微机原理第1章

1、：1.1微型计算机发展概述微型计算机发展概述 1、微型计算机硬件体系的发展微型计算机硬件体系的发展 2、微型计算机软件的发展、微型计算机软件的发展 世界上第一台计算机世界上第一台计算机ENIAC图图2.1 冯诺依曼结构计算机的组成冯诺依曼结构计算机的组成计算机的软/硬件发展史起迄年份起迄年份代别代别主要逻辑元件主要逻辑元件软软 件件1.2 计算机中的数制与码制计算机中的数制与码制121 数制数制BCD)01010110(56)111000(5622 56 余数2 28 02 14 02 7 02 3 12 1 1 0 1 余数从下往上排： 111000625.232*12*02*12*12*1

2、2*12*02*1)101.10111(3210123424327816*1416*016*916*10)90(012316EA122 数值转换数值转换【例例1 1】将十进制整数（将十进制整数（105105）1010转换为二进制数，采用转换为二进制数，采用“除除2 2倒取余倒取余”的方法，过程如下：的方法，过程如下： 解解: 所以所以,（105105）1010（11010011101001）2 2所以,（0.8125）10（0.1101）2注意注意: :如果出现乘积的小如果出现乘积的小数部分一直不为数部分一直不为“0”，则，则可以根据精度的要求截取可以根据精度的要求截取一定的位数取近似值。一定

3、的位数取近似值。210)1101.1011()8125.11(216)1000,0101.1110,0111,0001()58.17(E HL 0000010100111001011101110000NULDLESP0Pp0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC44DTdt0101ENGNAK5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:J Z jz1011VTESC+;Kk1100FFFS,Nn1111SI

4、US/?OoDEL标准标准ASCII码字符表码字符表1)原码、反码和补码原码、反码和补码几个特殊规定几个特殊规定0补补10000000B 0补补= + 0补补 =00000000B128补补=10000000B 关于关于 0的问题的问题若若为为0补补=1000 0000B，运算则会出错，运算则会出错 0 1000 0000+ + 1 0000 0001 + 1 1000 0001=127补补+1补补可将可将0补补=0反反+1=1111 1111+1=00000000 关于溢出的问题关于溢出的问题 例：例： 64 1100 0000 + 64 + 1100 0000 128 11000 0000

5、=128补补 符号位进位丢掉符号位进位丢掉 1000 0000=128补补-128 1000 0000 + + 127 + 0111 1111 1 1111 1111=1补补 v 补补补YXYX 补补补Y-XYX第一章第一章 微型计算机系统概述微型计算机系统概述v13 微型计算机系统组成微型计算机系统组成v131 微型计算机系统的硬件微型计算机系统的硬件输入设备运算器存储器输出设备控制器图图. 微型机的硬件结构微型机的硬件结构微机系统微型计算机系统软件：OS、汇编、编译等外设：打印机、键盘、CRT等微处理器系统总线：AB、CB、DB存贮器：ROM、RAMI/O接口：串/并行接口等ALU累加器、

6、寄存器控制器明确明确3个概念的区别个概念的区别运算器运算器 控制器控制器 寄存器组寄存器组 内存储器内存储器 总线总线 输入输出输出输入输出输出 接口电路接口电路外部设备外部设备 软件软件微处理器微处理器微型计算微型计算机机微型计算机系统微型计算机系统区别区别3个概念个概念明确明确3个概念的区别个概念的区别v微处理器（微处理器（Microprocessor）一个大规模集成电路芯片一个大规模集成电路芯片内含控制器、运算器和寄存器等内含控制器、运算器和寄存器等微机中的核心芯片微机中的核心芯片v微型计算机（微型计算机（Microcomputer）通常指微型计算机的硬件系统通常指微型计算机的硬件系统还

7、有一般的说法：微机、微型机还有一般的说法：微机、微型机v微型计算机系统（微型计算机系统（Microcomputer system）指由硬件和软件共同组成的完整的计算机系统指由硬件和软件共同组成的完整的计算机系统132 微型计算机系统的软件微型计算机系统的软件解释程序解释程序:图图133 微型计算机系统的性能微型计算机系统的性能v1、CPU主频主频主频单位主频单位MHz(兆赫兹兆赫兹)指令执行单位指令执行单位(MIPS:每秒运行多少百万条指令每秒运行多少百万条指令)v2、存储容量、存储容量*（内存）（内存）v3、字长、字长 字长是指微处理器内部一次能够并行处理二进制代码的字长是指微处理器内部一次

8、能够并行处理二进制代码的位数。位数。字长与微处理器内部寄存器以及字长与微处理器内部寄存器以及CPU内部总线宽度是一内部总线宽度是一致的致的,.v4、外部设备的扩展能力、外部设备的扩展能力v5、软件配置能力、软件配置能力1 4 当前微型计算机所使用的先进技术当前微型计算机所使用的先进技术v1.4.1 CACHE（高速缓冲存储器）技术（高速缓冲存储器）技术v1.4.2 流水线技术流水线技术v1.4.3 VM（虚拟存储器）技术（虚拟存储器）技术 物理地址、逻辑地址物理地址、逻辑地址MMU（存储器管理单元）（存储器管理单元）v1.4.4 RISC（精简指令集计算机）技术（精简指令集计算机）技术功能简单、数量有限的指令系统功能简单、数量有限的指令系统大量通用的寄存器，通过编译技术优化寄存器的使用