微型计算机原理与应用 王法能 杨永生 主编 潘晓中 周晓娟 副主编 第一章新.pptVIP

1.4.1 二进制数在计算机内的表示 1.机器数 在计算机中，因为只有“0”和“1”两种形式，所以数的正、负号，也必须以“0”和“1”表示。通常把一个数的最高位定义为符号位，用0表示正，1表示负，称为数符：其余位仍表示数值。把在机器内存放的正、负号数码化的数称为机器数，把机器外部由正、负号表示的数称为真值数。 1.4 计算机数值数据表示与运算 * 第1章 微型计算机基础知识 【本章重点】微型计算机的组成和各部分的作 用，以及计算机中数的表示方法。 【本章难点】计算机中数的表示方法：原码、 反码、补码的关系。 §1.1 微型计算机的组成及工作原理 1.1.1 微型计算机中的基本概念 1．微处理器（Microprocessor） 2．微型计算机 （1）单片微处理机 （2）通用微型计算机 3．微型计算机系统 1.1.2 微型计算机的基本结构 C P U 总线形成 电路 接口 接口 接口 内存 内存 外设 外设 外设 系 统 总 线 微型计算机的基本组成 1.1.3 微型计算机的基本工作过程 微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程，也就是CPU自动从程序存放的第1个存储单元起，逐步取出指令、分析指令，并根据指令规定的操作类型和操作对象，执行指令规定的相关操作。如此重复，周而复始，直至执行完程序的所有指令，从而实现程序的基本功能，这就是微型计算机的基本工作原理。 工作过程： 取指令 分析指令 执行指令 §1.2微处理器及其发展 1.2.1 微处理器的发展历史 1971.11，Intel公司第一枚微处理器芯片4004，4位机，它总共集成了2200个晶体管。 1972年4月，Intel公司宣布另一种型号的微处理器8008研制成功。 8位机。 1975年1月，Motorola公司宣布推出它的8位微处理器6800。 1979年，Intel公司推出了Intel 8086/8088微处理器，它是最早的PC机的CPU。 1983年，Intel公司推出了Intel 80286微处理器，它是完全16位微处理器 。 1985年，Intel公司推出了Intel 80386微处理器。 1989年，Intel公司推出了Intel 80486微处理器。 1993年3月，Intel公司推出了名为Pentium（经典奔腾）的微处理 。 1995年11月Intel公司又推出了Pentium Pro（高能奔腾）。 1997年1月，Intel公司又推出了Pentium MMX（多能奔腾）。 1997年5月，Intel公司推出了PentiumⅡ（奔腾二代） 1999年2月，Intel公司推出了Pentium Ⅲ（奔腾三代） 2000年11月，Intel公司推出了Pentium4（奔腾四代）。 ? 第一代 1971年～1973年 第二代 1974年～1977年 第三代 1978年～1980年 第四代 1980年以后 典型的微处理器芯片 Intel 4004 Intel 4040 Intel 8008 Intel 8080 M6800 Z-80 Intel 8086/8088 M68000 Z-8000 Intel 80X86 M68020 Z-80000 字长（位） 4/8 8 16 16/32 集成度（晶体管数/芯片） 1000～2000 5000～9000 20000～70000 100000 时钟频率（MHZ） 0.5～0.8 1～4 5～10 10 数据总线宽度（位） 4/8 8 16 16/32 地址总线宽度（位） 4～8 8 20～24 24～32 存储容量 ≤16KB实存 ≤64KB实存 ≤1MB实存 ≤4GB实存和64GB虚存 指令执行时间（?s） 10～15 1～2 1 0.125 软件水平 机器语言 汇编语言 汇编语言 高级语言 操作系统 汇编语言 高级语言 操作系统 汇编语言 高级语言 部分软件硬化 各代微处理器的特点 1.2.2 微处理器的内部结构 1．总线部件 2．预取部件 3．译码器 4．控制器 5．运算逻辑部件 6．存储器管理部件 1.2.3 Pentium系列微处理器 1.2.3.1 Pentium奔腾微处理器的主要特点： 1、标量体系结构 2、双流水线结构 （1）转移预测部件 （2）高性能的浮点运算 （3）存储器页面大小任选 1.2.3.2 Pentium MMX的主要特点 Pentium MMX是在奔腾芯