第1章 微型計(jì)算機(jī)概述

1、微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù) 主講：陳 飛 E-mail: Tel歡迎選課歡迎選課 微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù) 課程簡(jiǎn)介及要求課程簡(jiǎn)介及要求 1. 課程性質(zhì)及教學(xué)目的 微機(jī)原理與接口技術(shù)是工科自動(dòng) 化及其相關(guān)專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)技術(shù)基 礎(chǔ)課程。 本課程幫助學(xué)生掌握微型計(jì)算機(jī)的硬 件組成及使用；學(xué)會(huì)運(yùn)用匯編語(yǔ)言進(jìn)行程 序設(shè)計(jì)；樹(shù)立起計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本概 念；為后繼的軟、硬件課程做好鋪墊。 微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù) 課程簡(jiǎn)介及要求課程簡(jiǎn)介及要求 2. 課程教學(xué)安排 教學(xué)參考學(xué)時(shí)：80學(xué)時(shí) 其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：16學(xué)時(shí) 考試形式：筆試 3. 教材內(nèi)

2、容體系結(jié)構(gòu) 基本知識(shí)與基本概念 計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 微處理器與微型計(jì)算機(jī)的概念 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及其應(yīng)用 計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示、數(shù)制與編碼的應(yīng)用 微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù) 課程簡(jiǎn)介及要求課程簡(jiǎn)介及要求 80X86微處理器 微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 存儲(chǔ)器和I/O組織 總線周期與操作時(shí)序 指令系統(tǒng)與匯編語(yǔ)言 指令的概念與尋址方式 8086指令系統(tǒng)介紹 匯編語(yǔ)言格式、基本表達(dá)、偽指令介紹 匯編語(yǔ)言源程序的建立、編輯、運(yùn)行、調(diào)試 微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù) 課程簡(jiǎn)介及要求課程簡(jiǎn)介及要求 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)及其應(yīng)用 程序設(shè)計(jì)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(jì)

3、中斷調(diào)用程序設(shè)計(jì) 宏匯編與重復(fù)匯編 微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù) 課程簡(jiǎn)介及要求課程簡(jiǎn)介及要求 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器的分類 存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo) 存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu) CPU與存儲(chǔ)器的連接 微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù) 課程簡(jiǎn)介及要求課程簡(jiǎn)介及要求 輸入輸出和中斷技術(shù) I/O端口的編址 輸入輸出的基本方法 中斷基本概念 8086/8088中斷系統(tǒng) 8259中斷控制器 微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù) 課程簡(jiǎn)介及要求課程簡(jiǎn)介及要求 常用數(shù)字接口電路 接口電路概述 可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253 可編程并行接口8255 可編程串行通信接口8251 微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原

4、理與接口技術(shù) 課程簡(jiǎn)介及要求課程簡(jiǎn)介及要求 模擬量的輸入輸出 模擬量輸入輸出通道的組成 D/A轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換器 本章主要教學(xué)內(nèi)容本章主要教學(xué)內(nèi)容 l l 計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類、基本結(jié)構(gòu)及工作原理計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類、基本結(jié)構(gòu)及工作原理 l l 微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展、微處理器系統(tǒng)微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展、微處理器系統(tǒng) l l 微型計(jì)算機(jī)的分類、性能指標(biāo)微型計(jì)算機(jī)的分類、性能指標(biāo) l l 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 第第第第第第1 1 1 1 1 1章章章章章章 微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述 第第

5、第第第第1 1 1章章章章章章 微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述 本章教學(xué)目的及要求本章教學(xué)目的及要求 l l 熟悉計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史、發(fā)展前景、工作特點(diǎn)、熟悉計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史、發(fā)展前景、工作特點(diǎn)、 組成分類、應(yīng)用領(lǐng)域等相關(guān)知識(shí)組成分類、應(yīng)用領(lǐng)域等相關(guān)知識(shí) l l 掌握計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理掌握計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 l l 熟悉熟悉微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展，掌握微型計(jì)算機(jī)微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展，掌握微型計(jì)算機(jī) 的分類、性能指標(biāo)的分類、性能指標(biāo) l l 掌握微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，軟、硬件基本結(jié)構(gòu)掌握微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，軟、硬件基本結(jié)構(gòu) l l

