mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述

微型計(jì)算機(jī)概述mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況微型計(jì)算機(jī)的分類微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用2mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史代（1971－1973年）：4位和低檔8位微處理器時(shí)代第二代（1973－1977年）：中高檔8位微處理器時(shí)代第三代（1978－1984年）：16位微處理器時(shí)代第四代（1985－1992年）：32位微處理器時(shí)代第五代（1993－1996）：Pentium微處理器的時(shí)代第六代（1997－2005）：加強(qiáng)型Pentium時(shí)代

第七代：2001年64位CPU時(shí)代3mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!中高檔8位微處理器’73-77Intel8080，Motorola公司的MC6800，Zilog公司的Z80，Intel公司的8085等特點(diǎn)：字長(zhǎng)：8位運(yùn)算速度：500KI/s（8080）、770KI/s（8085）時(shí)鐘頻率：2～4MHz平均執(zhí)行指令時(shí)間：1～2μs集成度：5000～10000管/片4mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!32位微處理器時(shí)期’85-92Intel公司推出80186、802861986年，Intel公司推出能進(jìn)行多任務(wù)處理的32位微處理器80386，同時(shí)有Motorola公司的MC680201989年，Intel公司推出80486，同期有Motorola公司的MC68040特點(diǎn):字長(zhǎng)：32位時(shí)鐘頻率：10～120MHz平均執(zhí)行指令時(shí)間：0.2μs集成度：幾十萬(wàn)～上百萬(wàn)管/片5mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!

加強(qiáng)型Pentium

’97-至今1997年到1999年，Intel公司的PentiumⅡ（集成度750萬(wàn)管/片，時(shí)鐘頻率450MHz）、PentiumⅢ（集成度950萬(wàn)管/片，時(shí)鐘頻率500MHz）、AMD公司的AMD-K7（集成度750萬(wàn)管/片，時(shí)鐘頻率750MHz）2001年底，PentiumⅣ主頻高達(dá)2GHz，具有4200萬(wàn)只晶體管，主流高端32位CPU市場(chǎng)的佼佼者AMD公司的AthlonCPU，1.33GHz主頻及2GHz主頻6mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!Intel的CPU的發(fā)展史Intel4004，Intel的發(fā)展史就是從這塊CPU起步的7mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!80868mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!80386，Intel代32位CPU486，這是Intel最后一代以數(shù)字編號(hào)的CPU9mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!PentiumIICeleron，引發(fā)超頻熱潮10mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!IntelPentiumIV423IntelPentiumIV47811mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!微型計(jì)算機(jī)的分類按位數(shù)分類4位機(jī)、8位機(jī)、16位機(jī)、32位機(jī)和64位機(jī)按用途分類通用機(jī)和專用機(jī)按檔次分類低檔機(jī)、中檔機(jī)和高檔機(jī)按組裝形式和系統(tǒng)規(guī)模單片機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本和掌上電腦12mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成一臺(tái)完整的計(jì)算機(jī)必須由硬件和軟件這兩大部分組成，其中硬件是基礎(chǔ)，軟件是靈魂，二者缺一不可微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是機(jī)器的實(shí)體部分，主要包括主機(jī)和外圍設(shè)備。微型計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)軟件、各種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)等13mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!典型微型計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)Pentium系列處理器主處理器總線（3.3V或2.5VI/O,60～66MHz）第二級(jí)CacheCache（PBSRAM）標(biāo)簽CntlTagCntlTIO[7:0]82439TX(MTXC)DRAM接口(3.5V或5V)主存儲(chǔ)器(DRAM)PCI總線（3.3V或5V,30/33MHz）ISA插槽PCI擴(kuò)充連接器PCI插槽PCI插槽PCI總線（5V）82380FB(MPCI2)82380AB(MISA)ISA總線（5V）CD-ROM硬盤(pán)IDEUDMA/33通用串行總線(USB)ISA/EIO總線(兼容3.3V,5V)USB1USB2GP[I,O](30+)SMB(I2C)音頻PC87317VULBIOS串行口紅外口并行口鼠標(biāo)口鍵盤(pán)口軟盤(pán)口82371AB(PIIX4)硬盤(pán)只適應(yīng)可撤卸的擴(kuò)充站

