微型计算机系统概述.ppt

1、第 1 章 微型计算机系统概述 1.1 微型计算机系统的硬件组成 1.2 微型计算机的软件和操作系统 返回,1、1 微型计算机系统的硬件组成 构成计算机的硬件实体的五大部件 中央处理机、主机和计算机系统 微处理器、微计算机和微计算机系统 存储器、内存储器和外存储器 （内）存储器的单元和（内）存储器的单元的地址 输入设备、输出设备和外围设备 RAM和ROM 单片（微计算）机和单板（微计算）机 微机系统中的总线 返回,微处理器、微计算机和微计算机系统 微处理器（P）：是将计算机的中央处理器（CPU运算器及控制器的合称）集成在一片或几片集成电路芯片上构成的，又称微处理机。 微计算机（C）：是指由微处

2、理器为基础，加上一定容量的内存储器，再加上一定数量的输入输出（I/O）接口电路所构成的裸机。 微计算机系统（CS）：是指由微计算机加上相应的外围设备（包括输入/输出设备及外存储器），再加上相应的系统软件和应用软件，再配上其它专用电路及电源、面板、机架等构成的系统。 返回,存储器、内存储器和外存储器 存储器是一个大的信息存储库，它的功能是按照指定位置取出（读出）或存入（写入）数据。又可分为内存储器和外存储器两部分。 内存储器（也称主存储器、主存、内存）指速度比较快、但容量比较小的那一部分存储器，它一般用于存放目前正在使用的数据。 外存储器（也称辅助存储器、辅存、外存）指速度比较慢、但容量比较大的

3、那一部分存储器，它一般用于存放目前暂不使用的数据。 CPU只能对内存中的数据进行存取，而欲使用外存中的数据，必须先从外存调入内存方可使用。 返回,（内）存储器的单元和（内）存储器的单元的地址 （内）存储器的单元：为了能按照指定位置读/写数据，（内）存储器被划分为许多长度相等的单元，每单元的长度一般为8位（字节）、16位（字）、32位或64位等。 （内）存储器的单元的地址：为了能按照指定位置读/写数据， 给每一个（内）存储器单元分配一个唯一对应的编号，叫做（内）存储器的单元的地址。 返回,输入设备、输出设备和外围设备 输入设备：是信息形式转换的部件，它把人们所熟悉的信息形式转换为机器能直接识别或

4、接收的信息形式。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏等。 输出设备：也是信息形式转换的部件，它把机器能直接识别或接收的信息形式转换为人们所熟悉的信息形式。常用的输出设备有：显示器、打印机等。 外围设备：包括外存储器及输入输出（I/O）等设备。 返回,RAM和ROM 内存储器位于微机的主机板上，可分为随机存储器和只读存储器。 随机存储器（RAM）是在指定位置上既能读出，又能 写入的存储器。 RAM断电后再加电，原存信息消失。 RAM可分为静态RAM（SRAM）和动态RAM （DRAM）。 只读存储器（ROM）是在指定位置上只能读出，不能 写入的存储器。 ROM断电后再加电，原存信息保持不变

5、。 ROM可分为可（一次）编程的ROM（PROM）、（紫 外线光照）可擦除的可编程的ROM （EPROM）和电 可擦除的可编程的ROM （E2PROM）。 返回,单片（微计算）机和单板（微计算）机 单片（微计算）机（又称微控制器和嵌入式计算机）：是指将一台微计算机集成在一片集成电路芯片上构成的微计算机；单片机是微计算机；单片机中包括微处理器、一定容量的RAM和ROM（有的单片机不含ROM）、I/O接口电路、定时器/计数器等；Intel的单片机有MCS-51系列单片机。 单板（微计算）机：指将微处理器及一定容量的RAM和ROM、I/O接口电路，加上相应的I/O设备（如键盘、发光二极管显示器、热敏

6、式打印机等）以及一定的软件（如监控程序等程序固件）装在一块印刷电路板上所构成的微计算机系统；单板机是微计算机系统；Intel的单板机有以Intel8086为CPU的TP-86等。 返回,微机系统中的总线 总线（BUS）是计算机中各部件之间传送某一类信息的公共线束。 微机中各部件之间是通过总线连接的。CPU、内存储器、I/O接口电路之间通过总线连接，而外围设备（外存及I/O设备）通过外围接口挂在总线上（参 图1.1 微型计算机硬件概念框图）。 在CPU与内存及I/O接口电路之间传送的有三类信息，即地址信息、数据信息和控制/状态信息。相应地，总线分为三组，即地址总线、数据总线和控制总线。 返回,图

7、1.1 微型计算机硬件概念框图,返回,地址总线（AB）是专门用于传送地址信息的总线。 地址总线是单向总线，用于（单向地）给出存储器单元或I/O端口的地址。 地址总线的宽度，反映出计算机的最大内存容量。如，微机中内存一般按字节编址，既每一个存储器单元的宽度为8位。若，地址总线宽度为20位，其地址的最大不同码点为220=1M个，故可直接寻址的最大内存空间为1MB （BBYTE）。地址总线宽度为32位，其地址的最大不同码点为232=4G个，故可直接寻址的最大内存空间为4GB 。 返回,数据总线（DB）是专门用于传送数据信息的总线。 数据总线是双向总线，数据可以从CPU传送到存储 器单元或I/O端口，