6、熟悉微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用熟悉微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用 第第第第第第1 1 1 1 1 1章章章章章章 微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述 1.2 計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 1.3 微型計(jì)算機(jī)的基本概念 1.5 微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 1.4 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 1.1 1.1 1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用 1.1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史 1第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī) 1946年2月，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生了世界上第一臺(tái)電

7、子數(shù)字計(jì)算機(jī)：“埃尼阿克”（ENIAC，即Electronic Numerical Integrator and Calculator，電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)）。 重量30噸，占地170平方米，每小時(shí)耗電150千瓦，價(jià)值約 40萬(wàn)美元。 采用18000只電子管，70000個(gè)電阻，10000支電容， 研制時(shí)間近三年，運(yùn)算速度為每秒5000次加減法運(yùn)算。 ENIAC的不足：運(yùn)算速度慢、存儲(chǔ)容量小、全部指令沒(méi) 有存放在存儲(chǔ)器中、機(jī)器操作復(fù)雜、穩(wěn)定性差 。 2 2馮馮諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī) 1946年6月，美籍匈牙利科學(xué)家馮諾依曼（Johe Von Neumman）提出了“存儲(chǔ)程序”的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)

8、方案。 其特點(diǎn)是： 采用二進(jìn)制數(shù)形式表示數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)指令。 指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器中，能自動(dòng)依次執(zhí)行 指令。 由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備5大部分 組成計(jì)算機(jī)硬件。 工作原理的核心是“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”。 按照這一原理設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)稱為馮諾依曼型計(jì)算機(jī)。 馮諾依曼提出的體系結(jié)構(gòu)奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)理論的基 礎(chǔ)，被譽(yù)為計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑。 3 3按邏輯部件劃分的計(jì)算機(jī)發(fā)展階段按邏輯部件劃分的計(jì)算機(jī)發(fā)展階段 按電子部件的演變經(jīng)歷了四代： （1）第一代（1946年1958年）： 電子管計(jì)算機(jī) 特點(diǎn)：體積大、耗電多、運(yùn)算速度慢，存儲(chǔ)容量小。 （2）第二代（1959年1

9、964年）： 晶體管計(jì)算機(jī) 特點(diǎn)：體積減小，重量輕、省電、壽命長(zhǎng)、可靠性提高，運(yùn) 算速度可達(dá)每秒百萬(wàn)次。 （3）第三代（1965年1970年）：中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) 特點(diǎn)：存儲(chǔ)容量14兆字節(jié)。運(yùn)算速度每秒幾百萬(wàn)至千萬(wàn)次 ，可靠性有較大提高，體積進(jìn)一步縮小，成本進(jìn)一步降低，出現(xiàn) 了向大型化和小型化發(fā)展的趨勢(shì)。 （4）第四代（1971年-）： 大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) 大規(guī)模集成電路使計(jì)算機(jī)發(fā)生了巨大的變化，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 的集成度越來(lái)越高。Intel公司推出了微處理器，誕生了微型計(jì) 算機(jī)，使計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)容量、運(yùn)算速度、可靠性、性能價(jià)格比等 方面都比上一代計(jì)算機(jī)有較大突破。 4 4按計(jì)算機(jī)應(yīng)

10、用劃分的計(jì)算機(jī)發(fā)展階段按計(jì)算機(jī)應(yīng)用劃分的計(jì)算機(jī)發(fā)展階段 （1）超、大、中、小型計(jì)算機(jī)階段（1946年1980年） 采用計(jì)算機(jī)來(lái)代替人的腦力勞動(dòng)，提高了工作效率，能夠解 決較復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。 （2）微型計(jì)算機(jī)階段（1981年1990年） 微型計(jì)算機(jī)大量普及，幾乎應(yīng)用于所有領(lǐng)域，對(duì)世界科技和 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。 （3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段（1991年至今） 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為人類實(shí)現(xiàn)資源共享提供了有力的幫助，從而促 進(jìn)了信息化社會(huì)的到來(lái)，實(shí)現(xiàn)了遍及全球的信息資源共享。 1.1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 1未來(lái)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)未來(lái)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 朝著微型計(jì)算機(jī)和巨型計(jì)算機(jī)兩級(jí)方向發(fā)展。 當(dāng)

