微型計算機概述第講

微型計算機概述第講第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日第一章計算機基礎(chǔ)知識概述計算機的發(fā)展計算機體系結(jié)構(gòu)和組織計算機的硬件結(jié)構(gòu)計算機軟件計算機的層次結(jié)構(gòu)計算機的功能計算機的技術(shù)指標第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日概述計算機分類：

機械計算機電子模擬計算機：數(shù)值由連續(xù)的量來表示。

電子數(shù)字計算機：計算機中的數(shù)值由不連續(xù)的數(shù)字來表示。專用機：經(jīng)濟，有效，快速，適應性差通用機：適應性強巨型機大型機中型機小型機微型機單片機低簡易性高

高體積，功耗，性能，價格低第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日概述電子數(shù)字計算機是一種能夠自動、快捷，準確地實現(xiàn)信息存放數(shù)值計算、數(shù)據(jù)處理過程控制等多種功能的電子機器，其基本功能是進行數(shù)字化信息處理。世界上第一臺計算機ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）誕生于1946年2月15日，是美國賓夕法尼亞大學摩爾理工學院的摩切利和?？ㄌ匕l(fā)明的。計算機應用于科學計算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制、實時控制、人工智能、虛擬現(xiàn)實、遠程教育、電子商務(wù)等多種領(lǐng)域123第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機的發(fā)展1812年差分機查爾斯.巴貝奇

1834年設(shè)計的分析機

由許多輪子組成的保存數(shù)據(jù)的存儲庫；運算裝置；能對操作順序進行控制，并選擇所需處理的數(shù)據(jù)以及輸出結(jié)果的裝置。近代計算機第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機的發(fā)展英國科學家艾蘭.圖靈建立圖靈機（Turingmachine）模型，奠定了可計算理論的基礎(chǔ)；提出圖靈測試，闡述了機器智能的概念?，F(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)馮·諾依曼機：“存儲程序”的概念五十多年來，計算機系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)沒有變。

美籍匈牙利數(shù)學家馮.諾依曼近代計算機第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機的發(fā)展1946年2月由賓州大學研制成功的ENIAC電子計算機時代的到來

電子數(shù)字積分計算機重達30噸占地250m2啟動工耗150000瓦18000個電子管保存80個字節(jié)電子計算機的問世第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機的發(fā)展類型時期主要器件

重要特征第一代1946-1958電子管機器語言，匯編語言速度低，體積大，價格昂貴可靠性差，用于科學計算。第二代1958-1964晶體管算法語言，操作系統(tǒng)體積縮小，可靠性提高從科學計算擴大到數(shù)據(jù)處理。第三代1964-1971中、小規(guī)模集成電路體積小，可靠性大大提高，速度達幾百萬IPS，軟件技術(shù)和外設(shè)發(fā)展迅速應用領(lǐng)域不斷擴大。第四代1971-中、大及超大規(guī)模集成電路速度提高至GIPS乃至TIPS水平多機并行處理和計算機網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展。第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日微電子與計算機年份型號管數(shù)年份型號管數(shù)1971400423001993PENTIUM310萬1972800835001995P--PRO550萬1974808060001997P--MMX450萬19788086290001997P--II750萬19828028613萬1998Celeron750萬1985386DX27.5萬1999P--III950萬1989486DX120萬1999.10P-III-COP2800萬IntelE8200晶體管數(shù)量為4.1億第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機的發(fā)展1．光計算機利用光作為信息的傳輸媒體2．生物計算機（分子計算機）生物計算機在20世紀80年代中期開始研制，其最大的特點是采用了生物芯片3．量子計算機是指利用處于多現(xiàn)實態(tài)下的原子進行運算的計算機，這種多現(xiàn)實態(tài)是量子力學的標志。

第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日最早的計算機模型第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機體系結(jié)構(gòu)和組織

計算機體系結(jié)構(gòu)概念的實質(zhì)是計算機系統(tǒng)中軟硬件界面的確定，其界面之上的是軟件的功能，界面之下的是硬件和固件的功能。“指令集結(jié)構(gòu)”指令集（instructionset）軟件硬件第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機系統(tǒng)的組成系統(tǒng)軟件應用軟件計算級系統(tǒng)分為：硬件+軟件硬件軟件第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機系統(tǒng)的組成輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標、掃描儀

輸出設(shè)備：顯示器、打印機

外

存：軟、硬盤、光盤、閃存

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等

計算機系統(tǒng)軟件外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應用軟件硬件運算器寄存器控制器主機內(nèi)存CPU隨機存儲器(RAM)只讀存儲器(ROM)高速緩沖存儲器

操作系統(tǒng)：Windows、Unix、Linux語言處理程序：C、Pascal、VB等實用程序：診斷程序、排錯程序等

辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機系統(tǒng)的硬件組成馮.諾依曼思想：

二進制程序與數(shù)據(jù)一樣存放在內(nèi)存五大模塊存儲器數(shù)據(jù)流控制流運算器外存儲器輸出設(shè)備內(nèi)存儲器輸入設(shè)備控制器第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日處理器存放程序和數(shù)據(jù)處理器控制器運算器控制整個計算機所有部件的工作執(zhí)行算術(shù)運算和邏輯運算存儲器大容量存儲器I/O設(shè)備I/O子系統(tǒng)第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日存儲器存儲器是計算機存儲數(shù)據(jù)和程序的記憶單元集合每個記憶單元由8位二進制位組成。可讀寫其中的數(shù)據(jù)。1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB字節(jié)BYTE76543210位Bit第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日存儲器111011011100110110001101111011011110100111101101111011011110110111101101111011011110110111101101100011011100110110001101111011010000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111地址0001控制:寫數(shù)據(jù)1000000010000000存儲器的訪問過程：向[0001]單元寫數(shù)據(jù)第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日輸入/輸出設(shè)備常用輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀等。常用輸出設(shè)備：顯示器、打印機、繪圖儀等。第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機軟件標準程序庫語言處理程序操作系統(tǒng)服務(wù)性程序數(shù)據(jù)庫管理程序網(wǎng)絡(luò)軟件應用軟件第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機軟件軟件=程序+數(shù)據(jù)+文檔軟件分類系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng) 語言處理程序 實用程序應用軟件辦公軟件包數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)瀏覽器實時控制軟件診斷程序反病毒程序備份程序文件壓縮程序卸載程序圖形圖像處理軟件其它應用軟件第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機層次結(jié)構(gòu)應用程序級匯編語言處理級操作系統(tǒng)級一般機器級微程序設(shè)計級12345應用程序匯編/編譯程序

操作系統(tǒng)機器指令硬件第二十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機的應用計算機的主要應用領(lǐng)域 計算機的應用類型1.工商：電子商務(wù)、CAD/CAM

2.教育：多媒體教育、遠程教育

3.醫(yī)藥：CAT、MRI、遠程醫(yī)療

4.政府：電子政府

5.娛樂：虛擬現(xiàn)實、電影特技

6.科研：數(shù)據(jù)采集、計算分析

7.家庭：家庭信息化

1.科學計算

2.數(shù)據(jù)處理

3.電子商務(wù)

4.過程控制

5.CAD/CAM/CIMS

6.多媒體技術(shù)

7.人工智能第二十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機的技術(shù)指標計算機