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微型计算机及接口技术 第1章 微型计算机系统概述 （一）课程内容 1.微型计算机系统的构成 2.芯片组 3.微型计算机系统的总线 结构 第1章 微型计算机系统概述 （二）学习目的与要求 本章主要介绍有关微型计 算机系统的基本概念，以及微 型计算机系统的组成及结构 特点:通过学习要求了解 微型计算机系统各组成部件的 功能及相互关系，了解芯片组 的概念。 1.1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统 微处理器 简称P或M P （ Microprocessor），是指由一片 或几片大规模集成电路组成的具有 运算器和控制器功能的中央处理器 部件，又称为微处理机。它本身并 不等于微型计算机，而只是其中央 处理器。 微型计算机 简称C或MC，是指以微处 理器为核心，配上存储器、输入/ 输出接口电路及系统总线所组成的 计算机（又称主机或微电脑）。 微型计算机系统 微型计算机系统（ Microcomputer System）, 简 称CS或MCS，是指以微型计 算机为核心，配以相应的外围 设备、电源和辅助电路（统称 硬件）以及指挥微型计算机工 作的系统软件所构成的系统。 算术逻辑部件 内部总线 累加器、寄存器 控制部件 微处理器 存储器（ROM/RAM） 输入/输出接口 系统总线 微型计算机 外围设备 系统软件 微型计算机系统 1.2微型计算机系统的组成 系统软件：DOS、Windows 95/98/2000 应用软件：Word、Photoshop 微处理器 CPU 存储器(RAM,ROM) I/O接口 总线 硬 件 软 件 微 型 计算 机 系 统 微 型 计算机 (主机) 外 设 ALU 寄存器 控制部件 键盘、鼠标 显示器 软驱、硬盘、光驱 打印机、扫描仪 微型计算机系统的组成图 1.3 微机系统硬件的组成及结构 输 出 设 备 输 入 设 备 输入 接 口 输 出 接 口 存储器 微型计算机 运算器 控制器 微处理器 （a）微机系统的硬件组成 （b）微机系统的硬件结构 微 处 理 器 CPU ROMRAM I/O 接口 输出设备 输入设备 地址总线AB 数据总线DB 控制总线CB 微型计算机及接口技术课程的主要内容 ： 微处理器的工作原理、引脚功 能和总线时序； 微处理器同内存储器的接口技 术； 微处理器同I/O设备的接口技 术； 用汇编语言编写接口控制程序 。 1.4 微处理器发展简况 第1代：4位和低档8位微机 400440408008 第2代：中高档8位微机 Z80、I8085、M6800，Apple-II微 机 第3代：16位微机 8086808880286，IBM PC系列 机 1.4 微处理器发展简况 第4代：32位微机 8038680486PentiumPent ium II Pentium III Pentium 4 32位PC机、Macintosh机、PS/2 机 第5代：64位微机 Itanium、64位RISC微处理器芯片 微机服务器、工程工作站、图形 工作站 1.5 微型计算机的分类 1、按CPU的字长分类 4位微型计算机 ，如Intel 4004 8位微型计算机 ，如Intel 8080/8085， Motorola的M6800 16位微型计算机，如Intel 8086/8088， Motorola的M68000 32位微型计算机，如Intel 80386， 80486， Pentium 64位微型计算机，如Intel Itanium ， Sun Ultrasparc等 2、按组装形式和系统规模分类: 单片机、单板机、个人计算机 单片机 l 将CPU、内存、I/O接口电路全部集成一块芯 片上，构成具备基本功能的计算机，称单片机。 l 特点：超小型、高可靠性、超低价格。 l 应用：智能仪表、工业实时控制、家用电器等。 l 产品：Intel 的8051、8096/8098系列 等。 l将CPU、内存、I/O接口及其它辅助电路全部装 在一块印刷电路板上，组成单板机。 l 特点：结构简单、价格低廉。 l 应用：过程控制、数据处理。 l 产品：如TP-801以Z80CPU为核心的单板机, 80年代各院校“微机原理”的实验机。 单板机 l由微处理器芯片装成的、便于搬动而且不需要维 护的计算机系统。 l 应用：商业、家用、科学、教学等领域。 l 产品：日常广泛使用的台式机，笔记本等。 个人计算机 2 芯片组 芯片组（Chipset）是主板的核心组成部 分，如果说中央处理器（CPU）是整 个电脑系统的心脏，那么芯片组将是 整个身体的躯干。在电脑界称设计芯 片组的厂家为Core Logic，Core的中 文意义是核心或中心，光从字面的意 义就足以看出其重要性。对于主板而 言，芯片组几乎决定了这块主板的功 能，进而影响到整个电脑系统性能的 发挥，芯片组是主板的灵魂。芯片组 性能的优劣，决定了主板性能的好坏 与级别的高低 主板芯片组几乎决定着主板的全部功 能，其中CPU的类型、主板的系统总 线频率，内存类型、容量和性能， 显卡插槽规格是由芯片组中的北桥 芯片决定的；而扩展槽的种类与数 量、扩展接口的类型和数量（如 USB2.0/1.1，IEEE1394，串口，并 口，笔记本的VGA输出接口）等，是 由芯片组的南桥决定的。还有些芯 片组由于纳入了3D加速显示（集成 显示芯片）、AC97声音解码等功 能，还决定着计算机系统的显示性 能和音频播放性能等。 英特尔微处理器芯片 80386 Pentium Pentium 4 返回 3 微型计算机总线 CPU 定时电路 接口接口 ROMRAM I/O 接口 输出设备 输入设备 DMA 地址总线 数据总线 控制总线 并行接口 串行接口 定时/计数 中断控制器 总线的分类 总线按功能和规范可分为三大类型: (1) 片总线(Chip Bus, C-Bus) 又称元件级总线，是把各种不同 的芯片连接在一起构成特定功能 模块(如CPU模块)的信息传输通路 。 (2) 内总线(Internal Bus, I- Bus)又称系统总线或板级总线， 是微机系统中各插件(模块)之间 的信息传输通路。例如CPU模块和 存储器模块或I/O接口模块之间的 传输通路。 (3) 外总线(External Bus, E -Bus)又称通信总线，是微机 系统之间或微机系统与其他系 统(仪器、仪表、控制装置等) 之间信息传输的通路，如EIA RS-232C、IEEE-488等。 总线分类 系统总线（即通常意义上所说的总线 ） 总线是指传递信息的一组公用 导线 总线是传送信息的公共通道 微机系统采用总线结构连接系 统功能部件 总线信号可分成三组 地址总线AB：传送地址信息 数据总线DB ：传送数据信息 控制总线CB ：传送控制信息 总线信号 地址总线AB 输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址 地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围 数据总线DB CPU读操作时，外部数据通过数据总线送往CPU CPU写操作时，CPU数据通过数据总线送往外部 数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数 控制总线CB 协调系统中各部件的操作，有输出控制、输入状态等信号 控制总线决定了系统总线的特点，例如功能、适应性等 举例 举例 特点 本章小结 1.计算机硬件