11、前開(kāi)發(fā)和研究的熱點(diǎn)是多媒體計(jì)算機(jī)。 未來(lái)計(jì)算機(jī)發(fā)展的總趨勢(shì)是智能化計(jì)算機(jī)。 今后計(jì)算機(jī)應(yīng)用的主流是計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)是提高現(xiàn)代計(jì)算機(jī)性 能的另一個(gè)研究焦點(diǎn)。 2 2新型計(jì)算機(jī)新型計(jì)算機(jī) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)：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(lái)模擬人腦的神經(jīng)系統(tǒng)。用簡(jiǎn)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(diǎn)的分布 式存儲(chǔ)和相互關(guān)聯(lián)來(lái)模擬人腦的活動(dòng)。 生物計(jì)算機(jī)：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(chǔ)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(jī)能， 所以更易于模擬人腦的機(jī)制。 光子計(jì)

12、算機(jī)：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(yùn)算代替電子運(yùn)算。 3計(jì)算機(jī)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(huì)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(huì)的物質(zhì)財(cái)富和精神文明得到最大提高。 信息化特點(diǎn) 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(huì)的基礎(chǔ)信息 信息化三大技術(shù)支柱 計(jì)算機(jī)技術(shù) 通信技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 1.1.3 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用 1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 運(yùn)算速度快：PC機(jī)每秒種可以處理幾百萬(wàn)條指 令，巨型機(jī)的運(yùn)算速度可以達(dá)到幾億次以上。 計(jì)算精度高：普通微型計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度已達(dá) 到32

13、64位二進(jìn)制數(shù)。 具有“記憶”和邏輯判斷功能：“記憶”功能 指的是計(jì)算機(jī)能夠存儲(chǔ)大量信息，供用戶隨時(shí) 檢索和查詢。邏輯判斷功能指的是計(jì)算機(jī)不僅 能夠進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，還能進(jìn)行邏輯運(yùn)算和實(shí)踐 推理。記憶功能、算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算相結(jié)合， 使得計(jì)算機(jī)能夠模仿人類的某些智能活動(dòng)，成 為人類腦力延伸的主要工具，所以計(jì)算機(jī)又稱 為“電腦”。 能自動(dòng)運(yùn)行并且具備人機(jī)交互功能：自動(dòng)運(yùn) 行是把問(wèn)題編成程序輸入計(jì)算機(jī)中，發(fā)出運(yùn)行 指令后，計(jì)算機(jī)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(jī)交互則是在人想 要干預(yù)時(shí)，采用人機(jī)對(duì)話形式，有針對(duì)性地解 決問(wèn)題。 2 計(jì)算機(jī)的分類 個(gè)人計(jì)算機(jī)：面向個(gè)人或家庭使用的低檔

14、微型計(jì)算機(jī)。 工作站：介于PC機(jī)和小型機(jī)之間的高檔微型機(jī)。 小型計(jì)算機(jī)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、易維護(hù)和使用。 其規(guī)模和設(shè)置可以滿足一個(gè)中小型部門(mén)的工作需要。 主機(jī)：具有大容量存儲(chǔ)器，多種類型的I/O通道，能同 時(shí)支持批處理和分時(shí)處理等多種工作方式。其規(guī)模和 配置可以滿足一個(gè)大中型部門(mén)的工作需要。 小巨型計(jì)算機(jī)：也稱為桌上型超級(jí)計(jì)算機(jī)。最大的特 點(diǎn)是價(jià)格便宜，并且具有較好的性能價(jià)格比。 巨型計(jì)算機(jī)：也稱為超級(jí)計(jì)算機(jī)。具有極高的性能和 極大的規(guī)模，價(jià)格昂貴，多用于尖端科技領(lǐng)域。 3 3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 科學(xué)計(jì)算：也稱為數(shù)值計(jì)算，是指用計(jì)算機(jī)來(lái)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

