微型计算机原理.doc

1、 按逻辑部件化分的计算机发展阶段1.第一阶段 电子管计算机(19461957年) 主要特点是： (1)采用电子管作为基本逻辑部件，体积大，耗电量大，寿命短，可靠性大， 成本高。 (2)采用电子射线管作为存储部件，容量很小， 后来外存储器使用了磁鼓存储信息，扩充了容量。 (3)输入输出装置落后，主要使用穿孔卡片，速度慢，容易出去使用十分不便。 (4)没有系统软件，只能用机器语言和汇编语言编程。 2.第二阶段 晶体管计算机 (19581964年) 主要特点是： (1)采用晶体管制作基本逻辑部件，体积减小，重量减轻，能耗降低，成本下降，计算机的可靠性和运算速度均得到提高。 (2)普遍采用磁芯作为贮存器，采用磁盘/磁鼓作为外存储器。 (3)开始有了系统软件(监控程序)，提出了操作系统概念，出现了高级语言。 3.第三阶段 集成电路计算机 (19651969年) 主要特点是： (1)采用中，小规模集成电路制作各种逻辑部件，从而使计算机体积小，重量更轻，耗电更省，寿命更长，成本更低，运算速度有了更大的提高。 (2)采用半导体存储器作为主存，取代了原来的磁芯存储器，使存储器容量的存取速度有了大幅度的 提高，增加了系统的处理能力。 (3)系统软件有了很大发展， 出现了分时操作系统， 多用户可以共享计算机软硬件资源。 (4)在程序设计方面上采用了结构化程序设计，为研制更加复杂的软件提供了技术上的保证。 4.第四阶段 大规模、超大规模集成电路计算机 (1970年至今)2、微型计算机的组成硬件系统包括输入设备、输出设备、即使输入设备又是输出设备。输入设备主要包括：键盘、鼠标、扫描仪、数码照相机、摄相头、话筒、条形码阅读器等；输出设备主要包括：显示器、打印机、音箱等；即是输入设备又是输出设备的是：触摸显示屏、软件驱动器、硬盘驱动器、CD-R光盘刻录机等。3、微机的性能指标1.字长字长是指微机能直接处理的二进制信息的位数。字长越长，微机的运算速度就越快，运算精度就越高，内存容量就越大，微机的功能就越强(因支持的指令多)。所以字长是微机的一个重要性能指标。按微机的字长可分为8位机(如早期的Apple E机)、16位机（如286微机)、32位机(如386、486奔腾机)和64位机(高档微机)等。2.内存容量内存容量是指微机内存储器的容量，它表示内存储器所能容纳信息的字节数。内存容量越大，它所能存储的数据和运行的程序就越多，程序运行的速度就越高，微机的信息处理能力就越强，所以内存容量是微机的一个重要性能指标。286微机的内存容量多为1MB。386微机的内存容量为24MB，486微机的内存容量一般为48MB，高档微机(如奔腾机)的内存一般为816MB、32MB、64MB或更大。3.存取周期存取周期是指对存储器进行一次完整的存取(即读写)操作所需的时间，即存储器进行连续存取操作所允许的最短时间间隔。存取周期越短，则存取速度越快。存取周期的大小影响微机运算速度的快慢。所以存取周期是微机的一个重要性能指标。微机中使用的是大规模或超大规模集成电路存储器，其存取周期在几十到几百毫微秒(ns)。4.主频主频是指微机CPU的时钟频率。主频的单位是MHz(兆赫兹)。主频的大小在很大程度上决定了微机运算速度的快慢，主频越高，微机的运算速度就越快。所以主频是微机的一个重要性能指标。286微机的主频为410MHz。386微机的主频为1640MHz。486微机的主频为25100MHz。奔腾机的主频目前最高已达300MHz。5.运算速度运算速度是指微机每秒钟能执行多少条指令。运算速度的单位用MIPS(百万条指令秒)。由于执行不同的指令所需的时间不同，因此，运算速度有不同的计算方法。现在多用各种指令的平均执行时间及相应指令的运行比例来综合计算运算速度，即用加权平均法求出等效速度，作为衡量微机运算速度的标准。目前微机的运算速度在200300MIPS以上。 除了上述个主要技术指标外，还有其他一些因素，也对微机的性能也起重要作用，它们有：可靠性：是指微型计算机系统平均无故障工作时间。无故障工作时间越长，系统就越可靠。可维护性：是指微机的维修效率，通常用故障平均排除时间来表示。可用性：是指微机系统的使用效率，可以用系统在执行任务的任意时刻所能