mc10C01微型計算機概述

微型計算機概述mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!微型計算機概述微型計算機的發(fā)展概況微型計算機的分類微型計算機系統(tǒng)微型計算機的應用2mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!微型計算機的發(fā)展歷史代（1971－1973年）：4位和低檔8位微處理器時代第二代（1973－1977年）：中高檔8位微處理器時代第三代（1978－1984年）：16位微處理器時代第四代（1985－1992年）：32位微處理器時代第五代（1993－1996）：Pentium微處理器的時代第六代（1997－2005）：加強型Pentium時代

第七代：2001年64位CPU時代3mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!中高檔8位微處理器’73-77Intel8080，Motorola公司的MC6800，Zilog公司的Z80，Intel公司的8085等特點：字長：8位運算速度：500KI/s（8080）、770KI/s（8085）時鐘頻率：2～4MHz平均執(zhí)行指令時間：1～2μs集成度：5000～10000管/片4mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!32位微處理器時期’85-92Intel公司推出80186、802861986年，Intel公司推出能進行多任務處理的32位微處理器80386，同時有Motorola公司的MC680201989年，Intel公司推出80486，同期有Motorola公司的MC68040特點:字長：32位時鐘頻率：10～120MHz平均執(zhí)行指令時間：0.2μs集成度：幾十萬～上百萬管/片5mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!

加強型Pentium

’97-至今1997年到1999年，Intel公司的PentiumⅡ（集成度750萬管/片，時鐘頻率450MHz）、PentiumⅢ（集成度950萬管/片，時鐘頻率500MHz）、AMD公司的AMD-K7（集成度750萬管/片，時鐘頻率750MHz）2001年底，PentiumⅣ主頻高達2GHz，具有4200萬只晶體管，主流高端32位CPU市場的佼佼者AMD公司的AthlonCPU，1.33GHz主頻及2GHz主頻6mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!Intel的CPU的發(fā)展史Intel4004，Intel的發(fā)展史就是從這塊CPU起步的7mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!80868mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!80386，Intel代32位CPU486，這是Intel最后一代以數(shù)字編號的CPU9mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!PentiumIICeleron，引發(fā)超頻熱潮10mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!IntelPentiumIV423IntelPentiumIV47811mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!微型計算機的分類按位數(shù)分類4位機、8位機、16位機、32位機和64位機按用途分類通用機和專用機按檔次分類低檔機、中檔機和高檔機按組裝形式和系統(tǒng)規(guī)模單片機、個人計算機、筆記本和掌上電腦12mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!微型計算機系統(tǒng)的組成一臺完整的計算機必須由硬件和軟件這兩大部分組成，其中硬件是基礎，軟件是靈魂，二者缺一不可微型計算機硬件系統(tǒng)是機器的實體部分，主要包括主機和外圍設備。微型計算機軟件系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)軟件、各種程序設計語言、應用程序和數(shù)據(jù)庫等13mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!典型微型計算機的組成結構Pentium系列處理器主處理器總線（3.3V或2.5VI/O,60～66MHz）第二級CacheCache（PBSRAM）標簽CntlTagCntlTIO[7:0]82439TX(MTXC)DRAM接口(3.5V或5V)主存儲器(DRAM)PCI總線（3.3V或5V,30/33MHz）ISA插槽PCI擴充連接器PCI插槽PCI插槽PCI總線（5V）82380FB(MPCI2)82380AB(MISA)ISA總線（5V）CD-ROM硬盤IDEUDMA/33通用串行總線(USB)ISA/EIO總線(兼容3.3V,5V)USB1USB2GP[I,O](30+)SMB(I2C)音頻PC87317VULBIOS串行口紅外口并行口鼠標口鍵盤口軟盤口82371AB(PIIX4)硬盤只適應可撤卸的擴充站

微處理器，高速緩存，存儲器，邏輯芯片組，I/O控制器，圖形、視頻、音頻系統(tǒng)控制器14mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!微型計算機的硬件結構特點微型計算機系統(tǒng)硬件結構框圖由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部分組成15mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!可以進行算術和邏輯運算能對指令進行譯碼并執(zhí)行規(guī)定的動作可暫存少量數(shù)據(jù)提供整個系統(tǒng)所需要的定時和控制能和存儲器、外設交換數(shù)據(jù)可以響應其他部件發(fā)來的中斷請求CPU一般具備功能16mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!CPU執(zhí)行指令的過程執(zhí)行一條指令的過程分為取指令、分析指令和執(zhí)行指令取指令CPU根據(jù)程序計數(shù)器中的指令地址取出存放在存儲器中的指令，放入指令寄存器程序計數(shù)器自動修改，指向下一條待取出的指令分析指令指令寄存器中的指令進行譯碼分析執(zhí)行指令17mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!內存儲器內存儲器又叫內存或主存，計算機的記憶部件,存放編寫的程序或程序中所用的數(shù)據(jù)、信息、中間結果內存中存放的數(shù)據(jù)和程序，從形式上看都是二進制數(shù)18mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!1514131211109876543210高位字節(jié)低位字節(jié)字76543210