15、計(jì)算問(wèn)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(jì)算機(jī) 對(duì)所獲取的信息進(jìn)行采集、記錄、整理、加工、存儲(chǔ)和傳 輸，并進(jìn)行綜合分析等。 過(guò)程控制：過(guò)程控制是用傳感器在現(xiàn)場(chǎng)采集受控對(duì)象的數(shù) 據(jù)，通過(guò)比較器求出與設(shè)定數(shù)據(jù)的偏差，由計(jì)算機(jī)按控制 模型進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)伺服裝置對(duì)受 控對(duì)象進(jìn)行控制和調(diào)整。 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)：是采用計(jì)算機(jī)進(jìn)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(jì)算機(jī)執(zhí)行某些與人的智能活動(dòng)有關(guān)的復(fù) 雜功能，模擬人類的某些智力活動(dòng)，如圖形和聲音的識(shí)別， 推理和學(xué)習(xí)的過(guò)程。 1.2 1.2 1.2 計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

16、計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 1.2.1 計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 運(yùn)算器 存儲(chǔ)器輸出設(shè)備輸入設(shè)備 控制器 程序和 原始數(shù)據(jù) 計(jì)算結(jié)果 v各部分的主要功能： （1）輸入設(shè)備：用于輸入原始信息和處理信息的程序。如鍵 盤(pán)、鼠標(biāo)器和掃描儀等。 （2）輸出設(shè)備：用來(lái)輸出計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果及程序清單。如 顯示器和打印機(jī)。 （3）存儲(chǔ)器：用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。在控制器的控制下，可 與輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、控制器交換信息，是計(jì)算 機(jī)中各種信息存儲(chǔ)和交流的中心。 （4）運(yùn)算器：用來(lái)對(duì)信息及數(shù)據(jù)進(jìn)行處

17、理和計(jì)算。也稱為算 術(shù)邏輯部件ALU（Arithmetic and Logic Unit）。 （5）控制器：是整個(gè)計(jì)算機(jī)的指揮中心，用來(lái)指揮計(jì)算機(jī)各 部件的操作，使其協(xié)調(diào)一致地工作。 計(jì)算機(jī)中的兩類信息：一類是采用雙線表示的數(shù)據(jù)信息流， 它包括原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、計(jì)算結(jié)果和程序中的指令；另 一類是采用單線表示的控制信息流，它是控制器發(fā)出的各種 操作命令。 1.2.2 計(jì)算機(jī)的工作原理 1存儲(chǔ)程序原理存儲(chǔ)程序原理 把事先編制好的由計(jì)算機(jī)指令組成的程序存放到 存儲(chǔ)器內(nèi)，計(jì)算機(jī)在運(yùn)算時(shí)依次取出指令，根據(jù)指令 的功能進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，這就是存儲(chǔ)程序原理。 2程序的自動(dòng)執(zhí)行程序的自動(dòng)執(zhí)行 程序在執(zhí)行前先裝

18、入內(nèi)存儲(chǔ)器，CPU負(fù)責(zé)從內(nèi)存 中逐條取出指令，分析識(shí)別指令，最后執(zhí)行指令，從 而完成一條指令的執(zhí)行周期。 程序的執(zhí)行流程： 取指令分析指令執(zhí)行指令。 1.3 1.3 微型計(jì)算機(jī)的基本概念微型計(jì)算機(jī)的基本概念 1.3.1 1.3.1 微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展 將傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器和控制器集成在一塊大規(guī)模集成電 路 芯 片 上 作 為 中 央 處 理 部 件 ， 簡(jiǎn) 稱 為 微 處 理 器 （Microprocessor）。微型計(jì)算機(jī)是以微處理器為核心，再 配上存儲(chǔ)器、接口電路等芯片構(gòu)成的。 按照計(jì)算機(jī)CPU、字長(zhǎng)和功能劃分，經(jīng)歷了5代的演變: 第一代（1971年1973年）：4位

