和32位视频运 算，以及16位和32位图形处理。每项制定了测试基准BM（benchmark）,并分别
予以不同的权值P，如表1-6所示。注意，他的视频运算和图形处理的权值为0， Intel当时的打算是随着多媒体和3D动画应用的普及将来再逐渐改变权值分配。
指令寄存器IR
CPU
ALU
标志寄存器FR
地址寄存器MAR
程序计数器PC
+1
…
存 储 体
数据寄存器MDR
系统总第线五页（，共二B十U二页S。） *注：I/O接口电路在图中省略未画
四.微处理器、微型(wēixíng)计算机和微型(wēixíng)计算 机系统
（Microprocessor,Microcomputer,Microcomputer System）
五.微型(wēixíng)计算机（续）-- Intel 微处理器性能评估
iCOMP Index1.0以不含FPU的主频25MHz的80486(486SX-25)作为性能测试 i 的iCO底C M值P(值B a1 ：sO e)，X 即[ 0 B 它( M 的B 0 _ iCB 1 a OM1 M P) P P 值s 1 M 为B 1e 00B 。_ 以B a 2 如M 2 下) P s 公2 M 式 . e 计算. 某. B 类.B 型_ . 处B a 9 理.器M 9 ) 的P s 9 M ]e

微机课程内容

微机课程内容

第一章微型计算机概述1. 冯.诺依曼结构包括：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个组成部分。

基本工作原理：存储器存储程序控制原理。

2.I/O端口定义；3种；3. 总线按传送信息分为AB、DB、CB4. 补码、BCD码、ASCII码第二章 8086系统结构1. CPU内部结构组成：BIU、EU；各自功能；2. 主要引脚功能3. 堆栈4. 最小模式5. 总线读周期（最小模式）第三章 8086的指令系统和汇编语言程序设计1. 寻址方式2. 指令系统1)MOV PUSH POP \ IN OUT2)ADD INC AAA DAA \ SUB DEC CMP \ MUL DIV3)TEST AND OR \ SHL SHR SAR ROL4)MOVS STOS5)JMP CALL RET JZ JNZ LOOP IRET INT6)CLC STC CLD STD CLI STI3.指令，伪指令，变量，标号，PTR4. 伪指令：数据定义DB/DW、段定义SEGMENT/ENDS、段分配ASSUME、过程定义PROC/ENDP5. DOS功能调用：输入、输出、中断设置6. 程序设计：数值转换、数组求和、N！第四章存储器、存储管理和高速缓存技术1. Cache（基本概念）2. 存储器的扩展及与CPU的连接地址译码器、扩展第五章微型计算机中断系统1. 基本概念中断源、中断响应（及过程/时序）、中断向量表（类型号及设置）、中断嵌套、中断优先级、中断屏蔽、中断分类、中断级联2. 中断服务子程序3. 8259A引脚及与CPU的连线（DB/AB/CB）,与外设的连线（IR）4. 8259A的管理方式（优先级设置4种，中断结束方式3种，屏蔽方式2种，请求引入方式3种，）5. 8259A的初始化、编程及应用（ICW，OCW）第六章可编程计数器/定时器1. 8253的引脚、功能及与CPU及外设的连接（GATE、CLK、OUT）2. 6种工作方式（主要0、2、3）3. 编程（初始化）4. 应用（产生波形、周期性行为控制、定时产生中断、自动计数、扬声器控制）第七章输入和输出系统1. 条件传送2. 8255A引脚、功能及与CPU及外设的连接（PA/PB/PC）3. 8255A的编程（初始化及C口控制字）4. 8255A选通方式（1）工作原理（分别的联络信号，主要读）5. 8255A的应用（基本输入输出、选通输入输出）6. 串行通信基本概念（单工/半双工/全双工、异步/同步、波特率、调幅/调频）7. 8251A基本引脚、功能及与CPU及外设连接（TxD、RxD、TxC、RxC）8. 8251A的编程（初始化、状态字读取及判断）9. 8251A的应用（串行通信）10.数模转换基本概念（采样、量化、分辨率、采样保持器等）11.D/A原理（权电阻网络）；AD7524原理（产生波形）；12.A/D原理（逐次逼近法）；ADC0809原理及应用（数据采集）第八章 32位及奔腾系列微处理器原理流水线、动态执行、超标量流水线、超线程等考试题型：选择、填空、判断、解释、简答、读写程序、综合应用（软硬件设计）。

