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微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用 ——章：概述 第一章：概述 微機(jī)原理課程的內(nèi)容、學(xué)習(xí)目的 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用概況 第一章：概述 微機(jī)原理課程的內(nèi)容、學(xué)習(xí)目的 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用概況 第一章：概述——微機(jī)原理的課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)目的 微機(jī)原理課程學(xué)習(xí)內(nèi)容 是一門研究微型計(jì)算機(jī)的基本工作原理以及微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)（如中斷控制接口、定時(shí)/計(jì)數(shù)控制接口、DMA控制接口、并行/串行通信接口、模擬接口等）的課程。 馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu) 能把需要的程序和數(shù)據(jù)送至計(jì)算機(jī)中。 （輸入） 必須具有長(zhǎng)期記憶程序、數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及最終運(yùn)算結(jié)果的能力。 （存儲(chǔ)） 能夠完成各種算術(shù)、邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送等數(shù)據(jù)加工處理的能力。 （運(yùn)算） 能夠根據(jù)需要控制程序走向，并能根據(jù)指令控制機(jī)器的各部件協(xié)調(diào)操作。 （控制） 能夠按照要求將處理結(jié)果輸出給用戶。（輸出） 簡(jiǎn)單地講，微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作過(guò)程是取指令(代碼)→分析指令(譯碼)→執(zhí)行指令的不斷循環(huán)的過(guò)程。 第一章：概述——微機(jī)原理的課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)目的 計(jì)算機(jī)的五大基本組成部件 運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備（接口） 微機(jī)原理課程學(xué)習(xí)目的 通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)能掌握微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件基本知識(shí)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)技能，具有一定的微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)分析能力，并且也為后繼課程的學(xué)習(xí)，打下微型機(jī)系統(tǒng)硬件方面的基礎(chǔ)知識(shí)。 第一章：概述 微機(jī)原理課程的內(nèi)容、學(xué)習(xí)目的 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用概況 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 計(jì)算機(jī)的發(fā)展 電子管計(jì)算機(jī)晶體管計(jì)算機(jī)集成電路計(jì)算機(jī)大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)人工智能計(jì)算機(jī)（尚在研制） 1946年第一代電子計(jì)算機(jī)（ENIAC）在美國(guó)研制成功。使用了18800個(gè)電子管，重30噸，占地150平方米，耗電150千瓦，每秒完成5000次加法運(yùn)算。 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 計(jì)算機(jī)的發(fā)展 1958年第二代晶體管計(jì)算機(jī)推出，用晶體管代替了電子管，大大降低了計(jì)算機(jī)的成本和體積，運(yùn)算速度成百倍提高。 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 計(jì)算機(jī)的發(fā)展 1965年中小規(guī)模集成電路為主體的計(jì)算機(jī)問(wèn)世，使計(jì)算機(jī)的體積進(jìn)一步縮小，配上各類操作系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)性能極大提高。 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 計(jì)算機(jī)的發(fā)展 1970年大規(guī)模集成電路（LSI）研制成功，計(jì)算機(jī)發(fā)展到第四代，微型計(jì)算機(jī)是第四代計(jì)算機(jī)的典型代表。 1971年在美國(guó)硅谷第一塊通用微處理器Intel4004誕生，從而開(kāi)創(chuàng)了微型計(jì)算機(jī)的新時(shí)代。 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 計(jì)算機(jī)的發(fā)展 計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)方向：巨、微、網(wǎng)、智 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 微處理器的發(fā)展 1971.11，Intel公司第一枚微處理器芯片4004，4位機(jī)，它總共集成了2200個(gè)晶體管。 1972年4月，Intel公司宣布另一種型號(hào)的微處理器8008研制成功。 8位機(jī)。 1975年1月，Motorola公司宣布推出它的8位微處理器6800。 1979年，Intel公司推出了Intel 8086/8088微處理器。 1983年，Intel公司推出了Intel 80286微處理器，它是完全16位微處理器 。 