《微機(jī)原理與接口技術(shù)》第3版 課件 01 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

微機(jī)原理與接口技術(shù)（第3版）1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼邏輯電路基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例題解析計(jì)算機(jī)最重要的功能是處理信息，如數(shù)值、文字、符號(hào)、語(yǔ)音、圖形和圖像等。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，各種信息都必須采用數(shù)字化的形式被存儲(chǔ)、加工與傳送。1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述數(shù)值數(shù)據(jù)：用于表示數(shù)量的大小，具有確定的數(shù)值；非數(shù)值數(shù)據(jù)：沒有確定的數(shù)值，它主要表示字符、漢字、邏輯數(shù)組等。1.1.1數(shù)與數(shù)制1.進(jìn)位計(jì)數(shù)法與數(shù)制十進(jìn)制：逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述(234.13)10=2×102+3×101+4×100+1×10-1+3×10-2位權(quán)圖1.1十進(jìn)制數(shù)的位權(quán)

2.二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述二進(jìn)制：(110.11)2=1×22+1×21+0×20+1×2-1+1×2-2八進(jìn)制：(123.45)8=1×82+2×81+3×80+4×8-1+5×8-2十六進(jìn)制：(1B.E5)16=1×161+B×160+E×16-1+5×16-2n位整數(shù)、m位小數(shù)的任意r進(jìn)制數(shù)N的通式：1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制00000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F表1.1十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)碼對(duì)照表

3.數(shù)制轉(zhuǎn)換

(1)r進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)

1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例1.1把二進(jìn)制數(shù)101.11轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。解(101.11)2=1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-2

=4+0+1+0.5+0.25

=(5.75)10r進(jìn)制數(shù)的通式：1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例1.2把八進(jìn)制數(shù)123.54轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。解(123.54)8=1×82+2×81+3×80+5×8-1+4×8-2=64+16+3+0.625+0.0625=(83.6875)101.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例1.4將十進(jìn)制數(shù)97轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。解(97)10=(61)16(2)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為r進(jìn)制數(shù)例1.3將十進(jìn)制數(shù)25轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。解(25)10=(11001)21.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例1.5將十進(jìn)制小數(shù)0.8125轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)。解(0.8125)10=(0.1101)21.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例1.6將十進(jìn)制小數(shù)25.8125轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。解運(yùn)算過程如下:

(25)10=(11001)2

(0.8125)10=(0.1101)2由此可得：

(25.8125)10=(11001.1101)2例1.7將二進(jìn)制數(shù)(11010110.11)2轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。解(11010110.11)2=(326.6)81.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例1.8將八進(jìn)制數(shù)(25.4)8轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。解(25.4)8=(10101.1)2例1.9將二進(jìn)制數(shù)(111101.101)2轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。解(111101.101)2=(3D.A)16例1.10將十六進(jìn)制數(shù)(1FC7.958)16轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。解(1FC7.958)16=(1111111000111.100101011)21.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述十進(jìn)制數(shù)：D(Decimal)來表示；八進(jìn)制數(shù)：O(Octal)來表示；十六進(jìn)制數(shù)：H(Hexadecimal)來表示。二進(jìn)制數(shù)：B(Binary)來表示；1.1.2數(shù)據(jù)格式1.定點(diǎn)數(shù)表示法

2.浮點(diǎn)數(shù)表示法

1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述EsE1E2……EmMSM1M2……Mn階符階碼數(shù)符尾數(shù)01101011例：尾數(shù)為4位，階碼為2位，則二進(jìn)制數(shù)x=0.1011×2+11的浮點(diǎn)數(shù)表示形式：1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述31302923

220

SESEM32位浮點(diǎn)數(shù)64位浮點(diǎn)數(shù)63626152

510

SESEMIEEE754浮點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)格式1.1.3二進(jìn)制數(shù)的編碼及運(yùn)算

