第1章：微機緒論(lyz)(v10)

知識就是力量。電子計算機是這種力量的放大器。而把人類知識予以擴大的機器也會把一切方面的力量予以擴大。

－－費根鮑姆（美）

第一講：微型計算機原理及應(yīng)用

MicrocomputerPrinciple&Application

主講老師：廉迎戰(zhàn)副教授

課程簡介及要求

1.課程性質(zhì)及教學(xué)目的

《微計原理及應(yīng)用》是工科計算機及其相關(guān)專業(yè)的一門重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。本課程幫助學(xué)生掌握微型計算機的硬件組成及使用；學(xué)會運用匯編語言進行程序設(shè)計；樹立起計算機體系結(jié)構(gòu)的基本概念；為后繼的軟、硬件課程做好鋪墊。

課程簡介及要求

2.課程教學(xué)安排教學(xué)參考學(xué)時：46～56學(xué)時其中實驗學(xué)時：12～16學(xué)時考試形式：筆試+上機實踐操作3.教材內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)基本知識與基本概念計算機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理微處理器與微型計算機的概念微型計算機系統(tǒng)組成及其應(yīng)用計算機中的數(shù)據(jù)表示、數(shù)制與編碼的應(yīng)用

課程簡介及要求80X86微處理器微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)存儲器和I/O組織總線周期與操作時序指令系統(tǒng)與匯編語言指令的概念與尋址方式8086指令系統(tǒng)介紹匯編語言格式、基本表達、偽指令介紹匯編語言源程序的建立、編輯、運行、調(diào)試

課程簡介及要求匯編語言程序設(shè)計及其應(yīng)用程序設(shè)計的方法和步驟順序程序、分支程序、循環(huán)程序、子程序的設(shè)計中斷調(diào)用程序設(shè)計宏匯編與重復(fù)匯編匯編語言與高級語言的連接微型計算機接口和中斷微型計算機接口系統(tǒng)中斷825582538279

參考文獻指定教材：許立梓等編，微型計算機原理及應(yīng)用，北京：機械工業(yè)出版社，2003年1月

許立梓等編，微型計算機原理及應(yīng)用實驗指導(dǎo)書，北京：機械工業(yè)出版社，2003年1月

參考書：0.易先清等編，微型計算機原理與應(yīng)用，北京：電子工業(yè)出版社，2001年1月1.周明德，微型計算機IBMPC系統(tǒng)原理及應(yīng)用清華大學(xué)出版社2.王士元，IBMPC/XT接口技術(shù)及應(yīng)用 清華大學(xué)出版社3.譚浩強，IBMPC匯編語言程序設(shè)計清華大學(xué)出版社

學(xué)習(xí)方法1、了解微型計算機的組成及基本工作原理，建立微機系統(tǒng)。2、掌握匯編語言程序設(shè)計的基本方法。3、了解微機中的存貯器系統(tǒng)并掌握存貯芯片與CPU的連接方法。4、掌握中斷概念及中斷處理過程。5、了解I/O接口的基本功能和基本結(jié)構(gòu)，掌握可編程接口芯片的設(shè)定方法及應(yīng)用。6、了解總線技術(shù)及微型計算機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。第1章緒論1.1微處理器發(fā)展概況1.2微計算機的特點1.3處理器、計算機和系統(tǒng)1.4數(shù)值及轉(zhuǎn)換1.5微處理器內(nèi)數(shù)據(jù)表示形式本章重點

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發(fā)展歷史、發(fā)展前景、應(yīng)用領(lǐng)域、分類、性能指標

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系統(tǒng)組成，組成分類、軟和硬件基本結(jié)構(gòu)、基本結(jié)構(gòu)及工作原理

