將對微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用ppt課件

1、 將對微型計(jì)算機(jī)的開展與運(yùn)用、系統(tǒng)的組成以及任務(wù)過程進(jìn) 行簡要的引見，目的是使大家在系統(tǒng)地學(xué)習(xí)本書之前對微型機(jī)有一個總體的概念第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述學(xué)習(xí)目的.111 微型計(jì)算機(jī)的開展第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 微型計(jì)算機(jī) 把以大規(guī)模、超大規(guī)模為主要部件的微處置器作為中心，配以存儲器、輸入輸出接口電路及系統(tǒng)總線所制造出的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。.111 微型計(jì)算機(jī)的開展第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 以字長和典型的微處置器芯片各階段標(biāo)志 第一代(19711973)是4位和低檔8位微機(jī)。代表產(chǎn)品是美國Intel公司的4004微處置器及由它組成的MCS微型計(jì)算機(jī)。 第二代(19741978)是中高檔8位微機(jī)，以Int

2、el80808085、Motorola公司的 Mc6800及美國Zilog公司的Z80等為CPU的微型機(jī)為典型代表。 第三代(19781981)是16位微機(jī)，如以8086，Z8000和MC68000為CPU的微型機(jī)。 第四代(19811992)是32位微機(jī)，典型的CPU產(chǎn)品有80386和MC68000。之后Intel公司又推出80486微處置器。 第五代(1993年以后)是64位微機(jī)。1993年3月Intel公司推出了當(dāng)前最先進(jìn)的微 處置器芯片64位的Pentium，該芯片采用了新的體系構(gòu)造，其性能大大高于Intel系列的其他微處置器。.112 微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)用第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 主要用

3、于以下兩個方向： 1數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處置及信息管理 2過程控制及智能化儀表.113 微型計(jì)算機(jī)的分類第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 按照其運(yùn)用對象可分為: PC機(jī)、單片微型計(jì)算機(jī)和單板微型計(jì)算機(jī)。 .113 微型計(jì)算機(jī)的分類第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 單片微型計(jì)算機(jī) 單片微型計(jì)算機(jī)稱為單片機(jī)，是指一種用于控制的微處置器芯片。其組成實(shí)踐是把微型計(jì)算機(jī)的CPU、部分存儲器和輸入輸出接口等部件集成在一塊芯片上.113 微型計(jì)算機(jī)的分類第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 單板微型計(jì)算機(jī) 把微處置器芯片、存儲器芯片、IO接口芯片、小鍵盤、數(shù)碼顯示器等必要的輸入輸出設(shè)備裝配在一塊印刷電路板上構(gòu)成了單板微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng).12中央

4、處置器組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 中央處置器 中央處置器(CPU)是計(jì)算機(jī)中最重要的組成部分(微處置器)，它主要由運(yùn)算器和控制器兩大部分組成。.12中央處置器組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 運(yùn)算器 運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)中加工和處置數(shù)據(jù)的功能部件. 主要包括兩個功能： 一是對數(shù)據(jù)的加工處置，主要包括算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能，這些功能是經(jīng)過運(yùn)算器內(nèi)部的算術(shù)邏輯單元(ALU)來完成； 二是暫時存放參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)和某些中間結(jié)果，通常是經(jīng)過與ALU相連的存放器組來實(shí)現(xiàn)的。 .12中央處置器組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 運(yùn)算器 寄存器I寄存器ALUALU構(gòu)造表示圖.12中央處置器組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 控制

5、器: 控制器是計(jì)算機(jī)內(nèi)“指揮與控制整臺計(jì)算機(jī)各個功能部件協(xié)同動作、自動執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的功能部件，它要給出控制整臺機(jī)器各功能部件正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需求的全部信號。.12中央處置器組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 控制器組成: 由程序計(jì)數(shù)器(IP)、指令存放器(IR)、指令譯碼器(ID)和時序信號產(chǎn)生(微控制存儲器)部件組成。.13微型計(jì)算機(jī)組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 微型計(jì)算機(jī)組成構(gòu)造 微型計(jì)算機(jī)由微處置器、存儲器、輸入輸出接口構(gòu)成，它們之間由系統(tǒng)總線銜接起來，如下圖:.13微型計(jì)算機(jī)組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 微處置器 整個微機(jī)的中心是微處置器，它是采用大規(guī)模集成電路技術(shù)做成的芯片，芯片內(nèi)集成了控制器