19、和8位低檔微處理器 第二代（1974年1978年）：8位中高檔微處理器 第三代（1978年1980年）：16位微處理器 第四代（1981年1992年）：32位微處理器 第五代（1993年以后）：全新高性能奔騰系列微處理器 1.3.2 微型計(jì)算機(jī)的分類微型計(jì)算機(jī)的分類 1按照按照CPU的字長(zhǎng)來(lái)分類的字長(zhǎng)來(lái)分類 有4位、8位、16位、32位、64位微型計(jì)算機(jī)等。 2按照微處理器器件的工藝來(lái)分類按照微處理器器件的工藝來(lái)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(jì)算機(jī)的利用形態(tài)來(lái)分類按照微型計(jì)算機(jī)的利用形態(tài)來(lái)分類 有單片機(jī)、單板機(jī)、多板機(jī)等。 1.3.3 微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)介紹

20、微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)介紹 位：位：這是計(jì)算機(jī)中所表示的最基本、最小的數(shù)據(jù)單元。 字長(zhǎng)：字長(zhǎng)：是計(jì)算機(jī)在交換、加工和存放信息時(shí)的最基本的長(zhǎng)度。 字節(jié)（字節(jié)（ByteByte）：）：是計(jì)算機(jī)中通用的基本單元，由8個(gè)二進(jìn)制位組成。 字：字：是計(jì)算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基本單位。 主頻：主頻：也稱時(shí)鐘頻率，是指計(jì)算機(jī)中時(shí)鐘脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的頻率。 訪存空間：訪存空間：是該微處理器構(gòu)成的系統(tǒng)所能訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元數(shù)。 指令數(shù)：指令數(shù)：構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)的操作命令數(shù)。 基本指令執(zhí)行時(shí)間：基本指令執(zhí)行時(shí)間：計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序所花的時(shí)間。 可靠性：可靠性：指計(jì)算機(jī)在規(guī)定時(shí)間和條件下正常工作不發(fā)生故障的概率。 兼容性：兼容性

21、：指計(jì)算機(jī)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(jià)格比：性能價(jià)格比：是衡量計(jì)算機(jī)產(chǎn)品優(yōu)劣的綜合性指標(biāo)。 1.4 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 1.4.1 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu) 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成 ： 硬件 微計(jì)算機(jī) 外圍設(shè)備 微處理器 內(nèi)存儲(chǔ)器 I/O接口電路 系統(tǒng)總線 外部設(shè)備 過(guò)程I/O通道 軟件 系統(tǒng)軟件 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 應(yīng)用軟件：軟件包，數(shù)據(jù)庫(kù) 機(jī)器語(yǔ)言 匯編語(yǔ)言 高級(jí)語(yǔ)言 監(jiān)控程序 操作系統(tǒng) 編輯程序 解釋程序 編譯程序 診斷程序 硬件系統(tǒng)是由電子部件和機(jī)電裝置

22、所組成的計(jì)算機(jī) 實(shí)體。 硬件的基本功能是接受計(jì)算機(jī)程序，并在程序 的控制下完成數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理和輸出結(jié)果等任 務(wù)。 軟件系統(tǒng)是指為計(jì)算機(jī)運(yùn)行工作服務(wù)的全部技術(shù)資 料和各種程序。 軟件系統(tǒng)基本功能保證計(jì)算機(jī)硬件的功能得以 充分發(fā)揮，并為用戶提供一個(gè)寬松的工作環(huán)境。 計(jì)算機(jī)的硬件和軟件二者缺一不可，否則不能 正常工作 。 1.4.2 微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 微處理器 CPU 存儲(chǔ)器RAM 接口電路 時(shí)鐘 外存I/O設(shè)備 接口電路 存儲(chǔ)器ROM 數(shù)據(jù)總線（雙向） 地址總線（單向） 控制總線 各組成模塊及其功能：各組成模塊及其功能： 1中央處理單元中央處理單元 中央處理單元CPU（