機(jī)器碼：一個(gè)數(shù)在機(jī)器（計(jì)算機(jī)）中的表示形式。

真值：一般書寫表示的實(shí)際數(shù)值數(shù)據(jù)。

1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述無符號(hào)數(shù)的表示格式有符號(hào)數(shù)的表示格式符號(hào)位數(shù)值位1位n－1位數(shù)值位

n位(1)原碼

1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例如，當(dāng)機(jī)器字長(zhǎng)n=8時(shí)，

+1=+0000001B，則［+1］原=00000001B+127=+1111111B，則［+127］原=01111111B-1=-0000001B，則［-1］原=10000001B-127=-1111111B，則［-127］原=11111111B原碼的形式為：對(duì)于二進(jìn)制數(shù)，正數(shù)的原碼就是它本身，負(fù)數(shù)的原碼符號(hào)位取1，數(shù)值部分是真值的絕對(duì)值。1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述在原碼表示中，+0和-0的原碼不同，即0有兩種原碼表示形式：

+0=+0000000B，則［+0］原=00000000B

-0=-0000000B，則［-0］原=10000000B原碼表示法簡(jiǎn)單易懂，但它的最大缺點(diǎn)是加減運(yùn)算復(fù)雜。1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述(2)反碼對(duì)于二進(jìn)制數(shù)，正數(shù)的反碼就是它本身，負(fù)數(shù)的反碼符號(hào)位取1，數(shù)值部分按位取反。

例如，當(dāng)機(jī)器字長(zhǎng)n=8時(shí)，+1=+0000001B，則［+1］反=00000001B+127=+1111111B，則［+127］反=01111111B-1=-0000001B，則［-1］反=11111110B-127=-1111111B，則［-127］反=10000000B在反碼表示中，+0和-0的反碼不同，即0有兩種反碼表示形式：+0=+0000000B，則［+0］反=00000000B-0=-0000000B，則［-0］反=11111111B(3)補(bǔ)碼

1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述鐘表的形式為：-3=+9(mod12)用補(bǔ)碼表示時(shí)，可以把負(fù)數(shù)轉(zhuǎn)化為正數(shù)，減法轉(zhuǎn)化為加法。補(bǔ)碼可定義為：

對(duì)于二進(jìn)制數(shù)，正數(shù)的補(bǔ)碼就是它本身，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼符號(hào)位取1,數(shù)值部分按位取反后末位加1。1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例如，當(dāng)機(jī)器字長(zhǎng)n=8時(shí)，+1=+0000001B，則［+1］補(bǔ)=00000001B+127=+1111111B，則［+127］補(bǔ)=01111111B-1=-0000001B，則［-1］補(bǔ)=11111111B-127=-1111111B，則［-127］補(bǔ)=10000001B