8、数据可以也从存储器单元或I/O端 口传送到CPU 。 数据总线的宽度，反映出计算机传送数据的能力。 如，一次传送8位、16位、32位或64位。 返回,控制总线（CB）是专门用于传送控制/状态信息的总线。 控制信息从CPU发送到存储器单元或I/O端口，而存储器或I/O端口的可向CPU发出请求信号或向CPU传送状态信息 。 返回,1.2 微型计算机的软件和操作系统 指令、程序和指令系统 冯诺依曼原理 计算机软件 系统软件 应用软件 软件系统 DOS操作系统概述 返回,指令、程序和指令系统 程序指有实际意义的指令序列。 指令指计算机中控制操作的命令。 指令系统是一台计算机中的所有汇编语言（或机器语言

9、）指令及其结构格式的总和。 返回,冯诺依曼原理 现代计算机的基本工作原理是计算机的硬件实体的由五大部件构成，程序存储和程序控制以及在计算机中采用二进制表示的原理，即冯诺依曼原理。 程序存储指先将解决用户计算问题的程序（连同所需数据）存放在计算机中（具体来说是存放在计算机的内存储器中）的做法。所存放的程序叫存储程序。 程序控制指计算机依据事先存放好的程序，控制全机自动、协调地完成计算任务的过程。 在计算机中采用二进制表示 数据信息是以二进制形式表示的 数值信息、字符信息、图形图像信息、视频信息以及音频信息都是以二进制形式表示的。 机器指令是以二进制形式表示的。 程序（中的指令）和相应数据是以二进

10、制形式表示的。 返回,计算机软件指提高计算机的使用效率，实现计算机本身的自动化管理，方便用户使用计算机以及用户为解决自己实际问题而编写的程序及其相应文档资料的总称。 计算机软件包括系统软件和应用软件两部分。 返回,系统软件指提高计算机的使用效率，合理的组织计算机的工作流程，实现计算机本身的自动化管理，对计算机的软件及硬件资源进行管理以及方便用户使用计算机的那一部分程序的总称。 系统软件主要包括三大类，分别是操作系统、语言处理程序和工具软件。 返回,操作系统是合理地组织计算机的工作流程，实现计算机本身的自动化管理，对计算机的软件及硬件资源进行管理以及方便用户使用计算机的程序的集合。 操作系统是系

11、统软件的核心。 操作系统是用户和计算机之间的接口（或界面），用 户通过操作系统使用计算机。 目前常用的操作系统有DOS、Windows等。 返回,程序设计语言：人们通过计算机语言来和计算机进行交流或编写程序，人们用于编写程序的语言叫做程序设计语言，程序设计语言有机器语言、汇编语言和高级语言三类。 指令系统是一台计算机中的所有汇编语言（或机器语言）指令及其结构格式的总和。 源程序和目标程序 翻译和解释 语言处理程序：将用汇编语言或高级语言编写的源程序变换成为相应的机器语言程序的程序，语言处理程序有汇编程序及编译程序和解释程序。 返回,机器语言是现今计算机中能直接表达控制信息的语言，一般以“0”、

12、“1”代码表示。 机器语言的特点： 是面向机器的语言，与机器一一对应，不具有通用性。 可直接为机器识别或接收，不需变换。 不易读、不易写、难编程，可维护性差。 程序占用内存空间最小，执行速度最快。 返回,汇编语言是以助记符代替操作码，以符号代替地址，包含伪指令和宏指令的语言。 汇编语言的特点： 汇编语言的语句与机器语言的语句一一对应。 是面向机器的语言，与机器一一对应，不具有通用性。 汇编语言源程序需变换为相应的机器语言程序（或某种中间语言程序）后方可执行。 较机器语言的易读性、易写性、易查错性和可维护性提高，但较高级语言差 。 汇编后，程序执行速度与机器语言程序一样快，但汇编需花费时间。 汇

13、编程序需占内存空间，故程序所需总存储空间较机器语言程序大。 返回,高级语言是面向问题（或面向用户、面向过程）的语言。 高级语言的特点： 是面向问题的语言，不与机器一一对应，具有通用性。 高级语言源程序需变换为相应的机器语言程序（或某种中间语言程序）后方可执行。 易读性、易写性、易查错性和可维护性最高。 程序执行速度最慢。 高级语言源程序所占内存空间大，编译或解释程序需占内存空间，且编译或解释程序所占内存空间较汇编程序所占内存空间大得多，故程序所需总存储空间最大。 返回,高级语言和汇编语言程序均需被变换为机器语言（或某种中间语言）程序后，方可执行。 源程序是被变换的程序（如高级语言或汇编语言程序

14、）。 目标程序是源程序被变换以后得到的程序。 返回,翻译指将源程序先全变换为机器语言（或某种中间语言）程序后，其后再执行的方法。 解释指将源程序当中的一条语句先变换为机器语言的一段程序后，执行相应机器语言程序。变换一条语句，执行一段相应机器语言程序的方法。 返回,汇编程序是把汇编语言源程序翻译成相应机器语言（或某种中间语言）程序的程序。 编译程序是把高级语言源程序翻译成相应机器语言（或某种中间语言）程序的程序。 解释程序是把高级语言源程序解释成相应机器语言程序的程序。 返回,工具软件包括编辑程序、连接程序、计算机诊断程序、数据库管理软件及网络软件等。 返回,应用软件 应用软件是用户为解决自己实际问题而编写的程序的总称。 应用软件包括软件包和面向问题的应用软件。 返回,计算机的软件系统 计算机的软件系统由系统软件和应用软件两部 分组成。 返回,DOS操作系统概述 DOS是磁盘操作系统（Disk