第一章-微型计算机概述S教学幻灯片.ppt

1.1微型计算机的发展概况
一、基本概念：
CPU（CentralProcessingUnit)：运算器和控制器合成为中央处理单元。随着半导体集成电路技术的发展，可以把整个CPU集成在一个硅芯片上，就称为微处理器（Microprocessor)。
微型计算机（Microcomputer）：以大规模、超大规模集成电路为主要部件，以集成了计算机主要部件——控制器和运算器的微处理器为核心所构造出的计算机，主要由CPU、存储器、I/O接口和系统总线4个基本部分组成。
微型计算机系统：微型计算机硬件配上电源等辅助设备及软件就构成能够独立工作的微型计算机系统(MicrocomputerSystem)。MCS
电子管计算机
(1946—1954)
晶体管计算机
(1955—1964)

集成电路计算机
(1965—1974)

超（巨）大规模集成电路计算机
(1975—至今) 世界上第一台现代意义的电子计算机是1946年美国宾夕法尼亚大学设计制造的”ENIAC”，是为解决复杂的弹道计算而研制的。占地167m2、重量几千吨、功耗几十千瓦、指令不足10条、运算速度为0.005MIPS(MillionsofInstructionPerSecond)三、微型计算机的发展特点与分类2、微型计算机的分类
按微处理器(CPU)字长分类
4位微型计算机
8位微型计算机
16位微型计算机
32位微型计算机
64位微型计算机
按微型计算机的组装形式分类
单片机：将CPU以及其他主要部件（如ROM、RAM、I/O接口）都集成在一个芯片中的微型计算机。国际上常称为微控制器。（SingleChipMicroComputer)SCMC(MicroControllerUnit)MCU

单板机：如果将CPU芯片、存储器芯片、I/O端口芯片及简单的I/O设备(如小键盘、数码显示器)装配在同一块印刷电路板上，这块印刷电路板就是一台完整的微型计算机，称为单板微型计算机，简称单板机。

多板微型计算机：也称系统机，把微处理器芯片、存储器芯片、各种I/O端口芯片和驱动电路、电源等装配在不同的印刷电路板上，各印刷电路板插在主机箱内标准的总线插槽上，通过系统总线相互连接起来，就构成了一个多插件板的微型计算机。
3、计算机的两个方向发展：

研制高速度、强功能的巨型机和大型机
适应军事和尖端科学的需要。
目前，功能最强大的巨型计算机是NEC的“地球模拟器”，它的5120个处理器每秒钟可运算41万亿次。这台机器位于日本的横滨，专门用于气象、海洋学和地震研究。

研制价格低廉的超小型机和微型机
开拓应用领域和占领更广大的市场。
系统软件

应用软件二、微型计算机的结构
微型计算机由CPU、存储器、I/O接口电路和系统总线组成。
运算器用于加减乘除等算术运功算和与或非异或等
逻辑运算。

控制器

寄存器组

内部总线连接微处理器的各个部件存储器
用来存放指令和数据的部件,主要指内部存储器。包括RAM和ROM。
I/O接口电路
用于计算机和外设相连，使二者通过各种符合标准的总线传递信息。
系统总线
是传送信息的公共通道，分单向总线和双向总线
地址总线AB：传送地址信息（单向）
数据总线DB：传送数据信息（双向）
控制总线CB：传送控制信息（双向）
三、微型计算机的应用

科学计算
工业控制
数据和信息处理
仪器仪表和家电的智能化
CADCAICAMCIMS（计算机集成制造系统）
人工智能AI
多媒体系统和信息高速公路
一、计算机中的数制及转换
十进制（D）：0~9，912＝9×102＋1×101＋1×100
二进制（B）：0~1，101＝1×22＋0×21＋1×20
八进制（Q）：0~7，712＝7×82＋1×81＋1×80
十六进制（H）：0~F，A12＝10×162＋1×161＋1×160
进位计数制之间的转换
01101100B=26+25+23+22=108
0.11B=2-1+2-2=0.75
127=1111111B除2取余法
0.4375=0.0111B乘2取整法
2B7CH=0010101101111100B
0.ACH=0.10101100B
A81H=10×162+8×161+1×160=385二、常用的码制
原码、补码、反码
1.原码
(1)对于正数x=+1101001B(即x=+105)
[x]原=01101001B
(2)对于负数x=-1101001B(即x=-105)
[x]原=11101001B最高位为符号位,其余各位为数值本身
(3)对于0，可以认为它是(+0)，也可以认为它是(-0)，这样0在原码中有两种表示法[+0]原=00000000B
[-0]原=10000000B2.反码
(1)对于正数:符号位=0,其余位为真值的对应位,所以[x