计算机和微型计算机的发展概况.ppt

1、第一章概述，11计算机和微型计算机的发展，12微型计算机的特点和应用范围，13微型计算机的基本组成部分，14微型计算机中数字的编码和字符的表示，1.1计算机的发展，1.1.1计算机的发展，1.1.2微型计算机的发展，回到本章的第一页，1.1.1计算机的发展，第一代电子计算机被称为电子管计算机。第二代计算机被称为晶体管计算机，它的主要逻辑元件是晶体管。第三代计算机的内存采用半导体存储器，可靠性和存取速度明显提高。第四代计算机的特点是采用大规模和超大规模集成电路。人们正在从许多方面探索第五代计算机。计算机，也叫计算机，是20世纪最重要的科技成果。计算机是一种能够自动、高速、准确处理信息的现代电子设

2、备。它是帮助人类从事脑力劳动(包括记忆、计算、分析、判断、设计、咨询、诊断、决策、学习和创造等)的工具。)。1944年，哈佛大学与国际商用机器公司合作，在美国首次制造了现代计算机的原型马克。1942年，美国物理学家约翰莫切里提出了一种现代计算机制造方案，称为“高速电子管计算装置”。该机器于1946年正式投入使用，名为ENIAC电子数字积分器和计算机。回到本节，1.1.2微型计算机的发展，第一阶段(1971-1973):典型的微型计算机是基于英特尔4004和英特尔4040的。微处理器和存储器采用PMOS工艺，工作缓慢。微处理器的指令系统不完整；内存容量很小，只有几百字节；没有操作系统，只有汇编语

3、言。主要用于工业仪器、过程控制或计算器。第二阶段(1974-1977)基于8位微处理器，典型的微处理器有英特尔8080/8085、Zilog公司的Z80和摩托罗拉公司的6800。微处理器采用高密度金属氧化物半导体(HMOS)技术，指令系统相对完整，功能强大。内存容量高达64KB，配有荧光屏显示器、键盘、软盘驱动器等设备，形成一台独立的台式计算机。配备了简单的操作系统(如CP/M)和高级语言。第三阶段(1978-1981)基于16位和准32位微处理器，如英特尔的8086、摩托罗拉的68000和Zilog的Z8000。微处理器采用短通道高性能NMOS过程。在体系结构方面，吸收了传统小型机甚至大型机

4、的设计思想，如虚拟存储和存储保护。第四阶段(80年代)80年代初，IBM推出了开放式IBM个人电脑，这是微型计算机发展史上的一个重要里程碑。IBM PC机采用英特尔80 x86(当时为8086/8088、80286、80386)微处理器和微软的微软操作系统，并发布IBM PC机的总线设计。第五阶段(始于20世纪90年代)精简指令集计算机技术的出现极大地改变了微型计算机的体系结构。返回本节，1。2.1微型计算机的特点和应用范围，1.2.2微型计算机的应用范围，回到本章第一页，1.2.1微型计算机的特点，1小型、重量轻、价格低，2简单灵活、可靠性高、使用环境要求低和3低功耗，回到本节，1.2.2微

5、型计算机的应用1科学计算2数据处理3办公自动化4过程控制5辅助系统6模拟，回到本节，1.3微型计算机的基本组成， 1.3.1计算机系统组成1.3.2微机的硬件组成，回到本章第一页，1.3.1计算机系统组成，计算机系统是一个复杂的工作系统，它由硬件系统和软件系统组成。 所谓的计算机硬件系统，通俗地说，就是构成计算机的可见和有形的组件，即构成计算机的硬件设备。例如主机、监视器、键盘、磁盘驱动器等。图1-1计算机系统的组成返回本节，1.3.2微机的硬件组成微机的硬件组成主要包括微处理器(中央处理器)、存储器、输入输出设备和系统总线。参见图1-2。系统总线由地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB组成

6、。在微型计算机中，功能部件通过系统总线连接，这使得部件之间的关系成为面向系统总线的单一关系。只要组件符合总线标准，它就可以连接到采用该总线标准的系统。图1-2微机的功能模块，1-3微机的组成，返回本节，1.4微机中数字的编码和字符的表示，1.4.1二进制和十进制的相互转换1.4.3八进制和十六进制1.4.4有符号数字的表示方法1.4.4大于1的数字需要两位或更多位来表示；以小数点为界，人的位置分别是20、21、22和2-1、2-2、2-3。二进制数也可以通过每个数字与其比特权重的乘积之和来计算。回到这一节，1.4.2二进制和十进制的转换，一个二进制数到十进制数的转换是非常简单的，只要它能根据位