一般來說，如果機(jī)器字長(zhǎng)為n位，則補(bǔ)碼能表示的整數(shù)范圍是：-2n-1～2n-1-1在補(bǔ)碼表示中，+0和-0的補(bǔ)碼形式相同，即0只有一種補(bǔ)碼表示形式：+0=+0000000B，則[+0]補(bǔ)=00000000B-0=-0000000B，則[-0]補(bǔ)=11111111+1=00000000B對(duì)于10000000這個(gè)補(bǔ)碼編碼，其十進(jìn)制真值被定義為-128。1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例1.11機(jī)器字長(zhǎng)n=8位，x=+56，求［x］補(bǔ)，結(jié)果用十六進(jìn)制表示。解+56=+0111000B，則［+56］補(bǔ)=00111000B=38H例1.12機(jī)器字長(zhǎng)n=8位，x=-56，求［x］補(bǔ)，結(jié)果用十六進(jìn)制表示。解-56=-0111000B，則［-56］補(bǔ)=11001000B=0C8H在匯編語(yǔ)言中，為了區(qū)別指令碼和數(shù)據(jù)，規(guī)定A～F開始的數(shù)據(jù)前面必須加零。1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例1.13機(jī)器字長(zhǎng)n=16位，x=+56，求［x］補(bǔ)，結(jié)果用十六進(jìn)制表示。解+56=+111000B=+000000000111000，［+56］補(bǔ)=0000000000111000B=0038H例1.14機(jī)器字長(zhǎng)n=16位，x=-56，求［x］補(bǔ)，結(jié)果用十六進(jìn)制表示。解-56=-111000B=-000000000111000，［-56］補(bǔ)=1111111111001000B=0FFC8H1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述已知補(bǔ)碼求真值的方法:當(dāng)機(jī)器碼的最高位(符號(hào)位)為0時(shí)，表示真值是正數(shù)，其值等于其余n-1位的值;當(dāng)機(jī)器數(shù)的最高位(符號(hào)位)為1時(shí)，表示真值是負(fù)數(shù)，其值等于其余n-1位按位取反末位加1的值。例如：若［x］補(bǔ)=01111111，則x=+1111111B=+127若［x］補(bǔ)=11111111，則x=-0000001B=-11.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述二進(jìn)制編碼無符號(hào)數(shù)原碼反碼補(bǔ)碼000000000+0+0+0000000011+1+1+1000000102+2+2+2┇┇┇┇┇01111110126+126+126+12601111111127+127+127+12710000000128-0-127-12810000001129-1-126-12710000010130-2-125-126┇┇┇┇┇11111110254-126-1-21111111255-127-0-13.補(bǔ)碼運(yùn)算

1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述二進(jìn)制補(bǔ)碼的運(yùn)算規(guī)則：［X+Y］補(bǔ)=［X］補(bǔ)+［Y］補(bǔ)［X-Y］補(bǔ)=［X］補(bǔ)+［-Y］補(bǔ)進(jìn)行加法運(yùn)算時(shí)，把符號(hào)位和數(shù)值位一起進(jìn)行運(yùn)算(若符號(hào)位有進(jìn)位，則丟掉)，結(jié)果為兩數(shù)之和的補(bǔ)碼形式。減法運(yùn)算可以轉(zhuǎn)化為加法運(yùn)。1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例1.15補(bǔ)碼進(jìn)行下列運(yùn)算:①(+33)+(+15);②(-33)+(+15);③(+33)+(-15);④(-33)+(-15)。解： +33=+0100001B， ［+33］補(bǔ)=00100001+15=+0001111B， ［+15］補(bǔ)=00001111-33=-0100001B， ［-33］補(bǔ)=11011111-15=-0001111B， ［-15］補(bǔ)=11110001

1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例1.16用補(bǔ)碼進(jìn)行下列運(yùn)算:①(+33)-(+15);②(-33)-(+15);③(+33)-(-15);④(-33)-(-15)。解： +33=+0100001B， ［+33］補(bǔ)=00100001+15=+0001111B， ［+15］補(bǔ)=00001111-33=-0100001B， ［-33］補(bǔ)=11011111-15=-0001111B， ［-15］補(bǔ)=11110001

根據(jù)補(bǔ)碼減法公式，可以得到:[(+33)-(+15)]補(bǔ)=[+33]補(bǔ)+[-15]補(bǔ)，[(-33)-(+15)]補(bǔ)=[-33]補(bǔ)+[-15]補(bǔ)[(+33)-(-15)]補(bǔ)=[+33]補(bǔ)+[+15]補(bǔ)，[(-33)-(-15)]補(bǔ)=[-33]補(bǔ)+[+15]補(bǔ)

1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述計(jì)算過程如下：1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例1.17設(shè)x=+64，y=+10，用補(bǔ)碼計(jì)算x-y，結(jié)果用十進(jìn)制形式表示。解

x=+1000000B，［x］補(bǔ)=01000000

y=+0001010B，［-y］補(bǔ)=11110110

-33=-0100001B，［-33］補(bǔ)=11011111

-15=-0001111B，［-15］補(bǔ)=11110001

[x-y]補(bǔ) =00110110

x-y=+0110110B=+54D

1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1.1.4十進(jìn)制數(shù)的編碼及運(yùn)算1.BCD碼

