第1章 微型计算机系统导论

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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

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2.微型计算机系统的组成 1)硬件部分：物质基础
微型计算机(CPU、存储器、I/O接口、总线和电源) 外部设备包括输入和输出设备 2)软件设备：灵魂 (1)系统软件
操作系统：资源、任务、文件管理和程序库。 程序设计语言的汇编、编译、解释、检测系统； 其他程序，如系统诊断程序、故障定位程序、系统配置 程序等； 20(220/5)/应26 用软件：用户编写或选购程序。驻留在外存中。
（3）16位微处理器 1978年，16位8086，集成2.9万个晶体管
，HMOS工艺，频率5MHz、8MHz、10MHz。 IBM PC的CPU，数据总线16位，地址总线 20位。1982年，16位80286，集成13.4万 个晶体管,频率25MHz。IBM PC/ATCPU， 地址总线24位。提出实模式、保护模式 （虚拟存储管理和多任务）。引进段描 述符表，1GB虚拟地址空间。
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（4）32位处理器 1985年，32位Intel80386，27.5万个晶体管，
CHMOS工艺，频率16/25/33MHz，数据及地址线 32位，4GB内存，支持分页机制。三种工作方 式：实模式、保护虚地址模式和虚拟 Intel8086模式（同时模拟多个Intel8086）。 64TB虚地址1989年，32位80486，120万晶体管 ，频率25M、33MHz、50MHz。把80386、浮点 处理单元80387及8KB高速缓冲存储器(Cache) 集成在一块芯片，精简指令集计算机RISC,一 个时钟周期一条指令
微型计算机系统的组成
运算器(算术逻辑运算单元ALU)
微处理器(CPU) 控制器(控制单元CU)
寄存器阵列(RA)
主机

总线 存储 总线 I/O接口
CPU
主存储器
……
I/O接口
I/O设备1
……
I/O设备n
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1.4
微型计算机硬件系统组成
下面分别介绍计算机各部件的基本功能、结构及工作原理。 （1）存储器（memory） 存储器的主要功能是存放程序和数据。 内存储器结构框图如图1-3所示
地址0 地址1 地址2 地址 寄存 器 地 址 译 码 器 1001 1001 1001 1010 0011 0010 1100 0011 内存储体 数 据 缓 冲 器
主存储器
输出设备
结果
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1.4
微型计算机硬件系统组成
2．微处理器 运算器和控制器又称中央处理器（Central Processing Unit） 简称CPU。现已把CPU集成在一块微处理器芯片内，被称 之为微处理器芯片，是计算机系统的核心部件。 3．总线 当前微型计算机各部件之间的信息传送都是通过总线实现 的，系统总线是计算机内部传输各种信息的通道。
一次传送 32位 一次传送 64位
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1.7
微型计算机主要性能指标
衡量一台微型计算机性能的主要技术指标如下 ：
（1）字长—微机直接处理的二进制数的位数 （2）主频—微机中CPU的时钟频率 （3）内存容量—微机所能存储信息的字节数 （4）存取周期—连续两次读写所需的最短时间 （5）运算速度—微机每秒所能执行的指令条数
1．复杂指令系统计算机—CISC 2．精简指令系统计算机—RISC
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微型计算机组成结构
微处理器 (CPU) 微型计算机 （主机）
存储器 (内存)
运算器 控制器 RAM ROM
输入/输出接口(PIO、SIO、CTC、ADC、DAC…) (I/O接口)

速度比第一代快10倍,指令系统相对较完善，已具有典型的计算 机体系结构以及中断、存储器直接存取(DMA)功能。可使用汇 编语言及BASIC、FORTRAN等高级语言编程。
这是Intel 8080
第1章 微型计算机系统导论 3．第三代——16位微处理器 典型产品是1978年Intel公司的8086 、Zilog公司的Z8000 和
第1章 微型计算机系统导论
第1章 微型计算机系统导论
11.3 微型计算机硬件系统 1.4 微型计算机软件系统 1.5 微型计算机的工作过程
第1章 微型计算机系统导论
1.1 引 言
开设《微机原理与接口技术》课程的必要性 《微机原理与接口技术》课程的特点 学习要求
第1章 微型计算机系统导论 计算机发展至今有这种趋势: 组成越来越复杂、功能越来 越强、应用越来越容易 这是建立在无数专业软 件开发者艰苦努力所开 发出的大量语言、软件 工具基础之上 电子、信息类专业的大学生，不能停留在与普通用户一样仅会 “使用”计算机的层面，而应能创造性地利用计算机的硬件、软 件资源,开发、设计出高效的解决实际应用问题的系统。 要达此目的，除需学习高级语言外， 还必须对计算机的组成、工作原理以 及计算机与外部的信息交换方式、对 外部系统的接口技术有深入的了解
第1章 微型计算机系统导论
1.2 计算机的发展概况
机械计算机 计算机
电子计算机 模拟计算机 数字计算机 (本课程介绍的为此类计算机)
第一台电子数字式计算机ENIAC于1946年2月15日在美国 宾夕法尼亚大学正式投入运行，它是电子数值积分计算机(The Electronic Numberical Intergrator and Computer) 。
Pentium 芯片