微型计算机原理与接口技术
吴希军
电院仪器科学与工程系
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课程目标
掌握:
微型计算机的基本工作原理
汇编语言程序设计方法
微型计算机接口技术
建立微型计算机系统的整体概念,形成微机系统软硬件开发的初步能力
主要参考书
冯博琴,吴宁主编,微机原理与接口技术(第3版), 清华大学出版社
戴梅萼主编,微型计算机技术及应用(第3版),清华大学出版社
周明德主编,微型计算机系统原理及应用(第3版),清华大学出版社
考核方式
平时出勤 15%
实验 15%
期末考试 70%
第一章微型计算机的系统结构与工作原理
微型计算机的发展
微型计算机是指以大规模、超大规模集成电路为主要部件的微处理器为核心,配以存储器、输入/输出接口电路及系统总线所制造出的计算机系统。
微型计算机系统
一、微型计算机的发展概况
①微型计算机诞生:1946年第一台计算机在美国问世;微型计算机诞生于20世纪70年代,其发展以微处理器的发展为主要标志。
分代
第一代
年份
字长
芯片的集成度
软件
典型的芯片
1971~1973
4/8位
1200~2000个管/片
机器语言
Intel 4004Intel 8008
第二代
1974~1977
8位
汇编程序高级语言、(FORTRAN PL/M等BASIC操作系统
第三代
1978~1984
16位
汇编语言高级语言操作系统
第四代
Pentium Pro
PII PIII PIV
1985~1992
32位
第五代
1993
32位
5000~9000个管/片
20000~70000个管/片
15~50万个管/片以上
Intel 8080,8085MC 6800Z-80
Intel 8086,8088MC 68000Z-8000
Intel 80386,80486 MC 68020
操作系统高级语言软件硬化
操作系统高级语言软件硬化
高达330万个管/片
②微处理器的概念与发展
第六代
1996~2001
Pentium586
64位
550万个管/片
操作系统高级语言软件硬化
二、微型计算机的分类
1. 按处理器同时处理数据的位数或字长分:
4位机、8位机、16位机、32位机、64位机
2. 按结构类型分:
单片微型机、
单板微型机
微型计算机
三、微型计算机的主要性能指标
通常所说的计算机运算速度(平均运算速度),是指每秒钟所能执行的指令条数,一般用“百万条指令/秒”(MIPS)来描述。
1. 运算速度
2. 字长
表示计算机数据总线上一次能处理的信息的位数。字长标志着计算精度,字长越长,它能表示的数值范围越大,计算出的结果有效数的位数就越多,精度也就越高。
存储器分为内存储器和外存储器两类。内存储器也简称内存或主存,是CPU可以直接访问的存储器,内存大小反映了计算机即时存储信息的能力;外存储器通常是指硬盘(包括内置硬盘和移动硬盘)。
3. 存储器的容量
微型计算机的工作过程
现代计算机结构仍然是在冯·诺依曼提出的计算机逻辑结构和存储程序概念基础上建立起来的。
一、计算机的基本结构
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