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數(shù)值及轉(zhuǎn)換

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微處理器內(nèi)數(shù)據(jù)表示形式

1.1微機發(fā)展概況1、前言巴貝奇分析機采用三個具有現(xiàn)代意義裝置：保存數(shù)據(jù)的寄存器（齒輪式裝置）；從寄存器取出數(shù)據(jù)進行運算的裝置，并且機器的乘法以累次加法來實現(xiàn)；控制操作順序、選擇所需處理的數(shù)據(jù)及輸出結(jié)果的裝置。1、前言1939年，阿塔納索夫提出計算機三原則：采用二進制進行運算；采用電子技術(shù)來實現(xiàn)控制和運算；采用把計算功能和存儲功能相分離的結(jié)構(gòu)。1939年，阿塔納索夫還設(shè)計并試制數(shù)字電子計算機的樣機“ABC機”，但未能完工。1、前言1940年，美國科學(xué)家維納闡述了自己對現(xiàn)代計算機的五點設(shè)計原則數(shù)字式而不是模擬式；以電子元件構(gòu)成并盡量減少機械裝置；采用二進制而不是十進制；內(nèi)部存放計算表；內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)。1、前言1946年馮·諾依曼提出計算機體系電子計算機應(yīng)該以二進制為運算基礎(chǔ)，是電子計算機應(yīng)采用“存儲程序”方式工作，整個計算機的結(jié)構(gòu)應(yīng)由五個部分組成：運算器、控制器、存儲器、輸入裝置和輸出裝置。

馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計算機

1946年6月，美籍匈牙利科學(xué)家馮·諾依曼（JoheVonNeumman）提出了“存儲程序”的計算機設(shè)計方案。其特點是：采用二進制數(shù)形式表示數(shù)據(jù)和計算機指令。指令和數(shù)據(jù)存儲在計算機內(nèi)部存儲器中，能自動依次執(zhí)行指令。由控制器、運算器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備5大部分組成計算機硬件。工作原理的核心是“存儲程序”和“程序控制”。按照這一原理設(shè)計的計算機稱為馮·諾依曼型計算機。馮·諾依曼提出的體系結(jié)構(gòu)奠定了現(xiàn)代計算機結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)，被譽為計算機發(fā)展史上的里程碑。

2、第一代計算機?？颂貫镋NIAC換電子管

1946：ENIAC永載史冊，1946年2月，美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生了世界上第一臺電子數(shù)字計算機：“埃尼阿克”（ENIAC，即ElectronicNumericalIntegratorandCalculator，電子數(shù)字積分計算機）。

ENIAC的不足：運算速度慢、存儲容量小、全部指令沒有存放在存儲器中、機器操作復(fù)雜、穩(wěn)定性差。2、第一代計算機（ENIAC）長30.48米，寬1米，占地面積170平方米，30個操作臺，約相當(dāng)于10件普通房間的大小，重達30噸，它使用18000個電子管，70000個電阻，10000個電容，1500個繼電器，6000多個開關(guān)，耗電量150千瓦，。每秒執(zhí)行5000次加法或400次乘法，是繼電器計算機的1000倍、手工計算的20萬倍。(而人最快的運算速度每秒僅5次加法運算)，還能進行平方和立方運算，計算正弦和余弦等三角函數(shù)的值及其它一些更復(fù)雜的運算。這樣的速度在當(dāng)時已經(jīng)是人類智慧的最高水平。3、第二代計算機晶體管肖克萊（左）、巴?。ㄖ校?、布拉頓（右）于1956年共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎。1959-1964：晶體管造就第二代計算機3、第二代計算機TRADIC美國貝爾實驗室于1954年研制成功第一臺使用晶體管的第二代計算機TRADIC。裝有800只晶體管，僅100瓦功率，占地也只有3立方英尺。相比采用定點運算的第一代計算機，第二代計算機普遍增加了浮點運算，計算能力實現(xiàn)了一次飛躍。IBM7090晶體管電腦

第二代電子計算機的典型代表4、第三代計算機（IC）1958年，美國物理學(xué)家基爾比和諾伊斯同時發(fā)明集成電路。1969年，法庭判決基爾比(左)和諾伊斯（右）為集成電路的共同發(fā)明人，他們都因此成為微電子學(xué)創(chuàng)始人并獲得巴倫坦獎?wù)隆?964-1970：集成電路使第三代計算機脫胎換骨IBMS/360S/360極強的通用性適用于各方面的用戶，它具有“360度”全方位的特點，并因此得名。開發(fā)S/360被稱為“世紀豪賭”，IBM為此投入了50億美元的研發(fā)費用，遠遠超過制造原子彈的“曼哈頓計劃”的20億美元。5、第四代計算機