一個存儲單元中存放的信息稱為該存儲單元的內容16位時，低位字節(jié)存入低地址，高位字節(jié)存入高地址

兩個字節(jié)單元構成一個字單元，字單元的地址采用它的

低地址表示19mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!

存儲器以字節(jié)（8bit）為單位存儲信息每個字節(jié)單元有一個地址，從0編號，順序加1地址也用二進制數(shù)表示（無符號整數(shù)，寫成十六進制）地址是16位,可表示2^16=65536=64K個地址，即0000H—FFFFH字長16位，一個字要占用相繼的兩個字節(jié)低位字節(jié)存入低地址，高位字節(jié)存入高地址機器以偶地址訪問（讀/寫）存儲器字單元地址用它的低地址來表示存儲器地址與內容有關說明20mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!CPU的地址寄存器先給出地址信息，并將它放入地址總線上，地址譯碼器譯碼選中相應單元CPU發(fā)出“讀”的控制信號給存儲器存儲器將所選地址單元中的內容放到數(shù)據(jù)總線上，再送至數(shù)據(jù)寄存器，然后由CPU取走該內容作為所需的信息使用讀操作過程21mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!按工作方式不同，內存可分為兩大類：隨機存取存儲器RAM(RandomAccessMemory)只讀存儲器ROM(ReadOnlyMemory)RAM可以被CPU隨機地讀和寫，所以又稱為讀寫存儲器ROM中的信息只能被CPU隨機讀取，而不能由CPU任意寫入內存分類22mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!總線數(shù)據(jù)總線（databus,DB）數(shù)據(jù)總線用來傳輸數(shù)據(jù)信息，是雙向總線地址總線（addressbus,AB）地址總線用于傳送CPU發(fā)出的地址信息，是單向總線