1985年，Intel公司推出了Intel 80386微處理器。 1989年，Intel公司推出了Intel 80486微處理器。 1993年3月，Intel公司推出了名為Pentium（經(jīng)典奔騰）的微處理 。 1995年11月Intel公司又推出了Pentium Pro（高能奔騰）。 1997年1月，Intel公司又推出了Pentium MMX（多能奔騰）。 1997年5月，Intel公司推出了PentiumⅡ（奔騰二代） 1999年2月，Intel公司推出了Pentium Ⅲ（奔騰三代） 2000年11月，Intel公司推出了Pentium4（奔騰四代）。 2001年5月，Intel公司推出了64位微處理器Itanium。 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 微處理器的發(fā)展 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 摩爾定律 歌登.摩爾（Gordon Moore）是Intel公司奠基者之一，他在1964年提出一個(gè)摩爾定率，摩爾定律說(shuō)每18個(gè)月半導(dǎo)體集成電路里面晶體管的個(gè)數(shù)會(huì)翻一倍，也就是集成度提升一倍，每隔18個(gè)月其性能會(huì)提升一倍。這個(gè)非常著名的摩爾定率，從1964年提出以來(lái)（盡管當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)集成電路芯片還沒(méi)有出現(xiàn)），到1971年Intel公司首次做出第一塊CPU 4004芯片，再到現(xiàn)在，發(fā)展了大概三十多年�？梢园l(fā)現(xiàn)，CPU一直是遵循摩爾定理在發(fā)展的，后來(lái)到1995年歌登·摩爾對(duì)摩爾定理稍微修改了一下，原來(lái)是每一年半（18個(gè)月）后來(lái)改成兩年，也就是說(shuō)每?jī)赡晷酒�的集成度�?huì)提升一倍，特性提升一倍，但價(jià)格不變。 對(duì)Intel而言，IA-64是其下—個(gè)10~15年的架構(gòu)。新的IA-64將使Intel擺脫x86架構(gòu)的限制，從而設(shè)計(jì)出超越所有現(xiàn)有RISC CPU和x86CPU的新型處理器。IA-64處理器，具有64位尋址能力和64位寬的寄存器，所以被稱為64位CPU。 第一章：概述 微機(jī)原理課程的內(nèi)容、學(xué)習(xí)目的 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用概況 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成——主機(jī)箱 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 微處理器及其組成 微處理器（微處理機(jī)）：由一片或幾片大規(guī)模集成電路組成的中央處理器，一般也稱CPU（Center Process Unit）。其內(nèi)部通常包括算術(shù)邏輯部件，累加器和通用寄存器組，程序計(jì)數(shù)器，時(shí)序和控制邏輯部件，內(nèi)部總線等等。 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 各種CPU 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 微型計(jì)算機(jī)及其組成 微型計(jì)算機(jī)：是指由CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路和系統(tǒng)總線構(gòu)成的裸機(jī)。 內(nèi)部存貯器，按照讀寫方式的不同，分為ROM和RAM兩種類型； 輸入/輸出接口電路是外圍設(shè)備與微型計(jì)算機(jī)之間的連接電路，在兩者之間進(jìn)行信息交換的過(guò)程中，起暫存、緩沖、類型變換及時(shí)序匹配的作用； 總線是CPU與其它各功能部件之間進(jìn)行信息傳輸?shù)耐ǖ�，按所傳送信息的不同類型，總線可以分為數(shù)據(jù)總線DB、地址總線AB和控制總線CB三種類型。 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 各種存儲(chǔ)設(shè)備 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 各種接口卡 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 主板 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 主板 主板是機(jī)箱中最大的一塊集成電路板，在它上面集成有CPU插座、內(nèi)存插座、擴(kuò)展卡插座、輸入輸出系統(tǒng)、總線系統(tǒng)、電源接口等。主板是一個(gè)母體，其他的部件或直接插接在主板上，或通過(guò)電纜電線連接在主機(jī)板上。 總線：是連接多個(gè)功能部件或多個(gè)裝置的一組公共信號(hào)線，接在系統(tǒng)中的不同位置。按所傳送信息的不同類型，總線可以分為數(shù)據(jù)總線DB(Data Bus)、地址總線AB(Address Bus)和控制總線CB(Control Bus)三種類型，通常稱微型計(jì)算機(jī)采用三總線結(jié)構(gòu)。 地址總線(AB) ：是用來(lái)傳送地址信息的信號(hào)線。地址總線的位數(shù)決定了CPU可以直接尋址的內(nèi)存空間的大小。地址總是從CPU發(fā)出的，所以地址總線是單向的三態(tài)總線。單向指信息只能沿一個(gè)方向傳送，三態(tài)指除了輸出高、低電平狀態(tài)外，還可以處于高阻抗?fàn)顟B(tài)（浮空狀態(tài)）。 數(shù)據(jù)總線(DB)：數(shù)據(jù)總線是CPU用來(lái)傳送數(shù)據(jù)信息的信號(hào)線。數(shù)據(jù)總線是雙向三態(tài)總線，即數(shù)據(jù)既可以從CPU送到其它部件，也可以從其它部件傳送給CPU，數(shù)據(jù)總線的位數(shù)和處理器的位數(shù)相對(duì)應(yīng)。 控制總線(CB)：控制總線是用來(lái)傳送控制信號(hào)的一組總線。這組信號(hào)線比較復(fù)雜，由它來(lái)實(shí)現(xiàn)CPU對(duì)外部功能部件（包括存儲(chǔ)器和I/O接口）的控制及接收外部傳送給CPU的狀態(tài)信號(hào)，不同的微處理器采用不同的控制信號(hào)。