從1970年至今的計算機基本上都屬于第四代計算機，它們都采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。隨著技術(shù)的進展，計算機開始分化成通用大型機、巨型機、小型機和微型機。格魯夫、諾依斯和摩爾Intel公司成立于1968年，Intel這個字是由“集成/電子(IntegratedElectronics)"兩個英文單詞組合成的，象征新公司將在集成電路市場上飛黃騰達1971：微處理器時代的開端1971年1月，Intel公司的霍夫研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片Intel4004，標志著第一代微處理器問世，微處理器和微機時代從此開始。因發(fā)明微處理器，霍夫被英國《經(jīng)濟學(xué)家》雜志列為“二戰(zhàn)以來最有影響力的7位科學(xué)家”之一。4004的樣子很像小蟲子4004的集成度只有2300個晶體管，功能其實比較弱，且計算速度較慢，以致只能用在Busicom計算器上，更不用說進行復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算了。不過比起第一臺電子計算機ENIAC來說，它已經(jīng)輕巧太多太多了。而且最大的歷史意義是，它是第一個通用型處理器

1972年4月，霍夫等人開發(fā)出第一個8位微處理器Intel8008。

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1973年8月，霍夫等人研制出8位微處理器Intel8080

主頻2MHz的8080芯片運算速度比8008快10倍，可存取64KB存儲器，使用了基于6微米技術(shù)的6000個晶體管，處理速度為0.64MIPS。80861978年6月，Intel推出4.77MHz的8086微處理器，標志著第三代微處理器問世。它采用16位寄存器、16位數(shù)據(jù)總線和29000個3微米技術(shù)的晶體管，售價360美元。8088：IBMPC的御用之選1979年，Intel推出4.77MHz的準16位微處理器8088。它在內(nèi)部以16位運行，但支持8位數(shù)據(jù)總線，采用現(xiàn)有的8位設(shè)備控制芯片，包含29000個3微米技術(shù)的晶體管，可訪問1MB內(nèi)存地址，速度為0.33MIPS。第一臺IBMPC早在1980年7月，一個負責(zé)“跳棋計劃”的13人小組秘密來到佛羅里達州波克羅頓鎮(zhèn)的IBM研究發(fā)展中心，開始開發(fā)后來被稱為IBMPC的產(chǎn)品。一年后的8月12日，IBM公司在紐約宣布第一臺IBMPC誕生第一臺IBMPC采用了主頻為4.77MHz的Intel8088，操作系統(tǒng)是Microsoft提供的MS-DOS。IBM將其命名為“個人電腦（PersonalComputer）”，不久“個人電腦”的縮寫“PC”成為所有個人電腦的代名詞。PC之父

IBM微電腦技術(shù)總設(shè)計師埃斯特利奇（DonEstridge）負責(zé)整個跳棋計劃的執(zhí)行，他的天才和辛勤工作直接導(dǎo)致了IBMPC的成功，并被后人尊稱為“PC之父”。不幸的是，4年后“PC之父”因乘坐的班機遭臺風(fēng)襲擊而英年早逝，沒能夠親眼目睹他所開創(chuàng)的巨大輝煌。

IBM如何開發(fā)PC“13人小組”項目實施工程名稱：跳棋計劃時間：1980年7月組長：BocaRaton 目標：確定PC方向市場：Apple公司ApplePC Tandy公司TRS-80樣機：1980年9月6日CPU—8085A無OS樣機名稱：PC市場化：1980年9月IBM同意生產(chǎn)PC機

IBM如何開發(fā)PCPC之父

PhillipDonEstridge：總體設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)銷售 最大貢獻：支持開放的系統(tǒng)。（任何設(shè)備都支持）PC機的體系結(jié)構(gòu)三總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)：DB、AB、CB(CPU、RAM、EPROM、IO）限制：總線的寬度