BCD碼(BinaryCodedDecimal)：是二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)。十進(jìn)制數(shù)8421碼十進(jìn)制數(shù)8421碼000005010110001601102001070111300118100040100910011.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例1.18求十進(jìn)制數(shù)57.3的BCD碼。 57.301010111.0011所以，(57.3)10=(01010111.0011)BCD例1.19求BCD碼10000011.0111所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。1000 0011 .01118 3.7所以，(10000011.0111)BCD=(83.7)101.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述BCD碼的兩種格式：壓縮BCD碼（組合BCD碼）：1個(gè)字節(jié)中存放2位十進(jìn)制數(shù)的BCD碼；非壓縮BCD碼（非組合BCD碼）：1個(gè)字節(jié)中僅存放1位十進(jìn)制數(shù)的BCD碼；十進(jìn)制數(shù)4用非壓縮的BCD碼表示為××××0100。十進(jìn)制數(shù)43用非壓縮的BCD碼表示為××××0100××××0011。例：十進(jìn)制數(shù)43用壓縮的BCD碼表示為01000011。1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

2.BCD碼的加減運(yùn)算例1.20利用BCD碼計(jì)算：①4+5；②5+7；③8+9解 ①(4)BCD=0100，(5)BCD=0101

②(5)BCD=0101，(7)BCD=0111

1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述③(8)BCD=1000，(9)BCD=10011.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述例1.21利用BCD碼計(jì)算：①35+21；②25+37

①(35)BCD=00110101，(21)BCD=00100001②(25)BCD=00100101，(37)BCD=00110111 1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1.1.5ASCII碼(AmericanStandardCodeForInformationInterchange)7位二進(jìn)制碼，共可以表示128個(gè)字符。B6B5B4B3B2B1B00000010100111001011101110000NULDLESP0@P`p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2″2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB?7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;K[k{1100FFFS,<L\l|1101CRGS-=M]m}1110SORS.>N↑n～1111SIUS/?O-oDEL1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示與編碼1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述ASCII碼包括：⑴32個(gè)控制字符。⑵空格字符SP，編碼值為32。⑶刪除控制碼DEL，編碼值為127。⑷94個(gè)可印刷字符(或稱有形字符)。1.2邏輯電路基礎(chǔ)1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述邏輯電路：是實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間邏輯關(guān)系的電路。小規(guī)模集成電路（SSI）：是器件的集成，如門電路或觸發(fā)器等；中規(guī)模集成電路（MSI）：是邏輯構(gòu)建的集成，如多路選擇器、加法器等；大規(guī)模集成電路（LSI）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）：是一個(gè)數(shù)字子系統(tǒng)或整個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的集成。1.2邏輯電路基礎(chǔ)1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述邏輯門電路：可組成各種功能的邏輯電路，這些邏輯電路按其結(jié)構(gòu)可分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。組合邏輯電路：由各種門電路組合而成且無反饋的邏輯電路，簡(jiǎn)稱組合邏輯，如譯碼器。時(shí)序電路：邏輯電路的輸出狀態(tài)不僅和當(dāng)時(shí)的輸入狀態(tài)有關(guān)，而且還與電路在此前的輸出狀態(tài)有關(guān)，則這種電路稱為時(shí)序電路，如觸發(fā)器及各類寄存器等。1.2.1基本邏輯門電路1.2邏輯電路基礎(chǔ)1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1.2邏輯電路基礎(chǔ)1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1.2.2譯碼器1.2邏輯電路基礎(chǔ)1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1.2邏輯電路基礎(chǔ)1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述G1CBA譯碼輸出1000000=0，余為11000011=0，余為11000102=0，余為11000113=0，余為11001004=0，余為11001015=0，余為11001106=0，余為11001117=0，余為1其他×××0～7