控制總線有的為單向，有的為雙向或三態(tài)，有的為非三態(tài)，取決于具體的信號(hào)線。 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其組成 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：是指以微型計(jì)算機(jī)為主體，再配以相應(yīng)的外圍設(shè)備、電源、輔助電路和所需要的軟件而構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。常用的外圍設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、鍵盤等；系統(tǒng)軟件一般包括操作系統(tǒng)、編譯、編輯、匯編軟件等。 微處理器、微型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)三者關(guān)系 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成 單片機(jī)及其組成 單片機(jī)：是指將CPU、內(nèi)存儲(chǔ)器、I/O接口電路等功能部件集成在一塊芯片上的計(jì)算機(jī)。 單板機(jī)及其組成 單板機(jī)：是指將CPU、內(nèi)存儲(chǔ)器和I/O接口電路，加上相應(yīng)的外設(shè)以及監(jiān)控程序等安裝在一塊電路板上所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 [注意]微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、單片機(jī)和單板機(jī)都是以微處理器為基礎(chǔ)，加上相應(yīng)的硬件和軟件組裝而成的。要注意，單純的微處理器不是計(jì)算機(jī)，單純的微型計(jì)算機(jī)也不是完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它們都不能獨(dú)立地工作，只有微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)才是完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，才有實(shí)用意義。 第一章：概述 微機(jī)原理課程的內(nèi)容、學(xué)習(xí)目的 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和各部件功能 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用概況 第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用概況 科學(xué)計(jì)算：科學(xué)研究和工程計(jì)術(shù)計(jì)算領(lǐng)域，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用最早的領(lǐng)域，也是應(yīng)用得較廣泛的領(lǐng)域。 實(shí)時(shí)控制：計(jì)算機(jī)在工業(yè)測(cè)量和控制方面的應(yīng)用已十分成熟和廣泛，應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)、國(guó)防以至我們?nèi)粘Ｉ�活等各個(gè)領(lǐng)域。 信息處理：信息處理又稱為數(shù)據(jù)處理，是指計(jì)算機(jī)用于處理生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、社會(huì)和科學(xué)研究中獲得的大量信息。計(jì)算機(jī)發(fā)展初期，僅僅用于數(shù)值計(jì)算。后來(lái)應(yīng)用范圍逐漸發(fā)展到非數(shù)值計(jì)算領(lǐng)域，可用來(lái)處理文字、表格、圖象、聲音等各類問(wèn)題。 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)：計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)包含計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)等。 辦公自動(dòng)化：辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，它是以支持辦公自動(dòng)化為目的的一個(gè)信息系統(tǒng)，如日程管理、電子郵政、電子會(huì)議、文檔管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等，并能輔助管理和決策。 家用電器：目前不僅使用各種類型的個(gè)人計(jì)算機(jī)，而且將單片機(jī)廣泛應(yīng)用于微波爐、磁帶錄音機(jī)、自動(dòng)洗滌機(jī)、煤氣用定時(shí)器，家用空調(diào)設(shè)備控制器、電子式縫紉機(jī)、電子玩具、游戲機(jī)等。 人工智能：人工智能的研究課題是多種多樣的，諸如計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)證明、景物分析、模擬人的思維過(guò)程、機(jī)器人等等。 第一章：概述——本章要點(diǎn) 1. 微處理器、微型計(jì)算機(jī)，要求達(dá)到“識(shí)記”層次。 微處理器、微型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的定義。 微處理器的發(fā)展特點(diǎn)。 單片機(jī)和單板機(jī)的組成和特點(diǎn)。 個(gè)人計(jì)算機(jī)的組成和特點(diǎn)。 2. 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)。 微處理器結(jié)構(gòu)，要求達(dá)到“識(shí)記”層次。 微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。 用三類總線構(gòu)成的微機(jī)系統(tǒng)，要求達(dá)到“識(shí)記”層次。aWy紅軟基地

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