微型計(jì)算機(jī)概述第講

微型計(jì)算機(jī)概述第講第1頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和組織計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的功能計(jì)算機(jī)的技術(shù)指標(biāo)第2頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月概述計(jì)算機(jī)分類：

機(jī)械計(jì)算機(jī)電子模擬計(jì)算機(jī)：數(shù)值由連續(xù)的量來(lái)表示。

電子數(shù)字計(jì)算機(jī)：計(jì)算機(jī)中的數(shù)值由不連續(xù)的數(shù)字來(lái)表示。專用機(jī)：經(jīng)濟(jì)，有效，快速，適應(yīng)性差通用機(jī)：適應(yīng)性強(qiáng)巨型機(jī)大型機(jī)中型機(jī)小型機(jī)微型機(jī)單片機(jī)低簡(jiǎn)易性高

高體積，功耗，性能，價(jià)格低第3頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第4頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月概述電子數(shù)字計(jì)算機(jī)是一種能夠自動(dòng)、快捷，準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)信息存放數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理過(guò)程控制等多種功能的電子機(jī)器，其基本功能是進(jìn)行數(shù)字化信息處理。世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）誕生于1946年2月15日，是美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)摩爾理工學(xué)院的摩切利和埃卡特發(fā)明的。計(jì)算機(jī)應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制、實(shí)時(shí)控制、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、遠(yuǎn)程教育、電子商務(wù)等多種領(lǐng)域123第5頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)的發(fā)展1812年差分機(jī)查爾斯.巴貝奇

1834年設(shè)計(jì)的分析機(jī)

由許多輪子組成的保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)庫(kù)；運(yùn)算裝置；能對(duì)操作順序進(jìn)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(jì)算機(jī)第6頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)的發(fā)展英國(guó)科學(xué)家艾蘭.圖靈建立圖靈機(jī)（Turingmachine）模型，奠定了可計(jì)算理論的基礎(chǔ)；提出圖靈測(cè)試，闡述了機(jī)器智能的概念?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)馮·諾依曼機(jī)：“存儲(chǔ)程序”的概念五十多年來(lái)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)沒有變。

美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾依曼近代計(jì)算機(jī)第7頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)的發(fā)展1946年2月由賓州大學(xué)研制成功的ENIAC電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái)

電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)重達(dá)30噸占地250m2啟動(dòng)工耗150000瓦18000個(gè)電子管保存80個(gè)字節(jié)電子計(jì)算機(jī)的問(wèn)世第8頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)的發(fā)展類型時(shí)期主要器件

重要特征第一代1946-1958電子管機(jī)器語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言速度低，體積大，價(jià)格昂貴可靠性差，用于科學(xué)計(jì)算。第二代1958-1964晶體管算法語(yǔ)言，操作系統(tǒng)體積縮小，可靠性提高從科學(xué)計(jì)算擴(kuò)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(dá)幾百萬(wàn)IPS，軟件技術(shù)和外設(shè)發(fā)展迅速應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)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(jī)并行處理和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展。第9頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月微電子與計(jì)算機(jī)年份型號(hào)管數(shù)年份型號(hào)管數(shù)1971400423001993PENTIUM310萬(wàn)1972800835001995P--PRO550萬(wàn)1974808060001997P--MMX450萬(wàn)19788086290001997P--II750萬(wàn)19828028613萬(wàn)1998Celeron750萬(wàn)1985386DX27.5萬(wàn)1999P--III950萬(wàn)1989486DX120萬(wàn)1999.10P-III-COP2800萬(wàn)IntelE8200晶體管數(shù)量為4.1億第10頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)的發(fā)展1．光計(jì)算機(jī)利用光作為信息的傳輸媒體2．生物計(jì)算機(jī)（分子計(jì)算機(jī)）生物計(jì)算機(jī)在20世紀(jì)80年代中期開始研制，其最大的特點(diǎn)是采用了生物芯片3．量子計(jì)算機(jī)是指利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)下的原子進(jìn)行運(yùn)算的計(jì)算機(jī)，這種多現(xiàn)實(shí)態(tài)是量子力學(xué)的標(biāo)志。

第11頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月最早的計(jì)算機(jī)模型第12頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和組織

計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)概念的實(shí)質(zhì)是計(jì)算機(jī)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?！爸噶罴Y(jié)構(gòu)”指令集（instructionset）軟件硬件第13頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件計(jì)算級(jí)系統(tǒng)分為：硬件+軟件硬件軟件第14頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀

輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)

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(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件硬件運(yùn)算器寄存器控制器主機(jī)內(nèi)存CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)只讀存儲(chǔ)器(ROM)高速緩沖存儲(chǔ)器

操作系統(tǒng)：Windows、Unix、Linux語(yǔ)言處理程序：C、Pascal、VB等實(shí)用程序：診斷程序、排錯(cuò)程序等

辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

第15頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件組成馮.諾依曼思想：

二進(jìn)制程序與數(shù)據(jù)一樣存放在內(nèi)存五大模塊存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)流控制流運(yùn)算器外存儲(chǔ)器輸出設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)器輸入設(shè)備控制器第16頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月處理器存放程序和數(shù)據(jù)處理器控制器運(yùn)算器控制整個(gè)計(jì)算機(jī)所有部件的工作執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算存儲(chǔ)器大容量存儲(chǔ)器I/O設(shè)備I/O子系統(tǒng)第17頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的記憶單元集合每個(gè)記憶單元由8位二進(jìn)制位組成?？勺x寫其中的數(shù)據(jù)。1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB字節(jié)BYTE76543210位Bit第18頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月存儲(chǔ)器111011011100110110001101111011011110100111101101111011011110110111101101111011011110110111101101100011011100110110001101111011010000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111地址0001控制:寫數(shù)據(jù)1000000010000000存儲(chǔ)器的訪問(wèn)過(guò)程：向[0001]單元寫數(shù)據(jù)第19頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月輸入/輸出設(shè)備常用輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀等。常用輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。第20頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)軟件標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)語(yǔ)言處理程序操作系統(tǒng)服務(wù)性程序數(shù)據(jù)庫(kù)管理程序網(wǎng)絡(luò)軟件應(yīng)用軟件第21頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)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(yǔ)言處理程序 實(shí)用程序應(yīng)用軟件辦公軟件包數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)瀏覽器實(shí)時(shí)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(yīng)用軟件第22頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)層次結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序級(jí)匯編語(yǔ)言處理級(jí)操作系統(tǒng)級(jí)一般機(jī)器級(jí)微程序設(shè)計(jì)級(jí)12345應(yīng)用程序匯編/編譯程序

操作系統(tǒng)機(jī)器指令硬件第23頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用類型1.工商：電子商務(wù)、CAD/CAM

2.教育：多媒體教育、遠(yuǎn)程教育

3.醫(yī)藥：CAT、MRI、遠(yuǎn)程醫(yī)療

4.政府：電子政府

5.娛樂：虛擬現(xiàn)實(shí)、電影特技

6.科研：數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析

7.家庭：家庭信息化

1.科學(xué)計(jì)算

2.數(shù)據(jù)處理

3.電子商務(wù)

4.過(guò)程控制

5.CAD/CAM/CIMS

6.多媒體技術(shù)

7.人工智能第24頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算機(jī)的技術(shù)指標(biāo)計(jì)算