《微机原理及接口技术教程》第1章：微型计算机概述

第1章 微型计算机概述,（时间：2次课，4学时）,学习目的与要求,了解微型计算机的分类及发展状况，掌握微型计算机软件、硬件系统的组成、特点、及微型计算机的主要性能指标。,微型计算机概述,1.1 计算机的分类与发展概述 1.2 微型计算机的特点、应用和发展方向 1.3 微型计算机的系统组成及工作过程 1.4 小结,1.1 计算机的分类与发展概述,1.1.1 计算机系统的分类 1.按用途划分 2.按规模划分 3.按处理对象划分,按用途划分,（1）通用机：适用解决多种一般问题，该类计算机使用领域广泛、通用性较强，在科学计算、数据处理和过程控制等多种用途中都能适应。 （2）专用机：用于解决某个特定方面的问题，配有为解决某问题的软件和硬件，如在生产过程自动化控制、工业智能仪表等专门应用。,按规模划分,（1）巨型计算机 （2）大/中型计算机 （3）小型计算机 （4）微型计算机 （5）工作站 （6）服务器,按处理对象划分,（1）数字计算机：计算机处理时输入和输出的数值都是数字量。 （2）模拟计算机：处理的数据对象直接为连续的电压、温度、速度等模拟数据。 （3）数字模拟混合计算机：输入输出既可是数字也可是模拟数据。,1.1.2 计算机系统的发展,第一代 电子管计算机，(约在1946-1955年)。 第二代 晶体管计算机，(约在1956-1963年)。 第三代 集成电路计算机，(约在1964-1971年) 第四代 大规模集成电路计算机，(约在1972-80年代) 第五代 智能计算机 第六代 生物计算机,总而言之，计算机的发展将是多方位多层次的发展。在一方面是其本身技术的不断发展，即依据原理、结构、功能、器件等方面的进步，开发出速度更快、功能更强、越来越方便实用的各种类型的计算机。另一方面，计算机技术将不断渗透到各个学科领域、各行各业、国民经济的各个部门以及人们的日常生活中。使未来社会成为计算机和信息的社会，人类将通过使用它不断地提高科学技术水平和自身的智力水平，创造更美好的未来。,1.2 微型计算机的 特点、应用和发展方向,1.2.1 微型计算机的特点 1.2.2 微型计算机的应用 1.2.3 微型计算机的发展方向,1.2.1 微型计算机的特点,1. 微型计算机的特点 体积小，重量轻，耗电省。 价格低。 可靠性高，结构灵活。 适应性强。 功能强，性能优越。,2. 微型计算机的分类 按CPU字长分类: 8位机，16位机，32位机，64位机。 按结构分类: 单片机，单板机，多板机。 按用途分类可分为工业控制机，数据处理机。 按CPU芯片型号分类: 286机，386机， 486机，586机，Pentium和迅驰等微机。,3. 微型计算机的主要技术指标 字长 运算速度 时钟频率（主频） 存取速度 存储容量:内存容量; 外存容量。 外部设备的配置 软件的配置 可靠性、可用性和可维护性 此外，还有一些评价计算机的综合指标，例如，系统的兼容性、完整性和安全性以及性能价格比。,1.2.2 微型计算机的应用,科学计算（数值计算） 信息处理 过程控制 计算机辅助技术 人工智能 计算机仿真,1.2.3 微型计算机的发展方向,1. 微型计算机的发展简史 从1971年美国Intel公司首先研制成功世界上第一块微处理器芯片4004以来，微处理器的发展已经历了四代。人们一般以字长和典型的微处理器芯片作为各阶段的标志。 如下图所示,科技人员正在使用笔记本型电脑,多媒体计算机系统,2. 微处理器与微型计算机的发展方向 （1） 发展高性能的32位微处理器； （2） 发展专用化的单片微型计算机； （3） 发展带有软件固化的微型计算机； （4） 发多微处理机系统和局域网络； （5） 充实和发展外围接口电路。,1.3 微型计算机的系统 组成及工作过程,1.3.1、 微型计算机的系统组成 1.3.2、 微型计算机硬件 1.3.3、 微型计算机的工作过程,1.3.1 微型计算机的系统组成,1、 微处理器 微处理器(Microprocessor)，简称P或MP，是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的中央处理机部件，即CPU(Certal Processing Unit)。,2.微机的组成 从下图中我们可以看出，微型计算机由微处理器CPU、内部存储器、输入/输出接口电路组成。各功能部件之间通过总线有机地连接在一起。,3. 微机系统的组成,微型计算机的软件系统,1.3.2 微型计算机硬件,主机内部结构图,微型计算机外部组成,微处理器,内存储器(主存),输出设备,外存储器,输入设备,外围设备,主机板,1.3.3 微型计算机的工作过程,1. 基本概念 （1）指令 （2）指令系统 （3）程序 2. 微型计算机的工作原理 （存储程序和程序控制原理）如图所示 3. 微型计算机的工作过程 如图所示,计算机工作原理图,小 结,本章概述了计算机系统的基础知识，包括计算机系统的组成(包括硬件与软件)、结构、发展历程、分类及其功能实质；微处理器及微机系统的发展历程，微机系统与一般意义上的计算机系统的联系与差别，强调微型计算机系统是具有独特结构的计算机系统，由此决定了微机系统所具有的功能及其特点。简要描述了微型计算机系统的基本工作方法。 重点掌握微型计算机的发展历程、特点，微型计算机及微机系统的组成，微型计算机的三总线结构，微机系统的工作过程。,习题与思考题,（1）试述微型计算机系统与一般计算机系统的联系和差别。 （2） 微型计算机系统有哪些特点？具有这些特点的根本原因是什么？ （3）微型计算机系