6、、運(yùn)算器和假設(shè)干高速存儲元件存放器。微處置器擔(dān)任對系統(tǒng)的各個部件進(jìn)展一致協(xié)調(diào)和控制.13微型計(jì)算機(jī)組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 存儲器 存儲器(memory)就是存放程序和數(shù)據(jù)的部件 存儲器分為:主存、輔存 主存位于主機(jī)內(nèi)的主板上，CPU可以經(jīng)過總線直接對其中的數(shù)據(jù)進(jìn)展存取，因此也被稱為“內(nèi)存。 輔存主要用來存放暫不運(yùn)轉(zhuǎn)的程序和暫不處置的數(shù)據(jù)。.13微型計(jì)算機(jī)組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 IO設(shè)備 IO設(shè)備是指微機(jī)上配備的輸入輸出設(shè)備，也稱外部設(shè)備和外圍設(shè)備(簡稱外設(shè))，其功能是為微機(jī)提供詳細(xì)的輸入輸出手段 常用是指鍵盤和顯示器，此外，還可配備鼠標(biāo)器、打印機(jī)、繪圖儀、掃描儀等IO設(shè)備。.13微

7、型計(jì)算機(jī)組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 IO接口 由于各種外設(shè)的任務(wù)速度、驅(qū)動方式差別很大，無法與CPU直接匹配，所以不能夠把它們簡單銜接到系統(tǒng)總線，而需求有一個接口電路來充任它們和CPU間的橋梁，經(jīng)過該電路來完成信號的變換、數(shù)據(jù)的緩沖、與CPU聯(lián)絡(luò)等任務(wù)。在微機(jī)系統(tǒng)中，較復(fù)雜的IO接口電路普通都做在一塊獨(dú)立的電路板上.13微型計(jì)算機(jī)組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 系統(tǒng)總線 所謂“總線，是指傳送信息的一組公用導(dǎo)線。 作用：系統(tǒng)總線(system bus)是指從處置器引出的假設(shè)干信號線，CPU經(jīng)過他們與存儲器和IO設(shè)備進(jìn)展信息交換。.13微型計(jì)算機(jī)組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 系統(tǒng)總線的分類： (1

8、) 地址總線， 即AB(AddressBus) (2) 數(shù)據(jù)總線， 即DB(DataBus ) (3) 控制總線， 即CB(control bus ).13微型計(jì)算機(jī)組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 地址總線：傳送地址信息的總線稱為地址總線。CPU在地址總線上輸出將要訪問的內(nèi)存單元或IO端口的地址，該總線為單向總線。 地址總線的位數(shù)決議了CPU可以直接尋址的內(nèi)存單元的范圍。 地址總線的位數(shù) 內(nèi)存容量尋址范圍 16 210=64KB n 2n .13微型計(jì)算機(jī)組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)總線：傳送數(shù)據(jù)信息的總線稱為數(shù)據(jù)總線。 在CPU進(jìn)展讀操作時，內(nèi)存或外設(shè)的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)總線送往CPU； 在C

9、PU進(jìn)展寫操作時，CPU數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù) 總線送往內(nèi)存或外設(shè)，所以該總線為雙向總線。.13微型計(jì)算機(jī)組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述控制總線：傳送控制信息的總線稱為控制總線。 微處置器的控制信號分為兩類： 一類是經(jīng)過對指令的譯碼，由CPU內(nèi)部產(chǎn)生，這些信號由CPU送到存儲器、輸入輸出接口電路和其他部件； 另一類是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的其他部件產(chǎn)生并送到CPU的信號，如中斷懇求信號。.13微型計(jì)算機(jī)組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 系統(tǒng)總線運(yùn)用特點(diǎn)是： (1)在某一時辰，只能由一個總線主控設(shè)備來控制系統(tǒng)總線，其他總線主控設(shè)備必需 放棄對總線的控制。 (2)在銜接系統(tǒng)的各個設(shè)備中，在某一時辰只能有一個發(fā)送者向總線發(fā)

10、送信號，但可 以有多個設(shè)備從總線上同時獲得信號。.14微型計(jì)算機(jī)的任務(wù)過程第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 計(jì)算機(jī)采用存儲程序與程序控制的任務(wù)方式，即事先把程序加載到計(jì)算機(jī)的存儲器中，當(dāng)給機(jī)器加電并啟動后，計(jì)算機(jī)便會自動按照程序的要求進(jìn)展任務(wù)。 .14微型計(jì)算機(jī)的任務(wù)過程第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 計(jì)算機(jī)如何詳細(xì)計(jì)算 5+6?來闡明： 必需做如下任務(wù)： 用助記符號指令編寫程序(匯編言語)。 用匯編軟件將匯編程序翻譯(匯編)成計(jì)算機(jī)能識別的機(jī)器言語指令。 將數(shù)據(jù)和程序經(jīng)過輸入設(shè)備送入存儲器中存放。.13微型計(jì)算機(jī)組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述操作助記符號機(jī)器碼功能n-AN+(A)-AMOV A,05HADD