PC的OS對程序和數(shù)據(jù)只能使用64K的內(nèi)存開發(fā)操作系統(tǒng)Microsoft公司BillGates推薦Seattle公司設(shè)計OS為QDOS（quickanddirtyoperatingsystem）（OS為四種：CP/M、UCSDP-System、DUBBLE-UNIX）

IBM如何開發(fā)PC公布的IBMPC4.77mhz8088/8086CPU64KRAM5.25’’軟驅(qū)160KB盒帶存儲設(shè)備的內(nèi)部接口單色B或彩色C顯示器

IBM如何開發(fā)PCPC制造人類的神化PC家族成員81年IBMPC （8088）83年IBMPC/XT （8086）87年IBMPS/2 （286、386）90年IBMPS/1 （486、PI）PS/2確定四個標準微通道體系結(jié)構(gòu)視頻圖形陣列（VGA）標準3.5英寸磁盤101標準鍵盤Intel80286

1983年,Intel推出6MHz的Intel80286微處理器，采用16位數(shù)據(jù)總線。它提供了保護模式操作功能，最初的批發(fā)價為360美元。80386進入了32位元的世代

1985年10月，Intel推出16MHz80386DX微處理器Intel486（1988）

Pentium（586）Intel于1993年3月推出奔騰（Pentium）處理器PentiumMMX，支持多媒體技術(shù)的奔騰PentiumMMX是英特爾在Pentium內(nèi)核基礎(chǔ)上改進，最大的特點是增加了57條MMX指令。這些指令專門用來處理音視頻相關(guān)的計算，目的是提高CPU處理多媒體數(shù)據(jù)的效率。PentiumPro，面向工作站的處理器

11月1日，Intel推出PentiumPro微處理器，采用了一種新的總線接口Socket8。新的處理器對多媒體功能提供了很好的支持。PentiumII，芯片封裝有著巨大的改變

PentiumII首次引入了S.E.C封裝(SingleEdgeContact)技術(shù)，將高速緩存與處理器整合在一塊PCB板上。奔騰III處理器

1999年1月，Intel推出奔騰III處理器，其身份代碼可通過Internet讀取。Pentium4處理器

2000年英特爾發(fā)布了Pentium4處理器。用戶使用基于Pentium4處理器的個人電腦，可以創(chuàng)建專業(yè)品質(zhì)的影片，透過因特網(wǎng)傳遞電視品質(zhì)的影像，實時進行語音、影像通訊，實時3D渲染，快速進行MP3編碼解碼運算，在連接因特網(wǎng)時運行多個多媒體軟件。這是目前空前強大的個人電腦處理器產(chǎn)品，仍然在繼續(xù)銷售中。6、微處理器主要特點7、摩爾定律

