微型计算机概述60806PPT学习教案

1、会计学1 微型计算机概述微型计算机概述60806 第1页/共34页 第2页/共34页 第3页/共34页 第4页/共34页 第5页/共34页 第6页/共34页 第7页/共34页 第8页/共34页 第9页/共34页 1945 1945年年6 6月，美籍匈牙利科学家冯月，美籍匈牙利科学家冯 诺依曼提出了在数字诺依曼提出了在数字 计算机内部的存储器中存放程序的概念，这是所有现代电计算机内部的存储器中存放程序的概念，这是所有现代电 子计算机的范式，被称为子计算机的范式，被称为“冯冯 诺依曼结构诺依曼结构”。按这一结。按这一结 构建造的电脑称为构建造的电脑称为存储程序计算机存储程序计算机，又称为通用计算机

2、。，又称为通用计算机。 冯冯 诺依曼结构计算机的主要特点包括：诺依曼结构计算机的主要特点包括： 1.1. 计算机由计算机由运算器运算器、存储器存储器、控制器控制器和和输入输入/ /输出输出 五个部件组成。五个部件组成。 2.2. 存储器以存储器以二进制二进制形式存储指令和数据。形式存储指令和数据。 3.3. 存储程序工作方式：存储器一维线性编址，按址存储程序工作方式：存储器一维线性编址，按址 存取，指令从存储器逐条取出，串行执行。存取，指令从存储器逐条取出，串行执行。 第10页/共34页 第11页/共34页 程序程序，是指完成某项任务的计算机指令序列。当要完成该项，是指完成某项任务的计算机指令

3、序列。当要完成该项 任务时，通过输入设备将指令序列和原始数据输入到计算机任务时，通过输入设备将指令序列和原始数据输入到计算机 的内存储器中。计算机从内存中取出第一条指令，控制器按的内存储器中。计算机从内存中取出第一条指令，控制器按 照指令的要求，从内存储器中取出数据进行指定的操作，然照指令的要求，从内存储器中取出数据进行指定的操作，然 后再按地址把结果送到内存中去。接下来，再自动取出下一后再按地址把结果送到内存中去。接下来，再自动取出下一 条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去，条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去， 直至全部指令执行完毕。直至全部指令执行完毕。 由此

4、可见，计算机的工作方式取决于它的两个基本能力由此可见，计算机的工作方式取决于它的两个基本能力 ：一是能：一是能存储程序存储程序，二是能，二是能自动执行程序自动执行程序。计算机是利用内。计算机是利用内 存储器来存放所要执行的程序的，而控制器则依次从内存中存储器来存放所要执行的程序的，而控制器则依次从内存中 取出程序的每条指令，加以分析和执行，直到完成全部指令取出程序的每条指令，加以分析和执行，直到完成全部指令 序列为止。这就是计算机的序列为止。这就是计算机的存储程序控制方式存储程序控制方式的工作原理。的工作原理。 这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯 诺依曼于诺依

5、曼于19451945年提年提 出来的，故称为出来的，故称为冯冯 诺依曼原理诺依曼原理。 第12页/共34页 l 微型计算机系统与传统的计算机系统一样，由微型计算机系统与传统的计算机系统一样，由硬件系硬件系 统统和和软件系统软件系统两大部分组成的。两大部分组成的。 l 硬件硬件是组成计算机系统的各个物理部件的总称，它是是组成计算机系统的各个物理部件的总称，它是 计算机系统快速、可靠、自动工作的物质基础。计算机系统快速、可靠、自动工作的物质基础。 l 软件软件是计算机系统中各类程序、有关文件以及所需数是计算机系统中各类程序、有关文件以及所需数 据的总称。软件系统由系统软件和应用软件两大部分组据的总

6、称。软件系统由系统软件和应用软件两大部分组 成。成。 系统软件系统软件是指管理、控制和维护计算机系统资源的程序集是指管理、控制和维护计算机系统资源的程序集 合，这些资源包括硬件资源和软件资源，并为用户提供一个合，这些资源包括硬件资源和软件资源，并为用户提供一个 友好的操作界面和工作平台。友好的操作界面和工作平台。 应用软件应用软件是指为了解决某些具体问题而编制的程序。它包是指为了解决某些具体问题而编制的程序。它包 括商品化的通用软件和专用软件，也包括用户自己编制的各括商品化的通用软件和专用软件，也包括用户自己编制的各 种应用程序。种应用程序。 第13页/共34页 微型计算机硬件系统包括微处理器

7、、存储器、输入微型计算机硬件系统包括微处理器、存储器、输入/ /输输 出接口与输入出接口与输入/ /输出设备，各部件通过系统总线进行数据传输出设备，各部件通过系统总线进行数据传 送。送。 第14页/共34页 微处理器微处理器（MicroProcessor UnitMicroProcessor Unit，简称，简称MPUMPU），也称），也称 为中央处理器（为中央处理器（Central Processing UnitCentral Processing Unit，简称，简称CPUCPU ），由控制器、运算器和寄存器组三个主要部分组成），由控制器、运算器和寄存器组三个主要部分组成 ，它是计算机的核

