微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及其應(yīng)第一章概述課件

微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用

——1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2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3第一章：概述——微機(jī)原理的課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)目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)目的掌握微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本知識(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、軟件方面的基礎(chǔ)。5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)的基本組成及功能微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用概況6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）生物計(jì)算機(jī)（下一代，生物芯片）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。7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(lèi)操作系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)性能極大提高。自1958年TI公式的基爾比等人研制發(fā)明了世界第一塊集成電路以來(lái)，電子工業(yè)進(jìn)入了集成電路（IC）的時(shí)代。小規(guī)模集成電路（SSI），中規(guī)模（MSI）、大規(guī)模（LSI）、超大規(guī)模（VLSI）、巨大規(guī)模（ULSI），目前的特大規(guī)模集成電路（GSI）和系統(tǒng)芯片（SOC，片上系統(tǒng)）。9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Intel公司的霍夫研制成功世界上第一枚4位微處理器芯片Intel4004，標(biāo)志著第一代微處理器問(wèn)世，從而開(kāi)創(chuàng)了微型計(jì)算機(jī)的新時(shí)代。霍夫被英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》雜志列為“二戰(zhàn)以來(lái)最有影響力的7位科學(xué)家”之一。4004當(dāng)時(shí)只有2300個(gè)晶體管，是個(gè)四位系統(tǒng)，時(shí)鐘頻率在108KHz，每秒執(zhí)行6萬(wàn)條指令(0.06MIPs)。功能比較弱,且計(jì)算速度較慢,只能用在計(jì)算器上。

10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111993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PentiumPro（高能奔騰）。1997年1月，Intel公司又推出了PentiumMMX（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PentiumⅢ（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。英特爾的首款雙核心處理器的代號(hào)為PentiumExtremeEdition840。

13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Intel4004Intel8008Motorola6800Intel8086Intel80286Intel80386Intel80486IntelPentiumIntelPentium

IIIntelPentiumIIIIntelPentiumIVIntelPentiumIVPentiumExtremeEdition84014第一章：概述——微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況

第一代1971年～1973年第二代1974年～1977年第三代1978年～1980年第四代1980年以后典型的微處理器芯片Intel4004Intel4040Intel8008Intel8080M6800Z-80Intel8086/8088M68000Intel80X86M68020Z-80000字長(zhǎng)（位）4/881616/32集成度（晶體管數(shù)/芯片）1000～20005000～900020000～70000>100000時(shí)鐘頻率（MHZ）0.5～0.81～45～10>10數(shù)據(jù)總線寬度（位）4/881616/32地址總線寬度（位）4～8820～2424～32存儲(chǔ)容量≤16KB實(shí)存≤64KB實(shí)存≤1MB實(shí)存≤4GB實(shí)存和64GB虛存指令執(zhí)行時(shí)間（s）10～151～2<1<0.125軟件水平機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言匯編語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言操作系統(tǒng)匯編語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言操作系統(tǒng)匯編語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言部分軟件硬化15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17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)成顯示器（輸出設(shè)備）主機(jī)箱鼠標(biāo)（輸入設(shè)備）鍵盤(pán)（輸入設(shè)備）18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)箱電源光驅(qū)硬盤(pán)內(nèi)存CPU主板擴(kuò)展卡19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CPU21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)。按照讀寫(xiě)方式的不同可分為ROM和RAM兩種類(lèi)型；輸入/輸出接口電路是外圍設(shè)備與微型計(jì)算機(jī)之間的信息交換電路，起暫存、緩沖、類(lèi)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?lèi)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。22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23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25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。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。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?？刂瓶偩€(CB)：控制總線是用來(lái)傳送控制信號(hào)的一組總線?？刂瓶偩€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。26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(pán)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27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29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：在工業(yè)測(cè)量和控制方面的應(yīng)用已十分成熟和廣泛；信息處理：信息處理又稱(chēng)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。可用來(lái)處理文字、表格、圖象、聲音等各類(lèi)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)