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微型電腦原理

與應用;第一章微型電腦基礎知識

本章學習目標

瞭解微型電腦的發展、應用及其分類

掌握電腦的組成結構

掌握電腦數據的表示

理解微型電腦的基本工作過程

;§1微型電腦概述;2、微型機的發展

1971年，美國Intel公司研究並製造了I4004微處理器晶片。該晶片能同時處理4位二進位數，集成了2300個電晶體，每秒6萬次，成本約200美元。

微機概念：以大規模、超大規模積體電路構成微處理器作核心，配以記憶體、輸入/輸出介面電路及系統匯流排所製造出的電腦。

劃分代標誌其發展。早期的摩爾定律。

;;第五代電腦（新一代）

將採用人工智慧技術及新型軟體，硬體將採用新的體系結構和超導積體電路。分為問題解決與推理機；知識資料庫管理機；智能介面電腦。

CPU發展的思路

在CPU上製作存儲管理部件

採用指令和數據高速緩存

採用流水線結構以提高系統的並行性

採用大量的寄存器組成寄存器堆以提高處理速度

具有完善的協處理器介面，提高數據處理能力

在系統設計上引入相容性，實現高、低檔微機間的相容

（摩爾定律是否還存在？）;二、微型機基本結構（硬體+軟體）;2、軟體：

系統軟體：由生產廠家配置在機器內。

包括監控、管理、彙編、DOS、應用子程序庫等。

應用軟體：用戶根據需要開發的程式

如採樣、濾波、標度變換、報警顯示、控制輸出等。

;3、匯流排：匯流排是連接多個功能部件的一組公共信號線

微機中各功能部件之間的資訊是通過匯流排傳輸

微機：片內（CPU內）單匯流排結構

片外三匯流排結構地址匯流排（AB）、數據匯流排（DB）、控制匯流排（CB）。

;地址匯流排AB單向輸出CPU的地址信號

輸出將要訪問的記憶體單元或I/O端口的地址

地址線的多少決定了系統直接尋址記憶體的範圍

數據匯流排DB雙向在CPU與記憶體、I/O介面之間進行數據傳送。

CPU讀操作時，外部數據通過數據匯流排送往CPU

CPU寫操作時，CPU數據通過數據匯流排送往外部

數據線的多少決定了一次能夠傳送數據的位數

控制匯流排CB雙向CPU對記憶體、I/O介面進行控制和聯絡。

協調系統中各部件的操作，有輸出控制、輸入狀態等

控制匯流排決定了系統匯流排的特點,例如功能、適應性等;匯流排使用特點;4、關於微機需要區別的概念

微處理器即CPU是電腦的核心部件

利用集成技術將運算器、控制器集成在一片晶片上。其功能如下：對指令解碼並執行規定動作；能與記憶體及外設交換數據；可回應其他部件的中斷請求；提供系統所需的定時和控制

微型電腦

在CPU的基礎上配置記憶體、I/O介面電路、系統匯流排

微型電腦系統

以微機為主體，配置系統軟體和外設;;三、微型電腦的應用

1、科學計算和科學研究（數值計算），

如國防、航空航太、建築設計等可取代大、中型電腦。

2、數據處理（資訊處理）

如財務管理、財政預算、擋案管理、庫房管理等可以很方便的對各種資訊和數據統計、分類、檢索、轉換、製錶等

;3、工業控制（過程控制）

主要應用於各工礦企業自動控制和自動生產流水線等

用微型電腦實現DDC控制，SCC監督控制、分佈控制

4、儀器、儀錶控制（智能儀錶）

5、家電及民用產品全自動產品

6、人工智慧機器人、機械手

;;§2電腦的數值和編碼;4、K、KB：K是數量單位，KB表示記憶體容量。

1K=10241KB=1024byte

1M=210K=1024K

1G=210M=1024M

5、ASCⅡ碼：美國標準資訊交換碼，用7位二進位數表示數字、字母及電腦所能識別的各種符號。

6、BCD碼：十進位數的二進位表示，用4位二進位數表示0-9十個數字。

7、指令：電腦所能識別的規定電腦進行某種操作的命令。;8、程式：程式是許多指令的有序集合。是用戶在使用電腦時，為要解決的問題編寫的指令序列。

9、指令系統：是一臺電腦所能識別的全部指令的集合。

10、地址：是電腦存儲單元的編號，通常8bit為一個單元，每個單元有獨立的編號。

記憶體地址的最大編號（容量）有限，由地址線的條數決定。

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二、數制及其相互轉換

;2、不同進制之間的相互轉換

二進位轉換為十進位方法：按權展開相加

例1（101011）B=1?25+0?24+1?23+0?22

+1?21+1?20=（43）D

例2：（1101010.101