第1章 微型计算机概述

1、主讲教师：XXX 系部：XXXXXXXX,微型计算机原理及应用,绪 论,研究对象： 80 x86 及其兼容计算机的基本组成和工作原理；微机与外设的基本接口技术。,学习目标：基本掌握微机的组成和工作原理，建立整机概念，熟悉微机系统中的常用接口，并对现代高档微机有所了解和认识。,学时安排：共x学时，其中实验x学时,课程性质：主要专业基础课，考试,参考资料： 1、微型计算机技术及应用，戴梅萼，清华大学出版社 2、80 x86 IBM PC及兼容计算机 -汇编语言、设计与接口技术 Muhammad Ali Mazidi，Janice Gillispie Mazidi 著，张波等译，清华 3、汇编语言、

2、微机原理与接口技术，郑初华，电子工业出版社 4、DOS系统调用详解，李振格，北京航空航天大学出版社,教 材: 微型计算机原理及应用 -理论、实验、课程设计,1.1 微型计算机发展简史与展望 1.2 微型计算机的特点及其分类 1.3 微处理器、微型计算机和微型计算机系统 1.4 数制与编码 1.5 微型计算机的应用及实例,第1章 微型计算机概述,1.1 微型计算机发展简史与展望,1.2 微型计算机的特点及其分类,形小、体轻、功耗低 价格廉 结构简单、性能可靠 灵活性好、适应性强,1.2.1 微型计算机的特点,1.2.2 微型计算机的分类(续),1、按CPU的字长分类 4位微型计算机 ，如Inte

3、l 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，Intel 80486，Intel 80586,2、按构成分类: 单片机、单板机、多板机、微机套件、微机系统,1.2.2 微型计算机的分类 (续),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。 特点：结构简单、价廉 应用：过程控制、数据处理 产品：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,1.2.

4、2 微型计算机的分类 (续),把CPU、内存、I/O接口芯片装在多块电路板上，各印刷板插在主机板的总线插槽上，通过系统总线连接起来，构成多板机。 特点：见前面微型计算机的特点 产品：IBM PC/XT、486机、Pentium机等,90年代以来各院校“微机原理”和计算机硬件的实验机,多板机,1.2.2 微型计算机的分类(续),1.2.2 微型计算机的分类(续),3、按应用环境分类 单片机 个人计算机：简称PC（Personal Computer），它是20世纪后期一种最重要的计算机模式。 工作站/服务器：工作站（Workstation）在这里泛指供工程技术人员使用的工程工作站或图形工作站。服务

5、器（Server）则通指在计算机网络中使用的各类服务器。,1.2.2 微型计算机的分类(续),网络计算机：网络计算机（Network Computer简称NC）是一种依赖于网络的微型计算机，它不具备PC的高性能，但实现了较简单的操作和较低的购买与维护价位。,1.2.2 微型计算机的分类(续),3、按应用环境分类(续),1.2.2 微型计算机的分类(续),4、按制造工艺分类,1.3 微处理器、微型计算机和微型计算机系统,1.3.1 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

6、器部件，又称为微处理机。,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。,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）。,1.3.1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统(续),1.3.2 微型计算机系统的组成,1、微型计算机系统的组成,1.3.2 微型计算机系统的组成 (续),2、微机系统硬件的组成及结构,1.3.2 微型计算机系统的组成 (续),1.

7、3.2 微型计算机系统的组成(续),1.3.3 微型计算机系统的主要性能指标,2、内存容量：以字节为单位。1Byte=8bit（二进制信息的最小单位） 210Byte=1024Byte，简计为1kB或1k； 220Byte=1024kByte=1MByte，简计为1MB或1M； 230Byte=1024MByte=1GByte，简计为1GB或1G； 240Byte=1024GByte=1TByte，简计为1TB或1T；,1、字长：CPU能直接处理的二进制信息的位数。,3、指令系统：寻址方式的种类和可执行指令的条数。,4、运算速度 ：指令平均执行速度；特定指令执行速度； 主频并每条指令占用时钟周

8、期数。,5、允许配置的外设数量 6、系统软件的配置,1.4 数制与编码,1.4.1 进制转换及计算,进制,N进制的每个数据位取值范围为0N1，进制算术运算规则同十进制，只不过是逢N进1、借1等于N。,进制转换的一般方法,二进制数据的表示范围,1.4.2 码制及其转换,BCD码： 常见的BCD码有8421码、2421码以及余3码等，一般使用8421码，它又分为压缩BCD码和非压缩BCD码。压缩BCD码是用4位二进制代码表示一位十进制数，一个字节可以表示两位十进制数（0099）；而非压缩BCD码是用8位二进制代码表示一位十进制数，高4位无效，一个字节只能表示一位十进制数（09），高4位为0时则叫标

9、准非压缩BCD码。,0101,ASCII码： 现在计算机中通常采用的字符编码是ASCII码。基本ASCII码使用7位二进制编码，占一个字节，最高位为0。常用的7个字符的ASCII码值如表1.1所示。,例如: 28的ASCII码=32H38H=3238H=00110010，00111000B,汉字内码：汉字在计算机及相关设备内存储、处理以及传输所用的编码称为汉字内码，目前，我国主要采用的是GB2312码，它在计算机内占用两个字节，每个字节的最高位为1。,图1.5 负数三种编码之间的转换关系,1.4.2 码制及其转换(续),原码、反码和补码：原码、反码和补码用于，将二进制有符号数的正、负号也用二进

10、制编码来表示，它们所代表的实际数值称为“真值”。原码是直接在真值的绝对值之前增加一个符号位，并取正数的符号为0，负数的符号为1。正数的反码、补码与原码相同；负数的反码为原码的符号位不变其他位变反而得，负数的补码为原码的符号位不变其他位变反加1而得。,1.4.2 码制及其转换(续),三种编码之间的转换关系,1.4.2 码制及其转换(续),1.5 微型计算机的应用及实例,科学计算 信息处理和事务管理 过程控制 仪器仪表控制 计算机辅助教学、辅助设计等 计算机网络与通信 家用电器和民用产品控制,1.5.1 微型计算机的应用,1.5.2 微型计算机的应用实例,基于PC机的函数发生器：所谓函数发生器是指能产生正弦波、三角波、脉冲波、锯齿波等多种波形，并且频率和幅度可变的信号源。它是电子技术领域最常用的仪器设备之一。传统的函数发生器是由普通的电子器件构成的，一旦做成产品，其功能就