將對微型計算機的發(fā)展與應用ppt課件

1、 將對微型計算機的開展與運用、系統(tǒng)的組成以及任務過程進 行簡要的引見，目的是使大家在系統(tǒng)地學習本書之前對微型機有一個總體的概念第1章微型計算機系統(tǒng)概述學習目的.111 微型計算機的開展第1章微型計算機系統(tǒng)概述 微型計算機 把以大規(guī)模、超大規(guī)模為主要部件的微處置器作為中心，配以存儲器、輸入輸出接口電路及系統(tǒng)總線所制造出的計算機系統(tǒng)。.111 微型計算機的開展第1章微型計算機系統(tǒng)概述 以字長和典型的微處置器芯片各階段標志 第一代(19711973)是4位和低檔8位微機。代表產品是美國Intel公司的4004微處置器及由它組成的MCS微型計算機。 第二代(19741978)是中高檔8位微機，以Int

2、el80808085、Motorola公司的 Mc6800及美國Zilog公司的Z80等為CPU的微型機為典型代表。 第三代(19781981)是16位微機，如以8086，Z8000和MC68000為CPU的微型機。 第四代(19811992)是32位微機，典型的CPU產品有80386和MC68000。之后Intel公司又推出80486微處置器。 第五代(1993年以后)是64位微機。1993年3月Intel公司推出了當前最先進的微 處置器芯片64位的Pentium，該芯片采用了新的體系構造，其性能大大高于Intel系列的其他微處置器。.112 微型計算機的運用第1章微型計算機系統(tǒng)概述 主要用

3、于以下兩個方向： 1數值計算、數據處置及信息管理 2過程控制及智能化儀表.113 微型計算機的分類第1章微型計算機系統(tǒng)概述 按照其運用對象可分為: PC機、單片微型計算機和單板微型計算機。 .113 微型計算機的分類第1章微型計算機系統(tǒng)概述 單片微型計算機 單片微型計算機稱為單片機，是指一種用于控制的微處置器芯片。其組成實踐是把微型計算機的CPU、部分存儲器和輸入輸出接口等部件集成在一塊芯片上.113 微型計算機的分類第1章微型計算機系統(tǒng)概述 單板微型計算機 把微處置器芯片、存儲器芯片、IO接口芯片、小鍵盤、數碼顯示器等必要的輸入輸出設備裝配在一塊印刷電路板上構成了單板微型計算機系統(tǒng).12中央

4、處置器組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 中央處置器 中央處置器(CPU)是計算機中最重要的組成部分(微處置器)，它主要由運算器和控制器兩大部分組成。.12中央處置器組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 運算器 運算器是計算機中加工和處置數據的功能部件. 主要包括兩個功能： 一是對數據的加工處置，主要包括算術運算和邏輯運算功能，這些功能是經過運算器內部的算術邏輯單元(ALU)來完成； 二是暫時存放參與運算的數據和某些中間結果，通常是經過與ALU相連的存放器組來實現的。 .12中央處置器組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 運算器 寄存器I寄存器ALUALU構造表示圖.12中央處置器組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 控制

5、器: 控制器是計算機內“指揮與控制整臺計算機各個功能部件協同動作、自動執(zhí)行計算機程序的功能部件，它要給出控制整臺機器各功能部件正常運轉所需求的全部信號。.12中央處置器組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 控制器組成: 由程序計數器(IP)、指令存放器(IR)、指令譯碼器(ID)和時序信號產生(微控制存儲器)部件組成。.13微型計算機組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 微型計算機組成構造 微型計算機由微處置器、存儲器、輸入輸出接口構成，它們之間由系統(tǒng)總線銜接起來，如下圖:.13微型計算機組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 微處置器 整個微機的中心是微處置器，它是采用大規(guī)模集成電路技術做成的芯片，芯片內集成了控制器

