第一章微机系统与接口技术概述.ppt

微型计算机原理(第一章） 课程性质及教学目的 《微型计算机原理》是学习微型计算机基本知识和应用技能的重要课程。本课程帮助学生掌握微型计算机的硬件组成及使用；学会运用指令系统和汇编语言进行程序设计；熟悉各种类型的接口及其应用，树立起微型计算机体系结构的基本概念，为后继计算机课程的学习及应用打好基础。 第一章 微机系统与接口技术概述 1.1 微型计算机的发展和特点 1.2微型计算机的指标和分类 1.3 微处理器、微型计算机和微型计算机系统的基本组成 1.4 计算机中数的表示和编码 1.5 微机系统中的接口问题 1.1 微型计算机的发展和特点 一、计算机的发展简史 1946年世界上第一台电子计算机由美国宾夕法尼亚大学研制成功。尽管它重达30吨，占地170平方米，耗电140千瓦，用了18800多个电子管，每秒钟仅能做5000次加法. 这台计算机有五个基本部件：输入器、输出器、运算器、存储器和控制器，奠定了当代电子数字计算机体系结构的基础。 计算机发展经历五代 第一代计算机：电子管计算机1946年以电子管为逻辑元件 第二代计算机：晶体管计算机1954年以晶体管为逻辑元件 第三代计算机：集成电路计算机1964年以中、小规模集成电路为逻辑元件 第四代计算机：大规模集成电路计算机1970年 以超大规模集成电路为逻辑元件 第五代计算机：智能计算机（非冯.罗依曼机） 在50多年的发展历程中，计算机技术突飞猛进，特别是进入20世纪70年代以后，微型计算机的出现为计算机的广泛应用开拓了更加广阔的前景。 20世纪70年代初在美国硅谷诞生了第一片微处理器。这种将计算机的运算器和控制器等部件集成在一块大规模集成电路芯片上作为中央处理部件，简称为微处理器（Microprocessor）。微型计算机就是以微处理器为核心，再配上存储器、接口电路等芯片构成的。 第一代微处理器是以Intel公司1971年推出的4004，4040为代表的四位微处理机。 第二代微处理机（1973年~1977年），典型代表有：Intel 公司的8080、8085；Motorola公司的M6800以及Zlog公司的Z80。 第三代微处理机 第三代微机是以16位机为代表，基本上是在第二代微机的基础上发展起来的。其中Intel公司的8088。8086是在8085的基础发展起来的；M68000是Motorola公司在M6800 的基础发展起来的； 第四代微处理机 以Intel公司1984年10月推出的80386CPU和1989年4月推出的80486CPU为代表， 第五代微处理机的发展更加迅猛，1993年3月被命名为PENTIUM的微处理机面世，98年PENTIUM 2又被推向市场。 三、微型计算机的特点 1、体积小、重量轻、功耗低 2、价格便宜 3、可靠性高 4、功能强、使用方便 5、维护方便 1.2微型计算机的指标和分类 1.2.1 微型计算机的主要性能指标 (1)运算速度 (2)字长 ⑶ 存储容量 ⑷ 存取速度 ⑸ 系统总线 ⑹ 外部设备配置 ⑺ 可靠性、可用性、兼容性和可维护性 ⑻ 输入输出数据传输速率 ⑼ 系统软件配置 1.2.2微型计算机的分类 ⑴ 按微机的结构形式分类 (台、便) ⑵ 按微处理器的位数分类 ⑶ 按应用对象分类(单片、单板、个人) ⑷ 微型机按其应用领域分类(民、工、军) ⑸ 按微型计算机的档次分类(低、中、高) ⑹ 按使用形式分为独立使用式和嵌入式 1.3 微处理器、微型计算机和微型计算机系统的组成 二、微型计算机 1、总线概念、分类、系统总线 总线是指传递信息的一组公用导线，或者说是传送信息的公共通道。 总线标准的特性(位宽、工作频率，二者决定系统吞吐量) 物理特性：物理连接方式； 功能特性：每根线都具有一定的功能； 电器特性：每根线的信号传递方向、有效电平范围； 时间特性：每根线上的信号在什么时间有效 总线分类 内部总线(片内总线)：微处理器内各个部件的连接； 系统总线（板级总线）：连接微机系统的各模块、板之间的总线； 外部总线：微机系统与系统之间，系统与外设之间。 总线信号按性质可分成三组 地址总线AB：传送地址信息（单向，20根,反过来，16M内存空间需要多少地址线？） 数据总线DB ：传送数据信息（双向，常与字长一样） 控制总线CB ：传送控制信息（双向，控制与请求等） 2、存储器（内存与外存） 内存(主存储器)是微型计算机中存储程序、原始数据、中间结果和最终结果等各种信息的部件。 按其功能和性能，可以分为： 随机存储器RAM（Random Access Memory） 只读存储