全為174LS138譯碼器功能表1.2.3觸發(fā)器1.2.4寄存器

1.緩沖寄存器（Buffer）：分為數(shù)據(jù)緩沖寄存器和地址緩沖寄存器。2.移位寄存器（ShiftingRegister）：具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和移位兩個(gè)功能。1.2邏輯電路基礎(chǔ)1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述3.計(jì)數(shù)器（Counter）：是由若干個(gè)觸發(fā)器組成的寄存器，當(dāng)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖到達(dá)時(shí)，它會(huì)按二進(jìn)制數(shù)的規(guī)律累計(jì)脈沖數(shù)，使存儲(chǔ)在其中的數(shù)字加1。4.累加器(Accumulator)：是一個(gè)由多個(gè)觸發(fā)器組成的多位寄存器，用于暫存每次在ALU中計(jì)算的中間結(jié)果。1.2邏輯電路基礎(chǔ)1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1.2.5三態(tài)電路1.2邏輯電路基礎(chǔ)1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述三態(tài)輸出電路EAB00高阻01高阻100111三態(tài)輸出電路功能表1.2邏輯電路基礎(chǔ)1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述4位緩沖寄存器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)由硬件、軟件組成的復(fù)雜的電子裝置。它能夠存儲(chǔ)程序和原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和最終運(yùn)算結(jié)果，并自動(dòng)完成運(yùn)算，是一種能對(duì)各種數(shù)字化信息進(jìn)行處理的信息處理機(jī)。1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1.3.1計(jì)算機(jī)的分類及發(fā)展1.計(jì)算機(jī)的分類

目前人們所說的計(jì)算機(jī)，都是電子數(shù)字計(jì)算機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)過的機(jī)械的、模擬的計(jì)算機(jī)已經(jīng)逐漸消失。計(jì)算機(jī)按用途可分為專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)。1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述按計(jì)算機(jī)的使用方式分類嵌入式計(jì)算機(jī)桌面計(jì)算機(jī)服務(wù)器按計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)分類馮?諾依曼結(jié)構(gòu)非馮?諾依曼結(jié)構(gòu)按規(guī)模分超級(jí)計(jì)算機(jī)、大型機(jī)、服務(wù)器、微型機(jī)、單片機(jī)1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

2.計(jì)算機(jī)的發(fā)展

類型時(shí)期主要器件重要特征第1代1946-1957電子管機(jī)器語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言。速度低，體積大，價(jià)格昂貴，可靠性差，用于科學(xué)計(jì)算。速度達(dá)幾千次到幾萬次第2代1958-1964晶體管算法語(yǔ)言，操作系統(tǒng)。體積縮小，可靠性提高。從科學(xué)計(jì)算到數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制。每秒幾萬次到幾十萬次第3代1964-1971中小規(guī)模集成電路體積小，可靠性大大提高，速度達(dá)幾百萬次，軟件技術(shù)和外設(shè)發(fā)展迅速應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)小型計(jì)算機(jī)。第4代1971-1992大/超大規(guī)模集成電路速度提高至幾千次到億次出現(xiàn)微型計(jì)算機(jī)第5代1991-巨大規(guī)模集成電路速度提高至幾億次乃至上百億次。出現(xiàn)單片機(jī)摩爾定律：每18個(gè)月，集成度將翻一番，速度將提高一倍，而其價(jià)格將降低一半。1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1.3.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成的。1.馮·諾依曼計(jì)算機(jī)

⑴計(jì)算機(jī)（指硬件）由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件組成。⑵指令和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制編碼表示，采用二進(jìn)制運(yùn)算。⑶采用存儲(chǔ)程序的方式，程序和數(shù)據(jù)存放在同一存儲(chǔ)器中。⑷指令在存儲(chǔ)器中按其執(zhí)行順序存放，由程序計(jì)數(shù)器指明