8、心部件。，它是计算机的核心部件。 1.1. 控制器控制器：控制器是计算机的指挥中心：控制器是计算机的指挥中心, ,它的作用是从存它的作用是从存 储器中取出指令储器中取出指令, ,然后分析指令然后分析指令, ,发出由该指令规定的发出由该指令规定的 一系列操作命令一系列操作命令, ,完成该指令所要求的操作。完成该指令所要求的操作。 2.2. 运算器运算器：运算器又称算术逻辑单元：运算器又称算术逻辑单元(Arithmetic and (Arithmetic and Logical Unit, ALU),Logical Unit, ALU),是用二进制进行算术运算和逻辑是用二进制进行算术运算和逻辑 运

9、算的部件。运算的部件。 3.3. 寄存器组寄存器组：寄存器组是：寄存器组是CPUCPU内部的若干个存储单元，用内部的若干个存储单元，用 来存放参加运算的二进制数据以及保存运算结果。来存放参加运算的二进制数据以及保存运算结果。 第15页/共34页 Intel的某些微处理器的某些微处理器 采用采用296引脚的引脚栅格阵列（引脚的引脚栅格阵列（PGA）陶瓷封装技术）陶瓷封装技术 运算器：运算器：CPU的核心，算术逻辑运算部件的核心，算术逻辑运算部件 控制器：指挥、协调各部件工作控制器：指挥、协调各部件工作 寄存器组：暂存数据寄存器组：暂存数据 微微 处处 理理 器器 第16页/共34页 l 计算机的

10、存储器由计算机的存储器由内存储器内存储器（简称内存）和（简称内存）和外存储器外存储器 （简称外存）两部分组成。这里讲的存储器是指内存（简称外存）两部分组成。这里讲的存储器是指内存 储器，它用来存放计算机的指令和数据。储器，它用来存放计算机的指令和数据。 l 存储器以存储单元为单位线性编址存储器以存储单元为单位线性编址,CPU按地址读按地址读/写写 存储单元中的内容存储单元中的内容,通常一个存储单元可存放通常一个存储单元可存放8位二进位二进 制数制数(即一个字节即一个字节)。CPU只能直接访问内存。只能直接访问内存。 第17页/共34页 第18页/共34页 l 输入输入/输出设备输出设备(简称简

11、称I/O设备设备)是微机与外界联系的设备是微机与外界联系的设备 ，也为外设。计算机通过外设获得各种外界信息，也为外设。计算机通过外设获得各种外界信息,并且并且 通过外设输出运算处理结果。常用的输入设备有键盘通过外设输出运算处理结果。常用的输入设备有键盘 、鼠标、扫描仪、摄像机等，常用的输出设备有显示、鼠标、扫描仪、摄像机等，常用的输出设备有显示 器、打印机、绘图仪等。器、打印机、绘图仪等。 l 微机与微机与I/O设备必须通过输入设备必须通过输入/输出接口输出接口(I/O接口接口)将二将二 者连接起来，者连接起来，I/O接口实质上是将外设连接到总线上的接口实质上是将外设连接到总线上的 一组逻辑电

12、路的总称。一组逻辑电路的总称。 第19页/共34页 第20页/共34页 总线总线(bus)(bus)是一组信号线的集合是一组信号线的集合, ,是在计算机系统各部是在计算机系统各部 件之间传输地址、数据和控制信息的公共通路。件之间传输地址、数据和控制信息的公共通路。 在在CPUCPU、存储器、存储器、I/OI/O接口之间传输信息的总线称接口之间传输信息的总线称 为为“系统总线系统总线”。系统总线包括以下三部分。系统总线包括以下三部分。 1.1. 地址总线地址总线 ABAB：它是单向总线：它是单向总线, ,用于传送用于传送CPUCPU发出的地址发出的地址 信息，以指明与信息，以指明与CPUCPU交

13、换信息的内存单元或交换信息的内存单元或I/OI/O设备。设备。 2.2. 数据总线数据总线 DBDB：它是双向的：它是双向的, ,用于用于CPUCPU与内存或外设之间与内存或外设之间 进行数据交换时传输数据信息。进行数据交换时传输数据信息。 3.3. 控制总线控制总线 CBCB：控制总线用于传送控制信号、时序信号：控制总线用于传送控制信号、时序信号 和状态信号等。和状态信号等。CPUCPU向内存或外设发出的控制信息、内向内存或外设发出的控制信息、内 存或外设向存或外设向CPUCPU发出的状态信息均可通过它来传送。作发出的状态信息均可通过它来传送。作 为整体而言为整体而言,CB,CB是双向的是双