微處理器，高速緩存，存儲(chǔ)器，邏輯芯片組，I/O控制器，圖形、視頻、音頻系統(tǒng)控制器14mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成15mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!可以進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算能對(duì)指令進(jìn)行譯碼并執(zhí)行規(guī)定的動(dòng)作可暫存少量數(shù)據(jù)提供整個(gè)系統(tǒng)所需要的定時(shí)和控制能和存儲(chǔ)器、外設(shè)交換數(shù)據(jù)可以響應(yīng)其他部件發(fā)來(lái)的中斷請(qǐng)求CPU一般具備功能16mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!CPU執(zhí)行指令的過(guò)程執(zhí)行一條指令的過(guò)程分為取指令、分析指令和執(zhí)行指令取指令CPU根據(jù)程序計(jì)數(shù)器中的指令地址取出存放在存儲(chǔ)器中的指令，放入指令寄存器程序計(jì)數(shù)器自動(dòng)修改，指向下一條待取出的指令分析指令指令寄存器中的指令進(jìn)行譯碼分析執(zhí)行指令17mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器又叫內(nèi)存或主存，計(jì)算機(jī)的記憶部件,存放編寫(xiě)的程序或程序中所用的數(shù)據(jù)、信息、中間結(jié)果內(nèi)存中存放的數(shù)據(jù)和程序，從形式上看都是二進(jìn)制數(shù)18mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!1514131211109876543210高位字節(jié)低位字節(jié)字76543210

一個(gè)存儲(chǔ)單元中存放的信息稱為該存儲(chǔ)單元的內(nèi)容16位時(shí)，低位字節(jié)存入低地址，高位字節(jié)存入高地址

兩個(gè)字節(jié)單元構(gòu)成一個(gè)字單元，字單元的地址采用它的

低地址表示19mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!

存儲(chǔ)器以字節(jié)（8bit）為單位存儲(chǔ)信息每個(gè)字節(jié)單元有一個(gè)地址，從0編號(hào)，順序加1地址也用二進(jìn)制數(shù)表示（無(wú)符號(hào)整數(shù)，寫(xiě)成十六進(jìn)制）地址是16位,可表示2^16=65536=64K個(gè)地址，即0000H—FFFFH字長(zhǎng)16位，一個(gè)字要占用相繼的兩個(gè)字節(jié)低位字節(jié)存入低地址，高位字節(jié)存入高地址機(jī)器以偶地址訪問(wèn)（讀/寫(xiě)）存儲(chǔ)器字單元地址用它的低地址來(lái)表示存儲(chǔ)器地址與內(nèi)容有關(guān)說(shuō)明20mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!CPU的地址寄存器先給出地址信息，并將它放入地址總線上，地址譯碼器譯碼選中相應(yīng)單元CPU發(fā)出“讀”的控制信號(hào)給存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器將所選地址單元中的內(nèi)容放到數(shù)據(jù)總線上，再送至數(shù)據(jù)寄存器，然后由CPU取走該內(nèi)容作為所需的信息使用讀操作過(guò)程21mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!按工作方式不同，內(nèi)存可分為兩大類：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM(RandomAccessMemory)只讀存儲(chǔ)器ROM(ReadOnlyMemory)RAM可以被CPU隨機(jī)地讀和寫(xiě)，所以又稱為讀寫(xiě)存儲(chǔ)器ROM中的信息只能被CPU隨機(jī)讀取，而不能由CPU任意寫(xiě)入內(nèi)存分類22mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!總線數(shù)據(jù)總線（databus,DB）數(shù)據(jù)總線用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)信息，是雙向總線地址總線（addressbus,AB）地址總線用于傳送CPU發(fā)出的地址信息，是單向總線