6、、運算器和假設干高速存儲元件存放器。微處置器擔任對系統(tǒng)的各個部件進展一致協調和控制.13微型計算機組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 存儲器 存儲器(memory)就是存放程序和數據的部件 存儲器分為:主存、輔存 主存位于主機內的主板上，CPU可以經過總線直接對其中的數據進展存取，因此也被稱為“內存。 輔存主要用來存放暫不運轉的程序和暫不處置的數據。.13微型計算機組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 IO設備 IO設備是指微機上配備的輸入輸出設備，也稱外部設備和外圍設備(簡稱外設)，其功能是為微機提供詳細的輸入輸出手段 常用是指鍵盤和顯示器，此外，還可配備鼠標器、打印機、繪圖儀、掃描儀等IO設備。.13微

7、型計算機組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 IO接口 由于各種外設的任務速度、驅動方式差別很大，無法與CPU直接匹配，所以不能夠把它們簡單銜接到系統(tǒng)總線，而需求有一個接口電路來充任它們和CPU間的橋梁，經過該電路來完成信號的變換、數據的緩沖、與CPU聯絡等任務。在微機系統(tǒng)中，較復雜的IO接口電路普通都做在一塊獨立的電路板上.13微型計算機組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 系統(tǒng)總線 所謂“總線，是指傳送信息的一組公用導線。 作用：系統(tǒng)總線(system bus)是指從處置器引出的假設干信號線，CPU經過他們與存儲器和IO設備進展信息交換。.13微型計算機組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 系統(tǒng)總線的分類： (1

8、) 地址總線， 即AB(AddressBus) (2) 數據總線， 即DB(DataBus ) (3) 控制總線， 即CB(control bus ).13微型計算機組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 地址總線：傳送地址信息的總線稱為地址總線。CPU在地址總線上輸出將要訪問的內存單元或IO端口的地址，該總線為單向總線。 地址總線的位數決議了CPU可以直接尋址的內存單元的范圍。 地址總線的位數 內存容量尋址范圍 16 210=64KB n 2n .13微型計算機組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 數據總線：傳送數據信息的總線稱為數據總線。 在CPU進展讀操作時，內存或外設的數據經過數據總線送往CPU； 在C

9、PU進展寫操作時，CPU數據經過數據 總線送往內存或外設，所以該總線為雙向總線。.13微型計算機組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述控制總線：傳送控制信息的總線稱為控制總線。 微處置器的控制信號分為兩類： 一類是經過對指令的譯碼，由CPU內部產生，這些信號由CPU送到存儲器、輸入輸出接口電路和其他部件； 另一類是微型計算機系統(tǒng)的其他部件產生并送到CPU的信號，如中斷懇求信號。.13微型計算機組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 系統(tǒng)總線運用特點是： (1)在某一時辰，只能由一個總線主控設備來控制系統(tǒng)總線，其他總線主控設備必需 放棄對總線的控制。 (2)在銜接系統(tǒng)的各個設備中，在某一時辰只能有一個發(fā)送者向總線發(fā)

10、送信號，但可 以有多個設備從總線上同時獲得信號。.14微型計算機的任務過程第1章微型計算機系統(tǒng)概述 計算機采用存儲程序與程序控制的任務方式，即事先把程序加載到計算機的存儲器中，當給機器加電并啟動后，計算機便會自動按照程序的要求進展任務。 .14微型計算機的任務過程第1章微型計算機系統(tǒng)概述 計算機如何詳細計算 5+6?來闡明： 必需做如下任務： 用助記符號指令編寫程序(匯編言語)。 用匯編軟件將匯編程序翻譯(匯編)成計算機能識別的機器言語指令。 將數據和程序經過輸入設備送入存儲器中存放。.13微型計算機組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述操作助記符號機器碼功能n-AN+(A)-AMOV A,05HADD

