第一章节微型计算机基础2010春幻灯片.pptVIP

第0章 微型计算机基础知识与绪论 0.1 计算机的发展： 世界上第一台可以由程序控制的计算机称为电子数字积分器与计算器（ENIAC）。它是在1946年为了弹道设计的需要而由美国宾夕法尼亚大学研制出来的。这台计算机的字长只有12位，运算速度为每秒5000次加法运算，但它却是庞然大物，使用18800个电子管，1500个继电器，占地面积为150平方米，重达30吨，耗电150千瓦。其造价为100多万美圆。 计算机的发展过程 时间 逻辑元件 主存 语言 用途 电子管数字计算机 1946-1958 电子管 磁鼓、磁芯（磁带） 机器语言 科学计算 晶体管计算机 1958-1964 晶体管 磁芯（磁盘） 高级语言及编译程序 数据处理、工业控制 集成电路计算机 1964-1971 小规模和中规模集成电路（SSI、MSI） 磁芯 分时操作系统、会话式高级语言 企事业管理和工业控制 大规模集成电路 1971- 大规模集成电路 0.2 计算机结构框图(冯.诺依曼机) 0.3 微型计算机结构 微处理器：微处理器是微型计算机的核心，通常包括三个基本部分： （1）算数逻辑部件ALU。ALU是对传送到微处理器的数据进行算数运算或逻辑运算的电路。 （2）工作寄存器组。CPU中有多个工作寄存器，用来存放操作数及运算的中间结果等。 （3）控制部件。控制部件包括时钟电路和控制电路。时钟电路产生时钟脉冲，用于计算机各部分电路的同步定时。控制电路产生完成各种操作所需的控制信号。 存储器：计算机有了存储器才具备记忆的功能。为便于读些操作，要对存储器所有单元按顺序编号，这种编号就是存储单元的地址。 每个单元拥有相应的唯一的地址。 地址用二进制数表示，地址的二进制位数与存储容量Q的关系是：Q=2N。 字节(Byte):存储单位,1字节(Byte)=8位(bit) 存储容量的表示:单元数*每个单元可以存放的二进制位数。 例:256*8位。 较大的存储单位：K、M、G、 T等 注意：1KB=210B=1024B≠1000B 输入输出接口电路：I/O接口是沟通CPU与外围设备的桥梁。外围设备种类繁多，其运行速度、数据形式、电平等各不相同，常常与CPU不一致，所以要用I/O接口做桥梁，起到信息转换与协调的作用。 总线：所谓总线，就是在微型计算机各芯片之间或芯片内部各部件之间传输信息的一组公共通信线。 很多计算机采用三总线结构：数据总线（DB）在芯片之间传送数据信息；地址总线（AB）传送地址信息；控制总线（CB）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。 总结1：微型计算机系统、微型计算机、微处理器的区别 总结2：微型计算机、单片机、单板机的区别 1、将微处理器、存储器、I/O接口电路以及简单的输入/输出设备组装在一块印刷电路板上，称为单板微型计算机，简称单板机。 2、将微处理器、存储器和I/O接口电路集成在一块芯片上，称为单片微型计算机。 0.4 字长 计算机一次可处理或传输（如数据处理、数据运算等）的二进制数的位数称为字长。 从需要来讲，计算机的字长越长，它能代表的数值越大，能表示的数值的有效位数也越多，计算机的精度也越高。 但是，位数越多，用来表示二进制代码的逻辑电路也越多，使得计算机结构复杂。鼓用户通常要根据不同的任务选择不同字长的计算机。 微机字长有1位、4位、8位、16位、32位等。 字长与字节的区别： 0.5 存储器分类 根据位置可分为内存和外存。 内存，又称主存储器，由半导体集成电路芯片所组成，用来存放当前运行所需要的程序和数据。内存工作速度快，可以直接与CPU交换数据、参与运算。但内存容量有限。 外存，除内存外的其他存储器都称外存。外存容量大，并且可更换，从更换的意义讲外存的容量是无限的。但外存工作速度低、它们不能直接参与运算，一般情况下外存只与内存成批交换信息。也就是说，外存仅起到扩大计算机存储容量的作用。在计算机中，外存储器是外围设备的组成部分。 注意：硬盘是外存。 半导体存储器分类 根据结构使用功能分：半导体存储器（内存）分为随机存取存储器RAM （Random Access Memory）和只读存储器ROM （Read Only Memory）两类。 随机存取存储器RAM又称读写存储器，它的数据读取、存入时间都很短，因此，计算机运行时，既可从RAM中读数据，又可将数据写入RAM。但掉电后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。 只读存储器（ROM）读出一个数据的时间是数百纳秒；有时也可写入，但写入一个数据的时间长达数十毫秒，因此在计算机运行时只能执行读