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第1章微型计算机概述1.微型计算机的硬件系统包括____A____.A．控制器、运算器、存储器和输入输出设备B．控制器、主机、键盘和显示器C．主机、电源、CPU和输入输出D． CPU、键盘、显示器和打印机2.CPU是由___B__组成的。

A．内存储器和控制器B．控制器和运算器C．内存储器和运算器D．内存储器、控制器和运算器3.中央处理器英文缩写是___B___。

A．MP B．CPU C．CU D．ALU4.微型计算机各部件之间是用__A___连接起来的。

A．系统总线B．AB C．CB D．DB5.通常计算机系统中的外围设备是指__A___A．外存储器、输入设备、输出设备B．外存储器、输入设备C．外存储器、输出设备D．输入设备、输出设备6.若把组成计算机中的运算器和控制器集成在一块芯片上成为___C__A．微型计算机B．单片机C．微处理器D．单板机7.8086是___C__A．单片机B．单板机C．微处理器D．微机系统8.将微处理器、内存储器及I/O接口连接起来的总线是__C_____。

A.片总线B.外总线C.系统总线D.局部总线9.微型计算机是以__B___为核心部件。

A．寄存器 B．微处理器 C．逻辑部件 D．控制部件10.微型计算机系统的以___C___为主体。

A．系统软件 B．外部设备 C．微型计算机 D．操作系统11.目前微型机系统上广泛使用的机械式鼠标是一种___A___A．输入设备B．输出设备C．输入输出设备D．显示设备组成之一12.计算机系统总线中，用于传送读、写信号的是____C_____.A.地址总线B、数据总线C、控制总线D、以上都不对13.不属于微机应用特点的是_ _D_ _。

A.轻便、功耗低B.性能可靠C.结构灵活适宜性好D.应用面窄第2章 16位和32位微处理器1.当8086CPU的INTR=“1”时，且中断允许位IF=“1”，则CPU完成_ C___后，响应该中断请求，进行中断处理。

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。
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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。
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• 电子技术，核心元件 电子技术， 电子管，几千次/秒， 几千次/ 用于军事与科学研究。 用于军事与科学研究。
• 2．第二代晶体管计算机（1954～1963年） ．第二代晶体管计算机（ ～ 年
• 1954年，美国贝尔实验室研制成功第一台使用晶体管线 年 路的计算机，取名“催迪克” ），装有 个 路的计算机，取名“催迪克”（TRADIC），装有 ），装有800个 晶体管。 晶体管。 • 半导体技术，核心元件晶体管。 半导体技术，
• 固体物理技术，核心元件中小规模集成电路。 固体物理技术，
• 4．第四代大规模和超大规模集成电路计算机（1972年以 ．第四代大规模和超大规模集成电路计算机（ 年以 后） 核心元件大规模和超大规模集成电路； 上千万次至上亿次/秒，进入现代社会各个领域。 上千万次至上亿次 秒 进入现代社会各个领域。 超大规模集成电路应用的直接结果是微型计算机的诞生。 超大规模集成电路应用的直接结果是微型计算机的诞生。 关于摩尔定律（ 关于摩尔定律（Moore’s Law）集 ） 成电路的复杂性(性能 大约每隔18 性能)大约每隔 成电路的复杂性 性能 大约每隔 个月提高一倍，成本则下降一半。 个月提高一倍，成本则下降一半。
• 微型计算机
• 微型计算机系统
1.1.2 计算机的发展概况
• 1．第一代电子管计算机（1946~1953年） ．第一代电子管计算机（ 年 1946年，世界第一台电子计算机 年 世界第一台电子计算机ENIAC在美国的宾夕法 在美国的宾夕法 尼亚大学诞生。 尼亚大学诞生。 这台名为 ENIAC (电子数字积分计 算机的缩写） 算机的缩写）的 机器，使用18800 机器，使用18800 个电子管， 个电子管，1500 多个继电器，耗 多个继电器， 150千瓦 千瓦， 电150千瓦，占地 170平方米 170平方米，重达 平方米， 30吨 可谓“ 30吨，可谓“庞 然大物” 然大物” 。
第一章 微型计算机概述
• 本章学习目标 • 掌握微处理器、微型计算机、微型计算机 掌握微处理器、微型计算机、 系统的基本概念。 系统的基本概念。 • 掌握微型计算机系统的组成。 掌握微型计算机系统的组成。 • 了解微型计算机的发展和分类。 了解微型计算机的发展和分类。
1.1 基本概念
• 1.1.1 微处理器 • 微处理器是微型计算机进行控制和处理的核心，通常也 微处理器是微型计算机进行控制和处理的核心， 直接用CPU（中央处理单元）表示微处理器。 直接用 （中央处理单元）表示微处理器。
• I/O设备和 接口 设备和I/O接口 设备和 • 输入/输出设备，就是指可以与计算机进行数据传输的硬 输入 输出设备， 输出设备 件。 • 最常见的 设备有打印机、硬盘、键盘和鼠标。从严格 最常见的I/O设备有打印机 硬盘、键盘和鼠标。 设备有打印机、 意义上来讲，它们中有一些只能算是输入设备（ 意义上来讲，它们中有一些只能算是输入设备（比如说 键盘和鼠标）；有一些只是输出设备（如打印机）。 ）；有一些只是输出设备 键盘和鼠标）；有一些只是输出设备（如打印机）。 • 所有储存器也可以算是输入 输出设备。如硬盘、软盘、 所有储存器也可以算是输入/输出设备 如硬盘、软盘、 输出设备。 光盘等。 光盘等。 • I/O接口是一电子电路 以IC芯片或接口板形式出现 )，其 接口是一电子电路(以 芯片或接口板形式出现 ， 接口是一电子电路 内有若干专用寄存器和相应的控制逻辑电路构成， 内有若干专用寄存器和相应的控制逻辑电路构成，它是 CPU和I/O设备之间交换信息的媒介和桥梁。 设备之间交换信息的媒介和桥梁。 和 设备之间交换信息的媒介和桥梁