摩爾預(yù)言，晶體管的密度每過18個月就會翻一番，這就是著名的摩爾定律。這個趨勢一直延續(xù)至今。在26年的時間里，芯片上的晶體管數(shù)量增加了3200多倍，從1971年推出的第一款4004的2300個增加到奔騰?II處理器的750萬個。外頻是CPU的基準頻率，單位也是MHz。CPU的外頻決定著整塊主板的運行速度。前端總線(FSB)頻率實質(zhì)上表示了CPU和外界數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?。?shù)據(jù)交換速度＝（FSB×數(shù)據(jù)帶寬）/8。8、微處理器幾個重要概念主頻也叫時鐘頻率，單位是MHz，用來表示CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度。CPU的主頻＝外頻×倍頻系數(shù)。CPU的主頻與CPU實際的運算能力是沒有直接關(guān)系的外頻與前端總線(FSB)頻率的區(qū)別：前端總線的速度指的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，外頻是CPU與主板之間同步運行的速度。也就是說，100MHz外頻特指數(shù)字脈沖信號在每秒鐘震蕩一千萬次；而100MHz前端總線指的是每秒鐘CPU可接受的數(shù)據(jù)傳輸量是100MHz×64bit÷8Byte/bit=800MB/s。主板的結(jié)構(gòu)中央處理單元CPU主存MEMORY主板接口卡總線插槽存儲子系統(tǒng)輸入輸出子系統(tǒng)主板：總線主板：接口掌握電腦在不借助或盡量少用軟件的情況下只憑借操作系統(tǒng)來實現(xiàn)我們的目的。管理識別電腦四大軟件接口BIOS注冊表/組策略設(shè)備管理器計算機管理（1）、BIOS與CMOSBIOS：通常指用于修改CMOS內(nèi)容的工具程序，這個程序固化在主板上的ROM中。它也包括如下程序：基本輸入輸出程序，系統(tǒng)信息設(shè)置，開機上電自檢程序和系統(tǒng)自舉程序。CMOS：用以存儲BIOS設(shè)定內(nèi)容的一顆IC元件。BIOS與CMOS的區(qū)別1、采用的存儲材料不同BIOS采用ROM芯片雖然現(xiàn)在采用了可擦寫只讀存儲器（flashROM），即使更新也需要用特殊的方法，或者用紫外線照射擦寫窗口，才能修改。CMOS本身采用低供電電壓可讀寫的RAM，需要不間斷的電源供電，以維持其存儲數(shù)據(jù)，否則，一旦掉電數(shù)據(jù)將丟失。2、存儲的內(nèi)容不同BIOS中始終固定保存微機正常運行所必須的基本輸入輸出程序（BIOSsetupprogram）、系統(tǒng)信息設(shè)置（systemsetup）、開機上電自檢程序（POST）和系統(tǒng)啟動自舉程序（systembootprogram）。CMOS中存儲著被固化工具程序BIOS修改過的系統(tǒng)的硬件配置和用戶對某些參數(shù)的設(shè)定值。（2）注冊表(regedit)注冊表是Windows系統(tǒng)中保存系統(tǒng)、應(yīng)用軟件配置的數(shù)據(jù)庫（3）組策略(gpedit.msc)組策略就是修改注冊表中的配置。組策略則將系統(tǒng)重要的配置功能匯集成各種配置模塊，供管理人員直接使用，從而達到方便管理計算機的目的。（4）、設(shè)備管理器和計算機管理1.2、計算機發(fā)展趨勢

1）．未來計算機的發(fā)展趨勢朝著微型計算機和巨型計算機兩級方向發(fā)展。當(dāng)前開發(fā)和研究的熱點是多媒體計算機。未來計算機發(fā)展的總趨勢是智能化計算機。今后計算機應(yīng)用的主流是計算機與通信相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。非馮·諾依曼型體系結(jié)構(gòu)的計算機是提高現(xiàn)代計算機性能的另一個研究焦點。

2）．新型計算機神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機：建立在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的基礎(chǔ)上，從內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)來模擬人腦的神經(jīng)系統(tǒng)。用簡單的數(shù)據(jù)處理單元模擬人腦的神經(jīng)元，并利用神經(jīng)元節(jié)點的分布式存儲和相互關(guān)聯(lián)來模擬人腦的活動。生物計算機：使用由生物工程技術(shù)產(chǎn)生的蛋白分子為材料的“生物芯片”，不僅具有巨大的存儲能力，而且能以波的形式傳播信息。由于它具備生物體的某些機能，所以更易于模擬人腦的機制。光子計算機：用光子代替電子，用光互連代替導(dǎo)線互連，用光硬件代替電子硬件，用光運算代替電子運算。3）.計算機與信息化信息化就是全面發(fā)展和利用現(xiàn)代信息技術(shù)，借以提高人類社會的生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)、生活等諸方面的效率和創(chuàng)造能力，使社會的物質(zhì)財富和精神文明得到最大提高。信息化特點信息成為重要的戰(zhàn)略資源信息產(chǎn)業(yè)成為最大的產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)成為社會的基礎(chǔ)信息信息化三大技術(shù)支柱計算機技術(shù)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.3、計算機的特點、分類及應(yīng)用