控制總線（controlbus,CB）控制總線用來(lái)傳送控制信號(hào)、時(shí)序信號(hào)和狀態(tài)信息其中有的是CPU向內(nèi)存和外設(shè)發(fā)出的信息，有的則是內(nèi)存或外設(shè)向CPU發(fā)出的信息可見(jiàn)，CB中每一根線的方向是一定的、單向的，但CB作為一個(gè)整體是雙向的23mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!微型計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)字長(zhǎng)字長(zhǎng)是指參與運(yùn)算數(shù)的基本位數(shù)，由加法器、寄存器、數(shù)據(jù)總線的位數(shù)決定的主存容量一個(gè)主存儲(chǔ)器所能存儲(chǔ)的最大信息容量稱為主存容量運(yùn)算速度用計(jì)算機(jī)的主頻——時(shí)鐘頻率來(lái)表示運(yùn)算速度，以MHz或GHz為單位微處理器指令執(zhí)行時(shí)間（每秒運(yùn)行百萬(wàn)條指令MIPS）系統(tǒng)總線系統(tǒng)配置外部設(shè)備、軟件性能價(jià)格比24mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用科學(xué)計(jì)算和信息處理輔助設(shè)計(jì)和輔助制造測(cè)控領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)通信25mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!輔助設(shè)計(jì)和輔助制造計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造（CAD/CAM）是微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的另一個(gè)重要領(lǐng)域CAD是指人們利用計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)者進(jìn)行各種工程設(shè)計(jì)、模擬和測(cè)試CAM是指利用計(jì)算機(jī)控制機(jī)械加工和制造26mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!網(wǎng)絡(luò)通信金融服務(wù)電子商務(wù)電子消息傳遞電子數(shù)據(jù)交換電視會(huì)議移動(dòng)通信27mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!4位和低檔8位微處理器’71-73典型產(chǎn)品有Intel4004（1971年、4位）和Intel8008（1972年、8位）特點(diǎn)：字長(zhǎng)：4位或8位運(yùn)算速度：50KI/s（千指令每秒）時(shí)鐘頻率：1MHz平均執(zhí)行指令時(shí)間：20μs集成度：2000管/片28mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!16位微處理器’78-84Intel公司的8086/8088、Motorola公司的MC68000和Zilog公司的Z8000特點(diǎn)：字長(zhǎng)：16位時(shí)鐘頻率：4～40MHz平均執(zhí)行指令時(shí)間：0.5μs集成度：20000～60000管/片稱為CISC(ComplexInstructionSetComputer)29mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!Pentium微處理器的’93-961993年3月，Intel公司的奔騰（Pentium）時(shí)鐘頻率：60/66MHz運(yùn)行速度：112MIPS集成度：310萬(wàn)管/片1995年2月，Intel公司的PentiumPro時(shí)鐘頻率：166MHz以上集成度：550萬(wàn)管/片1996年Intel公司的PentiumMMX（多能奔騰）30mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!64位CPU時(shí)代2001年5月，Intel推出了種64位微處理器ItaniumItanium由英特爾和惠普聯(lián)合開(kāi)發(fā)，主要用于工作站和服務(wù)器機(jī)型2002年Intel發(fā)布了Itanium2處理器。Itanium2處理器是Intel第二代64位系列的產(chǎn)品大容量的3級(jí)高速緩存集成到處理器硅核上，而不是作為系統(tǒng)主板的一個(gè)獨(dú)立芯片優(yōu)點(diǎn)：不僅加快了數(shù)據(jù)檢索速度，同時(shí)可將3級(jí)高速緩存和處理器內(nèi)核間的整體通信帶寬提高近3倍AMD公司的AMD-K831mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!8008808532mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!80286，Intel最后一塊16位CPU33mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!Pentium，傳說(shuō)中的586PentiumProPentiumMMX34mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!IntelPentiumIIITualatin/Coppermine圖拉丁/銅礦35mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!IntelItaniumIntelItanium236mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成微型計(jì)算機(jī)工作過(guò)程微型計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)典型微型計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)37mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!38mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!計(jì)算機(jī)組成和工作方式的基本思想1946年美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼JohnVonNeumann的《關(guān)于電子計(jì)算機(jī)儀器邏輯設(shè)計(jì)的初步探討》論文程序存儲(chǔ)，程序控制計(jì)算機(jī)應(yīng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備組成存儲(chǔ)器不但能存放數(shù)據(jù)、而且也能存放程序程序事先放入存儲(chǔ)器，在指令計(jì)數(shù)器的控制下自動(dòng)高速執(zhí)行程序39mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!微處理器微處理器也稱作中央處理單元，簡(jiǎn)稱CPU本身具有運(yùn)算和控制功能控制器：負(fù)責(zé)全機(jī)的控制工作運(yùn)算器：執(zhí)行所有的算術(shù)和邏輯運(yùn)算微處理器是微型計(jì)算機(jī)的核心40mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!CPU在內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成算術(shù)邏輯部件（ALU）：處理各種數(shù)據(jù)信息，可以進(jìn)行加、減、乘、除算術(shù)和與、或、非、異或等邏輯運(yùn)算累加器和通用寄存器組：用來(lái)保存參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)以及運(yùn)算的中間結(jié)果，也用來(lái)存放地址程序計(jì)數(shù)器（指令指針）：指向下一條要取出的指令指令寄存器：存放從存儲(chǔ)器中取出的指令碼譯碼器：對(duì)指令碼進(jìn)行譯碼和分析，從而確定指令的操作，并確定操作數(shù)的地址，再得到操作數(shù)，以完成指定的操作時(shí)序和控制部件：指令譯碼器對(duì)指令進(jìn)行譯碼時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)送到時(shí)序和控制邏輯電路，組合成外部電路所需的時(shí)序和控制信號(hào)。這些信號(hào)送到微型計(jì)算機(jī)的相應(yīng)部件，以控制這些部件協(xié)調(diào)工作41mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!由CPU內(nèi)部產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)：送到存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路和其他部件微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的其它部件也會(huì)在它們需要的時(shí)候向CPU發(fā)出各種請(qǐng)求信號(hào)：如中斷請(qǐng)求、總線請(qǐng)求等CPU的控制信號(hào)42mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!存儲(chǔ)單元的地址和內(nèi)容位——計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)信息的基本單位字節(jié):每8位組成一個(gè)字節(jié)字:16位雙字:32位每一個(gè)字節(jié)單元有一個(gè)存儲(chǔ)器地址，地址用二進(jìn)制數(shù)表示，為無(wú)符號(hào)整數(shù)，書(shū)寫(xiě)格式為16進(jìn)制43mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁(yè)!如用X表示某存儲(chǔ)單元的地址，則X單元的內(nèi)容用（X）表示，假如X單元中存放著Y,則（X）=Y,而Y又是一個(gè)地址，則可用（Y）=((X))來(lái)表示Y單元的內(nèi)容。字節(jié)