• 存储器的分类 • 按用途存储器可分为主存储器和辅助存储器。 按用途存储器可分为主存储器和辅助存储器。 • 主存储器：即内存，存放计算机运行期间的大量程序和 主存储器：即内存， 存取速度较快，存储容量不大。 数据 存取速度较快，存储容量不大。 • 外存储器：即外存，存放系统程序和大型数据文件及数 外存储器：即外存， 据库 存储容量大，位成本低。 存储容量大，位成本低。 • 内存有只读存储器 内存有只读存储器ROM和随机存取存储器 和随机存取存储器RAM两种类型。 两种类型。 和随机存取存储器 两种类型 • ROM：存储的内容是固定不变的，只能读出而不能写入 ：存储的内容是固定不变的， 的半导体存储器。 的半导体存储器。 • RAM：既能读出又能写入的半导体存储器。 ：既能读出又能写入的半导体存储器。
• 第四代 第四代(1983—1993 年) • 1985年，Intel公司推出了第四代微处理器 年 公司推出了第四代微处理器80386。它具有 公司推出了第四代微处理器 。 32位的数据总线和 位的地址总线，存储器可寻址空间 位的数据总线和32位的地址总线 位的数据总线和 位的地址总线， 运算速度达到每秒300~400万条指令。 万条指令。 达4GB ，运算速度达到每秒 万条指令 • 1989年，Intel公司又推出了性能更高 的32位微处理器 年 公司又推出了性能更高 位微处理器 80486 ，在芯片上集成约120万个晶体管，是80386的4 倍。 在芯片上集成约120万个晶体管 万个晶体管， 80386的
• 3．第三代集成电路计算机（1964～1971年） ．第三代集成电路计算机（ ～ 年 • 1964年4月7日，IBM公司成功研制成世界上第一个采用 年 月 日 公司成功研制成世界上第一个采用 集成电路的通用计算机IBM 360系统，它兼顾着科学计 集成电路的通用计算机 系统， 系统 算和事务处理两方面的应用。 算和事务处理两方面的应用。
• 第六代 第六代(1995 年后 年后) • 1996年Intel公司将其第六代微处理器正式命名为 年 公司将其第六代微处理器正式命名为Pentium 公司将其第六代微处理器正式命名为 Pro( 奔腾 。该处理器的集成电路采用了 奔腾) 该处理器的集成电路采用了0.35的工艺，时 的工艺， 的工艺 钟频率为200MHz，Pentium Pro允许在一个系统里安装 允许在一个系统里安装4 钟频率为 ， 允许在一个系统里安装 个处理器，因此， 个处理器，因此，Pentium Pro最合适的位置是作为高性 最合适的位置是作为高性 能服务器和工作站。 能服务器和工作站。
• 存储器 • 存储器(Memory)是计算机系统中的记忆设备，用 是计算机系统中的记忆设备， 存储器 是计算机系统中的记忆设备 来存放程序和数据。 来存放程序和数据。 • 计算机中的全部信息，包括输入的原始数据、计 计算机中的全部信息，包括输入的原始数据、 算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存 算机程序、 在存储器中。 在存储器中。 • 它根据控制器指定的位置存入和取出信息。 它根据控制器指定的位置存入和取出信息。
• 外部设备的配置及扩展能力 • 主要指计算机系统连接各种外部设备的可能性、 主要指计算机系统连接各种外部设备的可能性、 灵活性和适应性。 灵活性和适应性。 • 软件配置 • 配置有功能强、操作简单、又能满足应用要求的 配置有功能强、操作简单、 操作系统和丰富的应用软件。 操作系统和丰富的应用软件。