1)．計算機的特點運算速度快：PC機每秒種可以處理幾百萬條指令，巨型機的運算速度可以達到幾億次以上。計算精度高：普通微型計算機的計算精度已達到32~64位二進制數(shù)。具有“記憶”和邏輯判斷功能：“記憶”功能指的是計算機能夠存儲大量信息，供用戶隨時檢索和查詢。邏輯判斷功能指的是計算機不僅能夠進行算術(shù)運算，還能進行邏輯運算和實踐推理。記憶功能、算術(shù)運算和邏輯運算相結(jié)合，使得計算機能夠模仿人類的某些智能活動，成為人類腦力延伸的工具，計算機又稱為“電腦”。

能自動運行并且具備人機交互功能：自動運行是把問題編成程序輸入計算機中，發(fā)出運行指令后，計算機便在該程序控制下依次逐條執(zhí)行，不再需要人工干預(yù)。人機交互則是在人想要干預(yù)時，采用人機對話形式，有針對性地解決問題。

2)．計算機分類個人計算機：面向個人或家庭使用的低檔微型計算機。工作站：介于PC機和小型機之間的高檔微型機。小型計算機：結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、易維護和使用。其規(guī)模和設(shè)置可以滿足一個中小型部門的工作需要。主機：具有大容量存儲器，多種類型的I/O通道，能同時支持批處理和分時處理等多種工作方式。其規(guī)模和配置可以滿足一個大中型部門的工作需要。小巨型計算機：也稱為桌上型超級計算機。最大的特點是價格便宜，并且具有較好的性能價格比。巨型計算機：也稱為超級計算機。具有極高的性能和極大的規(guī)模，價格昂貴，多用于尖端科技領(lǐng)域。微型計算機的分類

1．按照CPU的字長來分類有4位、8位、16位、32位、64位微型計算機等。2．按照微處理器器件的工藝來分類可分成MOS工藝、雙極型TTL工藝的微處理器。3．按照微型計算機的利用形態(tài)來分類

有單片機、單板機、位片機、微機系統(tǒng)等。

3．計算機的應(yīng)用

科學(xué)計算：也稱為數(shù)值計算，是指用計算機來解決科學(xué)研究和工程技術(shù)中所提出的復(fù)雜的數(shù)學(xué)及數(shù)值計算問題。數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理也稱為信息處理，是人們利用計算機對所獲取的信息進行采集、記錄、整理、加工、存儲和傳輸，并進行綜合分析等。過程控制：過程控制是用傳感器在現(xiàn)場采集受控對象的數(shù)據(jù)，通過比較器求出與設(shè)定數(shù)據(jù)的偏差，由計算機按控制模型進行計算，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，驅(qū)動伺服裝置對受控對象進行控制和調(diào)整。計算機輔助系統(tǒng)：是采用計算機進行各種輔助功能的系統(tǒng)。例如，CAD、CAM、CAT、CAE和CAI等。人工智能：是用計算機執(zhí)行某些與人的智能活動有關(guān)的復(fù)雜功能，模擬人類的某些智力活動，如圖形和聲音的識別，推理和學(xué)習(xí)的過程。3)．計算機應(yīng)用4）.微型計算機的性能指標介紹

位：這是計算機中所表示的最基本、最小的數(shù)據(jù)單元。字長：是計算機在交換、加工和存放信息時的最基本的長度。字節(jié)（Byte）：是計算機中通用的基本單元，由8個二進制位組成。字：是計算機內(nèi)部進行數(shù)據(jù)處理的基本單位。主頻：也稱時鐘頻率，是指計算機中時鐘脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的頻率。訪存空間：是該微處理器構(gòu)成的系統(tǒng)所能訪問的存儲單元數(shù)。指令數(shù)：構(gòu)成微型計算機的操作命令數(shù)?；局噶顖?zhí)行時間：計算機執(zhí)行程序所花的時間。可靠性：指計算機在規(guī)定時間和條件下正常工作不發(fā)生故障的概率。兼容性：指計算機硬件設(shè)備和軟件程序可用于其他多種系統(tǒng)的性能。性能價格比：是衡量計算機產(chǎn)品優(yōu)劣的綜合性指標。