14、向的, ,而对而对CBCB中的每一根线来说中的每一根线来说, ,它它 是单向的。是单向的。 第21页/共34页 微处理器、微型计算机、微型计算机系统微处理器、微型计算机、微型计算机系统 系统软件：系统软件：DOS、Windows 95/98/2000 应用软件：应用软件：WPS 、 Word、Photoshop 微微 处处 理理 器器 CPU 存储器存储器(RAM,ROM) I/O接口接口 总线总线 硬硬 件件 软软 件件 微微 型型 计算机计算机 系系 统统 微微 型型 计算机计算机 (主机主机) 外外 设设 ALU 寄存器寄存器 控制部件控制部件 键盘、鼠标键盘、鼠标 显示器显示器 软驱、

15、硬盘、光驱软驱、硬盘、光驱 打印机、扫描仪打印机、扫描仪 第22页/共34页 第23页/共34页 第24页/共34页 IBM PC 第一台电子计算机第一台电子计算机 ENIAC 第25页/共34页 计算机发展简史计算机发展简史 电子管计算机电子管计算机 (19461956) 晶体管计算机晶体管计算机 (19571964) 集成电路计算机集成电路计算机 (19651970) 超大规模集成超大规模集成 电路计算机电路计算机 (1971至今至今) l 用机器语言、汇编语言编写程用机器语言、汇编语言编写程 l 用于军事和国防尖端技术用于军事和国防尖端技术 l 开始使用高级语言开始使用高级语言 l 开始

16、用于工程技术、数据处理和开始用于工程技术、数据处理和 其它科学领域其它科学领域 l 采用微程序、流水线等技术，采用微程序、流水线等技术， 提高运行速度提高运行速度 l 出现操作系统、诊断程序等软件出现操作系统、诊断程序等软件 l 采用半导体存储器采用半导体存储器 l 采用图形界面操作系统采用图形界面操作系统 l 器件速度更快器件速度更快, 软件、外设更加丰富软件、外设更加丰富 主主 要要 特特 点点 第26页/共34页 微型计算机概述：微型计算机概述： 微型计算机诞生：微型计算机诞生：20世纪世纪70年代年代 微型计算机的核心是：微处理器微型计算机的核心是：微处理器(CPU+寄存器组寄存器组)

17、 每出现一个新的微处理器，就会产生新一代的微型计算机。每出现一个新的微处理器，就会产生新一代的微型计算机。 第一代：第一代：4位机发展和位机发展和8位机萌芽阶段位机萌芽阶段 时间：时间：19711973年年 代表产品：代表产品：Intel4004和和MCS-4微型机微型机 字长：字长：4位或位或8位位 特点：指令系统比较简单，运算功能较差，价格低廉特点：指令系统比较简单，运算功能较差，价格低廉 应用：面向家电、计算机器和二次仪表应用：面向家电、计算机器和二次仪表 微型计算机的发展分为五代微型计算机的发展分为五代： 第二代：第二代：8位机的发展阶段位机的发展阶段 时间：时间：19731977年年

18、 代表产品：代表产品：Intel8080/8085、MC6800、Z80、R6502处理器处理器 字长：字长：8位位 特点：指令系统比较完善，运算速度提高一个数量级，寻址增强。特点：指令系统比较完善，运算速度提高一个数量级，寻址增强。 应用：面向家电、智能仪表、工业控制。应用：面向家电、智能仪表、工业控制。 第27页/共34页 微型计算机概述：微型计算机概述： 第三代：第三代：16位机发展阶段位机发展阶段 时间：时间：19781985年年 代表产品：代表产品：Intel8086/8088、80186、80286、MC6800、Z8000 字长：字长：16位位 特点：指令系统丰富，采用多级中断、

19、多种寻址方式，段式存特点：指令系统丰富，采用多级中断、多种寻址方式，段式存 储结构，配有强大的系统软件。储结构，配有强大的系统软件。 应用：工业控制应用：工业控制 第四代：第四代：32位机发展阶段位机发展阶段 时间：时间：19851992年年 代表产品：代表产品：Intel 80386、80486 字长：字长：32位位 特点：内存容量达特点：内存容量达1MB以上，硬盘技术不断提高，发展了以上，硬盘技术不断提高，发展了32位的位的 总线结构，各种品牌机涌上市场，如总线结构，各种品牌机涌上市场，如COMPAQ、DELL等等 可执行多任务、多用户操作。可执行多任务、多用户操作。 应用：办公自动化、网

20、络环境应用：办公自动化、网络环境 第28页/共34页 微型计算机概述：微型计算机概述： 第五代：第五代：64位机主生及发展阶段位机主生及发展阶段 时间：时间：1992至今至今 代表产品：代表产品：Intel Pentium、Itanium 字长：字长：64位位 特点：外部数据线特点：外部数据线64位字长，位字长，32位以上地址总线，增加了虚拟现位以上地址总线，增加了虚拟现 实等多媒体能力和通信上的应用。实等多媒体能力和通信上的应用。 应用：办公自动化、网络服务器。应用：办公自动化、网络服务器。 第29页/共34页 微型计算机的应用已渗透到社会的各行各业，其主要应微型计算机的应用已渗透到社会的各行各业，其主要应 用领域如下：用领域如下： l 科学计算科学计算(或数值计算或数值计算) l 数据处理数据处理(或