• 第五代微处理器 第五代微处理器(1993—1995年) 年 • 1993年，Intel公司推出了第五代微处理器 年 公司推出了第五代微处理器Pentium(奔腾 。 奔腾) 公司推出了第五代微处理器 奔腾 它具有64位的数据总线和 位的地址总线， 位的数据总线和32位的地址总线 它具有 位的数据总线和 位的地址总线，CPU 内部采 用超标量流水线设计， 芯片内采用双Cache结构 用超标量流水线设计，Pentium芯片内采用双 芯片内采用双 结构 ( 指令 指令Cache和数据 和数据Cache)。 和数据 。 • 同期推出的微处理器还有IBM 、Apple和 Motorola这3家 同期推出的微处理器还有IBM Apple和 Motorola这3家 公司的K5和 公司联盟 PowerPC，以及 ，以及AMD公司的 和Cyrix公司的 公司的 公司的 M1等 。 等
1.2 微型计算机系统的组成
• 1.3.1 微型计算机的硬件 • 由微处理器、系统总线、存储器、I/O接口和 设备组成。 接口和I/O设备组成 由微处理器、系统总线、存储器、 接口和 设备组成。
• 微处理器 • CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件。 包括运算逻辑部件、 包括运算逻辑部件 寄存器部件和控制部件。 • CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令 从存储器或高速缓冲存储器中取出指令， 从存储器或高速缓冲存储器中取出指令 寄存器，并对指令译码。 寄存器，并对指令译码。它把指令分解成一系列的微操 然后发出各种控制命令，执行微操作系列， 作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完 成一条指令的执行。 成一条指令的执行。 • 运算逻辑部件 运算逻辑部件(ALU) • 运算逻辑部件，可以执行定点或浮点的算术运算操作、 运算逻辑部件，可以执行定点或浮点的算术运算操作、 移位操作以及逻辑操作，也可执行地址的运算和转换。 移位操作以及逻辑操作，也可执行地址的运算和转换。
1.1.4 微机的性能指标
• 字长 • 计算机内部一次可以处理的二进制数码的位数。字长越 计算机内部一次可以处理的二进制数码的位数。 一个字所能表示的数据精度就越高， 长，一个字所能表示的数据精度就越高，数据处理的速 度也越快。 度也越快。 • 存储容量 • 计算机系统所配置的主存 计算机系统所配置的主存(RAM)总字节数。内存容量越 总字节数。 主存 总字节数 可运行的软件就越丰富。 大，可运行的软件就越丰富。 • 运算速度 • 每秒钟所能执行的指令条数，对于微型计算机可用 每秒钟所能执行的指令条数，对于微型计算机可用CPU 的主频和每条指令的执行所需的时钟周期来衡量。 的主频和每条指令的执行所需的时钟周期来衡量。
• 第三代 第三代(1978—1983 年) • 1978年，Intel公司率先推出 位微处理器 年 公司率先推出16位微处理器 公司率先推出 位微处理器8086 ，同时为 了方便原来的8位机用户 位机用户， 公司又提出了一种准16位 了方便原来的 位机用户，Intel公司又提出了一种准 位 公司又提出了一种准 微处理器8088。 微处理器 。 • 同期产品：Zilog公司 同期产品： 公司Z8000和Motorola公司的 公司的M68000。 公司 和 公司的 。 • 1982 年， Intel 公司又推出16位高级微处理器 公司又推出 位高级微处理器80286 。 位高级微处理器