1.4、微計算機系統(tǒng)的層次微處理器(Microprocessor)微型計算機(Microcomputer)微計算機系統(tǒng)(Microcomputersystem)微控制器(1)微處理器(Microprocessor)不包含微型計算機硬件的全部功能，但它是微型計算機控制、處理的核心。單片VLSI電路，體系結(jié)構(gòu)技術(shù)、工作頻率已達空前高的水平（8M~1KM）。主流微處理器具有通用性，不僅用于微型機也用于工作站及超級計算機。由算術(shù)、邏輯部件、寄存器、控制器部件組成。通用寄存器專用寄存器控制、邏輯ALUAB內(nèi)部總線微處理器結(jié)構(gòu)框圖數(shù)據(jù)緩沖器DR指令寄存器IR指令譯碼器ID定時與控制MUXALUATMP加/減1器地址鎖存器PCLHEDCB標志寄存器F地址緩沖器AR8位微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(2)微型計算機微處理器：執(zhí)行指令的核心。存儲器：存指令、數(shù)據(jù)、結(jié)果。外圍接口：并口、串口、I2接口、CAN、 DMA、聲音接口等。系統(tǒng)總線：總線分類：片內(nèi)部、外部總線 結(jié)構(gòu)形式：哈佛、馮.諾依曼 信息類別：數(shù)據(jù)、地址、控制 功能任務(wù)：模塊連接信息通路 (3)微計算機系統(tǒng)微計算機：微處理器、存儲器、外圍接口 系統(tǒng)總線軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)軟件、中間軟件、應(yīng)用軟件外部設(shè)備：軟驅(qū)、硬驅(qū)、光驅(qū)、鍵盤 鼠標、顯示器。輔助備件：電源、機箱、控制面板。

算術(shù)邏輯單元ALU

寄存器AX、~、FX

控制器FX1、FX2數(shù)據(jù)總線DB地址總線AB控制總線CB只讀存儲器ROM、PROM、EPROM、EEPROM隨機訪問存儲器RAM、SRAM、DRAM、NVRAM串行輸入輸出接口并行輸入輸出接口外存儲器接口顯示器接口等等鍵盤、鼠標顯示示器、打印機軟磁盤驅(qū)動器硬磁盤驅(qū)動器光盤驅(qū)動器等等微處理器系統(tǒng)總線內(nèi)存儲器外圍接口電路電源、機箱、控制面板系統(tǒng)監(jiān)控、OS、診斷程序機器、匯編、高級中間件應(yīng)用（軟件包、DBS）軟件外圍設(shè)備微型計算機系統(tǒng)微型計算機

硬件微處理器，微計算機，微計算機系統(tǒng)三者關(guān)系CP微型計算機系統(tǒng)的三個層次微處理器CPU＋寄存器（Registers）的特殊存儲器集成在一片大規(guī)模集成電路之中微型計算機以微處理器+RAM/ROM+I/O接口（馮.諾伊曼結(jié)構(gòu)）微型計算機系統(tǒng)以微型計算機＋硬件（外圍設(shè)備）＋軟件（控制微型計算機工作的）4）、計算機結(jié)構(gòu)輸入設(shè)備運算器控制器輸入信息輸出設(shè)備輸出信息讀出讀出外存儲器寫入內(nèi)存儲器寫入取出指令數(shù)據(jù)信息控制信息微型計算機CPU+內(nèi)存+I/O接口外圍設(shè)備中央處理器CPU微處理器(up):

組成：A、（B、C、D、E、H、L、PC、F）、ALU、控制、數(shù)據(jù)地址緩沖器、片內(nèi)總線。功能：算術(shù)、邏輯運算；系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制等。存儲器（RAM、EPROM） 組成：存儲體、地址寄存器、地址譯碼器、數(shù)據(jù)緩沖器、控制電路。 功能：存放數(shù)據(jù)和代碼。IO功能芯片 組成：IO、COM、PIO、CAN、INT、DMA、TIMER。 功能：IO部分功能?？偩€（DB、AB、CB）