23、Control Processing Unit）是微 型計(jì)算機(jī)的核心部件，是包含有運(yùn)算器、控制器、寄存 器組以及總線接口等部件的一塊大規(guī)模集成電路芯片， 俗稱微處理器。 2主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器 主存儲(chǔ)器是微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)程序、原始數(shù)據(jù)、中 間結(jié)果和最終結(jié)果等各種信息的部件。 按其功能和性能，可以分為： 隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM（Random Access Memory） 只讀存儲(chǔ)器ROM（Read Only Memory） 3系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 系統(tǒng)總線是CPU與其他部件之間傳送數(shù)據(jù)、地址和控制 信息的公共通道。根據(jù)傳送內(nèi)容可分成以下3種： 數(shù)據(jù)總線DB（Data Bus）：用于CPU與主存儲(chǔ)器、CPU 與

24、I/O接口之間傳送數(shù)據(jù)。 地址總線AB（Address Bus）：用于CPU訪問(wèn)主存儲(chǔ)器和 外部設(shè)備時(shí)，傳送相關(guān)的地址。 控制總線CB（Control Bus）：用于傳送CPU對(duì)主存儲(chǔ)器 和外部設(shè)備的控制信號(hào)。 4輸入輸出接口電路輸入輸出接口電路 輸入/輸出接口電路也稱為I/O（Input /Output）電路，即 通常所說(shuō)的適配器、適配卡或接口卡。它是微型計(jì)算機(jī)外 部設(shè)備交換信息的橋梁。 5主機(jī)板主機(jī)板 主機(jī)板也稱為系統(tǒng)主板或簡(jiǎn)稱主板。主機(jī)板上有CPU 芯片、內(nèi)存槽、擴(kuò)展槽、各種跳線和一些輔助電路。 6外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器 分為軟磁盤(pán)、硬磁盤(pán)、光盤(pán)存儲(chǔ)器。 磁盤(pán)存儲(chǔ)器由磁盤(pán)、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)器接

25、口電路組成， 統(tǒng)稱為磁盤(pán)機(jī)。 光盤(pán)存儲(chǔ)器是由光盤(pán)、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和接口電路組成。 7輸入輸入/輸入設(shè)備輸入設(shè)備 計(jì)算機(jī)最常用的輸入設(shè)備是鍵盤(pán)和鼠標(biāo)。 計(jì)算機(jī)最常用的輸出設(shè)備是顯示器和打印機(jī)。 1.4.3 微型計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)軟件是指支持計(jì)算機(jī)運(yùn)行的各種程序，以及開(kāi)發(fā)、 使用和維護(hù)這些程序的各種技術(shù)資料的總稱。 軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成，它們形成層次關(guān)系。 處在內(nèi)層的軟件要向外層軟件提供服務(wù)，外層軟件必須在 內(nèi)層軟件支持下才能運(yùn)行。 系統(tǒng)軟件的主要功能是簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)操作，充分發(fā)揮硬件功 能，支持應(yīng)用軟件的運(yùn)行并提供服務(wù)。 應(yīng)用軟件處于軟件系統(tǒng)的最外層，直接面向用戶，

26、為用戶 服務(wù)。應(yīng)用軟件是為了解決各類應(yīng)用問(wèn)題而編寫(xiě)的程序， 包括用戶編寫(xiě)的特定程序，以及商品化的應(yīng)用軟件和套裝 軟件。 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言也稱為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，是人機(jī)交流信息的一種 特定語(yǔ)言。在編寫(xiě)程序時(shí)用指定的符號(hào)來(lái)表達(dá)語(yǔ)義。 1.5 微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 1.5.1 1.5.1 微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 通常，微型計(jì)算機(jī)具備以下特點(diǎn)： 功能強(qiáng) 可靠性高 價(jià)格低 適應(yīng)性強(qiáng) 周期短，見(jiàn)效快 體積小、重量輕、耗電省 維護(hù)方便 1.5.2 1.5.2 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 微型計(jì)算機(jī)按其復(fù)雜程度的不同，可適用于各種行業(yè)， 從儀器儀表和家電的智能化，到科學(xué)計(jì)算、自動(dòng)控制、數(shù)據(jù) 和事務(wù)處理、輔助設(shè)計(jì)、辦公自動(dòng)化、生