7、的正确展开和相加。例如：(1011)2=123 022 121 120=(11)10当一个十进制数转换成二进制数时，整数和纯小数的转换方法是不同的，一个既有整数又有小数的数必须分别转换成整数和小数。在示例1.1中，十进制数字47被转换为二进制形式。即，(47)10=(101111)2。示例1.2将十进制数0.625转换为二进制形式。也就是：(0.625)10=(0.101)2，返回本节，1.4.3八进制和十六进制，示例1.3将八进制数字327转换为二进制形式。3011 2010 7111表示(327)8=(011010111)2。示例1.4将二进制数11010001转换为八进制形式。0011

8、0102 0113是(11010001)2=(321)8。示例1.5将十六进制数字3A2F转换为二进制形式。30011 A1010 20010 F1111是(3a2f) 16=(001101000101111) 2。示例1.6将二进制110011011转换为十六进制形式。1011B 10019 00011是(110011011)2=(19B)16。回到本节，1.4.4有带符号数字的表示方法。因为计算机只能识别由0和1组成的数字或代码，所以带符号数字的符号只能用0和1来表示。通常，0代表正，1代表负。然而，数字部分的表示方法是不同的。由原始代码表示的有符号数字，最高位是符号位，数字位部分是数字的

9、绝对值。例如，如果机器是8位机器，即数据由8位(二进制)表示，那么原始代码23是00010111 -23是10010111，其中最高位是符号位，最后7位是数字位。由反码表示的有符号数也指定最高位作为符号位，但是对于正数，数字部分是其绝对值，而对于负数，其绝对值被逐位反转(即，1变成0，0变成1)。例如，倒数代码23是00010111 -23，倒数代码11101000表示数字范围与原始代码相同。数字0也有两种编码表示。(0) 10=(0000000) 2，(-0) 10=(1111111) 2，由补码表示的有符号数与正数的原始码和反码相同，但是负数的数字位部分是通过取绝对值然后将1加到最后一位而

10、获得的。例如，如果-23的补码是11101001，可以证明，如果两个补码数(正或负)相加，只要它们按照二进制运算规则进行运算，结果将是它们之和的补码。即：X补码=X补码Y补码，返回本节，1.4.5定点数和浮点数，1个定点记数法，2个浮点记数法，1个定点记数法所谓定点记数法是指计算机中的小数点位置是固定的。根据小数点位置的固定方法，可以分为定点整数和定点十进制记数法。前一个小数点固定在数字的最低位之后，而后一个小数点固定在数字的最高位之前。假设计算机的字长是位，上述两种表示的格式如下：2浮点表示法所谓浮点表示法是指计算机中的小数点位置不是固定的，即“浮点”。为了解释它是如何浮动的，我们引入了“顺

11、序代码表示”。对于任何二进制数，它可以表示为：()。回到本节，1.4.6计算机编码，1位十进制BCD码，2位字符码，3位汉字码，1位十进制BCD码。计算机使用二进制，但是写二进制很繁琐，读起来也不方便，所以人们在输入输出时还是习惯使用十进制。如果计算量不大，可以通过用二进制数编码每个十进制数来表示十进制数，这称为BCD码。由于BCD代码用于机器计算，它绕过了二进制和十进制之间的复杂转换，从而节省了机器时间。BCD码有很多种形式，最常用的是8421BCD码，它用4位二进制数编码十进制数的每一位，这个4位二进制码的值就是编码的十进制数的值。除了数值之外，在计算机中还有一种非常重要的数据，即字符，如英文大写和小写字母(A，B，C，A，B，C)，数字符号(0，1，2，9)和其他常用符号(如：%，等等。)。在计算机中，这些符号以二进制代码的形式表示，也就是说，每个字符被分配一个唯一的固定二进制代码。为了统一，人们制定了编码标准。目前，普遍采用美国标准的信息交换码，它用七位二进制码来表示一个符号，通常称为ASCII码。由于一个符号由一个七位代码表示，所以在编码方案中有128个符号(27=128)，数字范围从(0000000)2到(111111) 2。汉字编码计算机要处理汉字信息，首先必须解决汉字的表示问题。与英文字符一样，中文字符只