DB： 功能：傳送數(shù)據(jù)；寬度與CPU位數(shù)相同。

DB是雙向，表示形式（D0~D7） 數(shù)據(jù)={廣義：數(shù)據(jù)、代碼、狀態(tài)} AB： 功能：傳送地址；寬度決定CPU尋址的范圍，取決于RAM的大小。

DB是單向，表示形式（A0~A15）

CB： 功能：傳送控制信息；-RD、-WR、-PS、中斷、請求、等待等。

DB是單向，表示形式（C0~C5）（1）硬件是基礎(chǔ)，軟件依賴于硬件的存在而發(fā)生作用。（2）軟件是靈魂，是硬件功能的擴充和完善。（3）硬件和軟件相互滲透，相互促進，并可以相互轉(zhuǎn)化。5）、軟硬件之間的相互關(guān)系6）、微計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型計算機CPU存儲器時鐘和電源7）、指令的執(zhí)行過程微機工作過程Eg:5CH+2EH=8AH 編制程序：

ORG1000HMOV A，5CH ADD A，2EH JOL1MOV(0200H),AL1:HALT機器語言：地址：程序機器碼：

1000HMOVA，5CHB0H 5CH1002HADDA，2EH 04H 2EH1004H JOL170H0AH10H1007HMOV(0200H),A A2H00H02H100AHL1:HALTF4H程序過程：

第一步：取指令ＰＣ＝０；ＰＣ＝ＰＣ＋１ＡＲ＝０ＡＤ＝０（地址譯碼器）定時控制器產(chǎn)生片選控制信號ＤＢ上的指令第二步：譯碼ＤＲ＝指令ＩＲ＝指令ＩＤ＝指令第三步：形成控制命令第四步：執(zhí)行在ＲＡＭ中取０３Ｈ數(shù)本指令執(zhí)行完成第五步：下一條指令注意：PC是程序執(zhí)行控制器，PC值決定CPU取哪條指令執(zhí)行；PC=PC+１時鐘=CPU的“驅(qū)動器”1)位（bit）是計算機所能表示的最小最基本的數(shù)據(jù)單位，它指的是取值只能為0或1的一個二進制數(shù)值位。位作為單位時記作b2)字節(jié)（byte）由8個位二進制位組成，通常用作計算存儲容量的單位。字節(jié)作為單位時記作B,是衡量計算機所容納信息量多少的單位。1.5、數(shù)制及轉(zhuǎn)換

位和字節(jié)例如：一張3.5英寸的軟盤容量為1.44MB，它是否能存儲1500000字節(jié)的內(nèi)容？即表示該軟盤可存儲：1.44×1024×1024≈1509949字節(jié)1M＝1024×1024＝1048576十進制碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9位權(quán)：10規(guī)則：逢十進一 二進制碼：0、1位權(quán)：2規(guī)則：逢二進一 八進制碼：0、1、2、3、4、5、6、7位權(quán)：8規(guī)則：逢八進一 十六進制碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F位權(quán)：16規(guī)則：逢十六進一 1、數(shù)制2、轉(zhuǎn)換十進制相互轉(zhuǎn)換二進制 （1）、十——二 分：整數(shù)、小數(shù) 整數(shù)： 法則：用2除取余數(shù)（Ao--An） 小數(shù)： 法則：用2乘取整數(shù)（An--Ao） （2）、二——十 法則：按權(quán)展開相加 二進制相互轉(zhuǎn)換八、十六進制 （1）、二——八

3位二進制=1位八進制 （2）、二——十六

4位二進制=1位十六進制1.6、計算機內(nèi)數(shù)及編碼數(shù)機器數(shù)與真值 （1）、真值

eg.N1=+1001101 N2=-1001101

（2）、機器數(shù)

eg.N1=01001101“+”=0表示

N2=11001101“-”=1表示帶符號數(shù)與無符號數(shù)

（八位數(shù) ）eg:

符號位數(shù)值

011010011.6、計算機內(nèi)數(shù)及編碼編碼原碼、補碼與反碼 （1）、原碼 （機