11、 A,06HB0H 05H04H 06H05H-A 06H+(A)-A停機HTLF4H停止所有操作. 14微型計算機的任務過程第1章微型計算機系統(tǒng)概述 整個程序一共3條指令，5個字節(jié)，假設它們存放在00H開場的5個單元中。 計算機執(zhí)行程序是一條指令一條指令執(zhí)行的。 執(zhí)行一條指令分兩個階段，即取指令階段和執(zhí)行指令階段。. 14微型計算機的任務過程第1章微型計算機系統(tǒng)概述000000000000000000010203041011000000000101000001000000011011110100+1PCCCCCCALURPLAIDIRADRMABAR地址DBCC讀C取第一條指令的操作圖. 1

12、4微型計算機的任務過程第1章微型計算機系統(tǒng)概述 取指令階段的執(zhí)行過程： 將程序計數器PC的內容(00H)送至地址存放器AR，記為PCAR。 程序計數器PC的內容自動加1變?yōu)?1H，為取下一條指令作預備，記為PC+1PC。 地址存放器AR將00H經過地址總線送至存儲器地址譯碼器譯碼，選中00號單元，記為ARM。 CPU發(fā)出“讀命令。 所選中的00號單元的內容BOH讀至數據總線DB，記為(BO)一DB。 經數據總線DB，將讀出的BOH送至數據存放器DR，記為DBDR。 數據存放器DR將其內容送至指令存放器IR，經過譯碼，控制邏輯發(fā)出執(zhí)行該條指令的一系列信號，記為DRIR，IRID，IDPLA。經過

13、譯碼CPU識別出這個操作碼就是MOV A，05H指令，于是控制器發(fā)出執(zhí)行這條指令的各種控制命令C。這就完成了一條指令的取指階段。. 14微型計算機的任務過程第1章微型計算機系統(tǒng)概述000000010000000100010203041011000000000101000001000000011011110100+1PCCCCCALURPLAIDIRADRMABAR地址DBCC讀C執(zhí)行第一條指令的操作圖C. 14微型計算機的任務過程第1章微型計算機系統(tǒng)概述 執(zhí)行指令階段的執(zhí)行過程： 將程序計數器的內容01H送至地址存放器AR，記為PCAR。 將程序計數器的內容自動加1變?yōu)?2H，為取下一條指令作

14、預備，記為PC+1一PC。 即地址存放器AR將01H經過地址總線送至存儲器，并選中01H單元，記為AR一M。 CPU發(fā)“讀命令。 選中的01H存儲單元的內容05H送至數據總線DB上，記為(01H)一DB。 經過數據總線，把讀出的內容05H送至數據存放器DR，記為DBDR。 由于經過譯碼曾經知道讀出的是立刻數，并要求將它送至累加器A，故數據存放器DR經過內部總線將05H送至累加器A，記為DRAL。. 15微型計算機系統(tǒng)的組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述. 15微型計算機系統(tǒng)的組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 微型計算機系統(tǒng)： 包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng). 15微型計算機系統(tǒng)的組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 硬

15、件系統(tǒng)： 一個為執(zhí)行程序建立物質根底的物理安裝，稱為裸機或硬件。 硬件普通是指在主機的根底上，配以必要的外部設備、外部存儲器(如磁盤機、磁帶機等)和 電源設備等。. 15微型計算機系統(tǒng)的組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 軟件系統(tǒng)： 軟件系統(tǒng)是指在計算機上運轉的程序，廣義軟件還應包括由計算機管理的數據和有關的文檔資料。 軟件可分為系統(tǒng)軟件和運用軟件兩大類。. 15微型計算機系統(tǒng)的組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 系統(tǒng)軟件：運用和管理計算機的各種軟件統(tǒng) 計算機配置的根本系統(tǒng)軟件，通常包括操作系統(tǒng)、各種高級言語處置程序、編譯系統(tǒng)和數據庫管理系統(tǒng)等軟件。. 15微型計算機系統(tǒng)的組成第1章微型計算機系統(tǒng)概述 運用軟件： 用戶利用計算機及其系統(tǒng)軟件編制的處理實踐運用問題的程序。 對運用微機的人