第01章 计算机基础.pptVIP

第一章　　计算机基础知识 第一节　概述 第二节 微处理器 第三节 存储器 第四节 计算机中的数和编码 第五节　单片机的发展及应用 第一节 概述 计算机的发明是20世纪最重大的科学技术成就之一，它使人类文明进入了一个崭新的时代，它的应用已进入了社会生活的各个领域，有力地推动了社会的发展。 计算机的特性： （1）高速度 （2）高度自动化 （3）具有记忆能力 （4）具有逻辑判断能力 （5）高精度和高可靠性 　 自1946年出现了世界上第一台计算机以来，电子计算机经历了电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路四代。 70年代出现的由大规模集成电路组成的微型电子计算机，不但保持了计算机的特点，而且体积小、价格低、不需要严格的环境条件，从而开拓了计算机普及的新时代。 近年来逐步普及的单片微型计算机，已在一片芯片上集成一台微型计算机，更加充分地发展了微型计算机的特点。 2.计算机的信息表示 计算机处理的各种信息是以二进制代码表示的。 　　一台计算机所用的二进制代码的位数称为该计算机的字长。 　　　字长越长、能代表的数值越大，表示的数值的有效位就越多，计算精度就越高。但是位数越多，表示二进制代码的逻辑电路也越多，计算机就变得庞大复杂。价格也贵了。 微机的字长一般有：1、4、8、16、32 位等。 使用最多的是8、16、 32 位。 ３．微型计算机结构 很多计算机采用三总线结构： 数据总线DB（Data Bus）在芯片之间传送数据信息； 地址总线AB（Address Bus）传送地址信息； 控制总线CB（Control Bus）传送控制命令。 有的计算机用一组总线分时传送地址和数据信息，称为地址/数据分时复用总线。在微处理器内部往往只使用一组总线，称为单总线结构。 微型计算机采用总线结构的优点: 可以提高计算机扩展存储器芯片及I/O芯片的灵活性。因为挂在总线上的芯片数量原则上是没有限制的，需要增加芯片时，只需通过缓冲器挂到总线上就行了。但是，总线一次只能传送一个数据，使计算机的工作速度受到了影响。 第二节　微处理器 一、运算器 运算器由算术逻辑单元ALU、累加器A、暂存寄存器TR、标志寄存器F、二—十进制调整电路等部分组成。 1. 算术逻辑单元和累加器 算术逻辑单元ALU是微型计算机执行算术运算和逻辑运算的主要部件。它有两个输入端：一个输入端与累加器A（Accumulator）相连，另一个输入端与暂存寄存器TR相连。ALU的输出端与内部总线相连。 第三节　存储器 存储器的主要指标：容量和存取速度。 　 容量越大，则记忆的信息越多，计算机的功能就越强。 由于存储器的存取速度比CPU、ALU的运算速度要低，所以存储器的工作速度是影响计算机工作速度的主要因素。目前存储器存取数据的时间为数百ns到数十ns。 一、存储器的分类 根据存储器的位置，可分为内存储器和外存储器。内存储器一般由半导体集成电路芯片组成，用来存放当前运行所需要的程序与数据。它在主机内通过总线直接与CPU连接，具有体积小，存取速度快等优点，但它的容量有限。外存储器则在主机外，是作为计算机的外设之一，它必须通过系统总线与CPU进行联系，具有容量大、体积大、存取速度慢等特点，通常用来存放暂时不用的数据和程序。它不能直接参与计算机的运算，一般情况下外存储器只与内存储器成批交换信息。通常采用容量较大的磁带、磁盘、光盘作为外存储器。磁带、磁盘、光盘的数量可随意增加，从这个意义上说，外存储器的容量是无限的。 二、随机存储器RAM 随机存储器可随时地对存储器中的数据进行读出/写入操作，它的数据读出/写入时间都很短。但断电后RAM中存放的信息将丢失。RAM适宜存放原始数据、中间结果及最后的运算结果，因此又被称作数据存储器。 随机存储器按其信息保存的方法不同可分为静态RAM和动态RAM。 三、只读存储器ROM 只读存储器中的内容在使用时不能被修改，只能读出其中内容，即使突然断电，信息也不会丢失。也就是说，计算机运行时，CPU只能从中读出原先写入的信息，却不能将信息再写入其中。因此ROM适宜存放程序、常数、表格等，因此又称为程序存储器。 按照不同的制造工艺，ROM可分为以下四种： 四、存储器容量 存储器是由许多存储单元组成的，每个存储单元又由若干存放1位二进制代码的存储元组成。存储单元越多，存储元越大，则存储器的容量就越大。一个存储器芯片的容量常用有多少个存储单元以及每个存储单元可存放多少位二进制数码来表示。例如，某存储器芯片有2048个单元，每个存储单元可存放4位二进制代码，则常以2048×4或2K×4表示该存储器芯片的容量。一般计算机的每个存储单元均可存放8位二进制代码，即1个字节，所以存储器容量一般以字节为单