控制總線（controlbus,CB）控制總線用來傳送控制信號、時序信號和狀態(tài)信息其中有的是CPU向內存和外設發(fā)出的信息，有的則是內存或外設向CPU發(fā)出的信息可見，CB中每一根線的方向是一定的、單向的，但CB作為一個整體是雙向的23mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!微型計算機的主要性能指標字長字長是指參與運算數(shù)的基本位數(shù)，由加法器、寄存器、數(shù)據(jù)總線的位數(shù)決定的主存容量一個主存儲器所能存儲的最大信息容量稱為主存容量運算速度用計算機的主頻——時鐘頻率來表示運算速度，以MHz或GHz為單位微處理器指令執(zhí)行時間（每秒運行百萬條指令MIPS）系統(tǒng)總線系統(tǒng)配置外部設備、軟件性能價格比24mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!微型計算機的應用科學計算和信息處理輔助設計和輔助制造測控領域網(wǎng)絡通信25mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!輔助設計和輔助制造計算機輔助設計和輔助制造（CAD/CAM）是微型計算機應用中的另一個重要領域CAD是指人們利用計算機幫助設計者進行各種工程設計、模擬和測試CAM是指利用計算機控制機械加工和制造26mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!網(wǎng)絡通信金融服務電子商務電子消息傳遞電子數(shù)據(jù)交換電視會議移動通信27mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!4位和低檔8位微處理器’71-73典型產(chǎn)品有Intel4004（1971年、4位）和Intel8008（1972年、8位）特點：字長：4位或8位運算速度：50KI/s（千指令每秒）時鐘頻率：1MHz平均執(zhí)行指令時間：20μs集成度：2000管/片28mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!16位微處理器’78-84Intel公司的8086/8088、Motorola公司的MC68000和Zilog公司的Z8000特點：字長：16位時鐘頻率：4～40MHz平均執(zhí)行指令時間：0.5μs集成度：20000～60000管/片稱為CISC(ComplexInstructionSetComputer)29mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!Pentium微處理器的’93-961993年3月，Intel公司的奔騰（Pentium）時鐘頻率：60/66MHz運行速度：112MIPS集成度：310萬管/片1995年2月，Intel公司的PentiumPro時鐘頻率：166MHz以上集成度：550萬管/片1996年Intel公司的PentiumMMX（多能奔騰）30mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!64位CPU時代2001年5月，Intel推出了種64位微處理器ItaniumItanium由英特爾和惠普聯(lián)合開發(fā)，主要用于工作站和服務器機型2002年Intel發(fā)布了Itanium2處理器。Itanium2處理器是Intel第二代64位系列的產(chǎn)品大容量的3級高速緩存集成到處理器硅核上，而不是作為系統(tǒng)主板的一個獨立芯片優(yōu)點：不僅加快了數(shù)據(jù)檢索速度，同時可將3級高速緩存和處理器內核間的整體通信帶寬提高近3倍AMD公司的AMD-K831mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!8008808532mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!80286，Intel最后一塊16位CPU33mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!Pentium，傳說中的586PentiumProPentiumMMX34mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!IntelPentiumIIITualatin/Coppermine圖拉丁/銅礦35mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!IntelItaniumIntelItanium236mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!微型計算機系統(tǒng)微型計算機系統(tǒng)的組成微型計算機工作過程微型計算機的主要性能指標典型微型計算機的組成結構37mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!38mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!計算機組成和工作方式的基本思想1946年美籍匈牙利數(shù)學家馮·諾依曼JohnVonNeumann的《關于電子計算機儀器邏輯設計的初步探討》論文程序存儲，程序控制計算機應由運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設備組成存儲器不但能存放數(shù)據(jù)、而且也能存放程序程序事先放入存儲器，在指令計數(shù)器的控制下自動高速執(zhí)行程序39mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!微處理器微處理器也稱作中央處理單元，簡稱CPU本身具有運算和控制功能控制器：負責全機的控制工作運算器：執(zhí)行所有的算術和邏輯運算微處理器是微型計算機的核心40mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!CPU在內部結構組成算術邏輯部件（ALU）：處理各種數(shù)據(jù)信息，可以進行加、減、乘、除算術和與、或、非、異或等邏輯運算累加器和通用寄存器組：用來保存參加運算的數(shù)據(jù)以及運算的中間結果，也用來存放地址程序計數(shù)器（指令指針）：指向下一條要取出的指令指令寄存器：存放從存儲器中取出的指令碼譯碼器：對指令碼進行譯碼和分析，從而確定指令的操作，并確定操作數(shù)的地址，再得到操作數(shù)，以完成指定的操作時序和控制部件：指令譯碼器對指令進行譯碼時，產(chǎn)生相應的控制信號送到時序和控制邏輯電路，組合成外部電路所需的時序和控制信號。這些信號送到微型計算機的相應部件，以控制這些部件協(xié)調工作41mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!由CPU內部產(chǎn)生相應的控制信號：送到存儲器、輸入/輸出接口電路和其他部件微型計算機系統(tǒng)的其它部件也會在它們需要的時候向CPU發(fā)出各種請求信號：如中斷請求、總線請求等CPU的控制信號42mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!存儲單元的地址和內容位——計算機存儲信息的基本單位字節(jié):每8位組成一個字節(jié)字:16位雙字:32位每一個字節(jié)單元有一個存儲器地址，地址用二進制數(shù)表示，為無符號整數(shù)，書寫格式為16進制43mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!如用X表示某存儲單元的地址，則X單元的內容用（X）表示，假如X單元中存放著Y,則（X）=Y,而Y又是一個地址，則可用（Y）=((X))來表示Y單元的內容。字節(jié)

34H

12H

1EH2FH

0004H0005H1234H1235H

(0004)=1234H

(1234)=2F1EH((0004H))=2F1EH

例題44mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!CPU對內存的操作有讀、寫兩種讀操作是CPU將內存單元的內容取入CPU內部寫操作是CPU將其內部信息傳送到內存單元保存起來內存操作45mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!CPU的地址寄存器先把待尋址的地址信息放到地址總線上，地址譯碼器譯碼選中相應單元存儲器將數(shù)據(jù)寄存器中的內容放到數(shù)據(jù)總線上CPU向存儲器發(fā)出“寫”的控制信號，將該內容寫入尋址的地址的單元寫操作過程46mc10C01微型計算機概述共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!輸入輸出設備是指微型計算機上配備的I/O設備也稱為外部設備或外圍設備（簡稱外設），其功能是為微型計算機提供具體的輸入/輸出手段微型計算機上配置的標準輸入設備和標準輸出設備一般是指鍵盤和顯示器，二者又合稱為控制臺為了解決微型計算機與種類繁多的外設之間的信息交換，各種外設都通過相應的接口(Interface)電路與主機系統(tǒng)相連