11、 A,06HB0H 05H04H 06H05H-A 06H+(A)-A停機(jī)HTLF4H停止所有操作. 14微型計(jì)算機(jī)的任務(wù)過程第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 整個程序一共3條指令，5個字節(jié)，假設(shè)它們存放在00H開場的5個單元中。 計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序是一條指令一條指令執(zhí)行的。 執(zhí)行一條指令分兩個階段，即取指令階段和執(zhí)行指令階段。. 14微型計(jì)算機(jī)的任務(wù)過程第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述000000000000000000010203041011000000000101000001000000011011110100+1PCCCCCCALURPLAIDIRADRMABAR地址DBCC讀C取第一條指令的操作圖. 1

12、4微型計(jì)算機(jī)的任務(wù)過程第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 取指令階段的執(zhí)行過程： 將程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容(00H)送至地址存放器AR，記為PCAR。 程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容自動加1變?yōu)?1H，為取下一條指令作預(yù)備，記為PC+1PC。 地址存放器AR將00H經(jīng)過地址總線送至存儲器地址譯碼器譯碼，選中00號單元，記為ARM。 CPU發(fā)出“讀命令。 所選中的00號單元的內(nèi)容BOH讀至數(shù)據(jù)總線DB，記為(BO)一DB。 經(jīng)數(shù)據(jù)總線DB，將讀出的BOH送至數(shù)據(jù)存放器DR，記為DBDR。 數(shù)據(jù)存放器DR將其內(nèi)容送至指令存放器IR，經(jīng)過譯碼，控制邏輯發(fā)出執(zhí)行該條指令的一系列信號，記為DRIR，IRID，IDPLA。經(jīng)過

13、譯碼CPU識別出這個操作碼就是MOV A，05H指令，于是控制器發(fā)出執(zhí)行這條指令的各種控制命令C。這就完成了一條指令的取指階段。. 14微型計(jì)算機(jī)的任務(wù)過程第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述000000010000000100010203041011000000000101000001000000011011110100+1PCCCCCALURPLAIDIRADRMABAR地址DBCC讀C執(zhí)行第一條指令的操作圖C. 14微型計(jì)算機(jī)的任務(wù)過程第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 執(zhí)行指令階段的執(zhí)行過程： 將程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容01H送至地址存放器AR，記為PCAR。 將程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容自動加1變?yōu)?2H，為取下一條指令作

14、預(yù)備，記為PC+1一PC。 即地址存放器AR將01H經(jīng)過地址總線送至存儲器，并選中01H單元，記為AR一M。 CPU發(fā)“讀命令。 選中的01H存儲單元的內(nèi)容05H送至數(shù)據(jù)總線DB上，記為(01H)一DB。 經(jīng)過數(shù)據(jù)總線，把讀出的內(nèi)容05H送至數(shù)據(jù)存放器DR，記為DBDR。 由于經(jīng)過譯碼曾經(jīng)知道讀出的是立刻數(shù)，并要求將它送至累加器A，故數(shù)據(jù)存放器DR經(jīng)過內(nèi)部總線將05H送至累加器A，記為DRAL。. 15微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述. 15微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)： 包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng). 15微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 硬

15、件系統(tǒng)： 一個為執(zhí)行程序建立物質(zhì)根底的物理安裝，稱為裸機(jī)或硬件。 硬件普通是指在主機(jī)的根底上，配以必要的外部設(shè)備、外部存儲器(如磁盤機(jī)、磁帶機(jī)等)和 電源設(shè)備等。. 15微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 軟件系統(tǒng)： 軟件系統(tǒng)是指在計(jì)算機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)的程序，廣義軟件還應(yīng)包括由計(jì)算機(jī)管理的數(shù)據(jù)和有關(guān)的文檔資料。 軟件可分為系統(tǒng)軟件和運(yùn)用軟件兩大類。. 15微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 系統(tǒng)軟件：運(yùn)用和管理計(jì)算機(jī)的各種軟件統(tǒng) 計(jì)算機(jī)配置的根本系統(tǒng)軟件，通常包括操作系統(tǒng)、各種高級言語處置程序、編譯系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等軟件。. 15微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 運(yùn)用軟件： 用戶利用計(jì)算機(jī)及其系統(tǒng)軟件編制的處理實(shí)踐運(yùn)用問題的程序。 對運(yùn)用微機(jī)的人