34H

12H

1EH2FH

0004H0005H1234H1235H

(0004)=1234H

(1234)=2F1EH((0004H))=2F1EH

例題44mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁(yè)!CPU對(duì)內(nèi)存的操作有讀、寫(xiě)兩種讀操作是CPU將內(nèi)存單元的內(nèi)容取入CPU內(nèi)部寫(xiě)操作是CPU將其內(nèi)部信息傳送到內(nèi)存單元保存起來(lái)內(nèi)存操作45mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁(yè)!CPU的地址寄存器先把待尋址的地址信息放到地址總線上，地址譯碼器譯碼選中相應(yīng)單元存儲(chǔ)器將數(shù)據(jù)寄存器中的內(nèi)容放到數(shù)據(jù)總線上CPU向存儲(chǔ)器發(fā)出“寫(xiě)”的控制信號(hào)，將該內(nèi)容寫(xiě)入尋址的地址的單元寫(xiě)操作過(guò)程46mc10C01微型計(jì)算機(jī)概述共52頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁(yè)!輸入輸出設(shè)備是指微型計(jì)算機(jī)上配備的I/O設(shè)備也稱為外部設(shè)備或外圍設(shè)備（簡(jiǎn)稱外設(shè)），其功能是為微型計(jì)算機(jī)提供具體的輸入/輸出手段微型計(jì)算機(jī)上配置的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備一般是指鍵盤(pán)和顯示器，二者又合稱為控制臺(tái)為了解決微型計(jì)算機(jī)與種類繁多的外設(shè)之間的信息交換，各種外設(shè)都通過(guò)相應(yīng)的接口(Interface)電路與主機(jī)系統(tǒng)相連