第一章 微型计算机系统概述 本章学习目标 了解微型计算机的发展、应用及其分类 掌握计算机数据的表示 掌握计算机的组成结构 理解微型计算机的工作过程
第一章 微型计算机系统概述 本章学习目标 • 了解微型计算机的发展、应用及其分类 • 掌握计算机数据的表示 • 掌握计算机的组成结构 • 理解微型计算机的工作过程
1、1微型计算机的发展、应用及其分类 1、1、1微机计算机的发展 1971年,美国 Intel公司研究并制造了I404微处理器芯 片。该芯片能同时处理4位二进制数,集成了2300个晶 体管,每秒可进行6万次运算,成本约为200美元。它是 世界上第一个微处理器芯片,以它为核心组成的MC 4计算机,标志了世界第一台微型计算机的诞生。 微机概念:以大规模、超大规模构成的微处理器作为核 心,配以存储器、输入/输出接口电路及系统总路线所 制造出的计算机 划分阶段的标志:以字长和微处理器型号
1、1 微型计算机的发展、应用及其分类 1、1、1 微机计算机的发展 1971年，美国Intel公司研究并制造了I4004微处理器芯 片。该芯片能同时处理4位二进制数，集成了2300个晶 体管，每秒可进行6万次运算，成本约为200美元。它是 世界上第一个微处理器芯片，以它为核心组成的MCS- 4计算机，标志了世界第一台微型计算机的诞生。 微机概念：以大规模、超大规模构成的微处理器作为核 心，配以存储器、输入/输出接口电路及系统总路线所 制造出的计算机。 划分阶段的标志：以字长和微处理器型号
第一代 4位和低档8位机(1971-1973) Intel 4004 第二代 中高档8位机 (1974-1978) 8080/8085、Z80、MC6800 第三代 16位机 (1978-1981) Intel8086、Z8000、MC6800 第四代 特点: 32位机 (1981-1992 、速度越来越快。 80386、80486 2、容量越来越大。 第五代 64位机 3、功能越来越强。 Intel Pentium (1993后)
第一代 4位和低档8位机 Intel 4004 第二代 中高档8位机 8080/8085、Z80、MC6800 第三代 16位机 Intel 8086、Z8000、MC6800 第四代 32位机 80386、80486 第五代 64位机 Intel Pentium （1971-1973） （1974-1978） （1978-1981） （1981-1992） （1993后） 特点： 1、速度越来越快。 2、容量越来越大。 3、功能越来越强
1、1、2微型计算机的应用 1、科学计算和科学研究 计算机主要应用于解决科学研究和工程技术中所提出 的数学问题(数值计算) 2、数据处理(信息处理) 主要是利用计算机的速度快和精度高的特点来对数字 信息进行加工。 3、工业控制 用单板微型计算机实现DDC级控制,用卫星计算机实 现SCC级监督管理控制,用高档微型计算机实现SCC 或低层MIS管理已屡见不鲜
1、1、2 微型计算机的应用 1、科学计算和科学研究 计算机主要应用于解决科学研究和工程技术中所提出 的数学问题（数值计算）。 2、数据处理 （信息处理） 主要是利用计算机的速度快和精度高的特点来对数字 信息进行加工。 3、工业控制 用单板微型计算机实现DDC级控制，用卫星计算机实 现SCC级监督管理控制，用高档微型计算机实现SCC 或低层MIS管理已屡见不鲜
4、计算机辅助系统 计算机辅助系统主要有计算机辅助教(CAI)、计算 机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算 机辅助测试(CAT)、计算机集成制造(CIMS)等系 统。 5、人工智能 人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行 为及其规律的一门学科,包括智能机器人,模拟人的 思维过程,计算机学习等等。其主要任务是建立智能 信息处理理论,进而设计可以展现某些近似于人类智 能行为的计算系统
4、计算机辅助系统 计算机辅助系统主要有计算机辅助教（CAI）、计算 机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算 机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系 统。 5、人工智能 人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行 为及其规律的一门学科，包括智能机器人，模拟人的 思维过程，计算机学习等等。其主要任务是建立智能 信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智 能行为的计算系统
1、1、3微型计算机的分类 按应用对象分为: 1、单片机:又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功 能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概 括的讲:它主要是将微处理器、部分存储器、输入输出接 口都集成在一块集成电路芯片上,一块芯片就成了一台计 算机 2、单板机:将计算机的各个部分都组装在一块印制电路 板上,包括微处理器/存储器/输入输出接口,还有简单的 七段发光二极管显示器、小键盘、插座等。功能比单片机 强,适于进行生产过程的控制。可以直接在实验板上操作, 适用于教学。 3、PC机( Personal Computer):面向个人单独使用的 类微机,实现各种计算、数据处理及信息管理等
1、1、3 微型计算机的分类 按应用对象分为： 1、单片机：又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功 能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概 括的讲：它主要是将微处理器、部分存储器、输入输出接 口都集成在一块集成电路芯片上，一块芯片就成了一台计 算机 2、单板机：将计算机的各个部分都组装在一块印制电路 板上，包括微处理器/存储器/输入输出接口，还有简单的 七段发光二极管显示器、小键盘、插座等。功能比单片机 强，适于进行生产过程的控制。可以直接在实验板上操作， 适用于教学。 3、PC机（Personal Computer ） :面向个人单独使用的一 类微机，实现各种计算、数据处理及信息管理等
1、2计算机中数据的表示和编码 计算机中的数据都是采用二进制形式存储和处理的, 二进制数只有两个数字0和1,这与我们日常生活中 所使用的十进制数是不同的 1、2、1计算机中常用的进制数 人们最常用的数是十进制数,计算机中采用的是 进制数,同时有的时候为了简化二进制数据的书写 也采用八进制和十六进制表示方法。下面将分别介 绍这几种常用的进制。 1、十进制数 十进制数是大家熟悉的,用0,1,2,…,8,9十 个不同的符号来表示数值,它采用的是“逢十进一, 借一当十”的原则
1、2 计算机中数据的表示和编码 计算机中的数据都是采用二进制形式存储和处理的， 二进制数只有两个数字0和1，这与我们日常生活中 所使用的十进制数是不同的。 1、2、1 计算机中常用的进制数 人们最常用的数是十进制数，计算机中采用的是二 进制数，同时有的时候为了简化二进制数据的书写， 也采用八进制和十六进制表示方法。下面将分别介 绍这几种常用的进制。 1、十进制数 十进制数是大家熟悉的，用0，1，2， … ，8，9十 个不同的符号来表示数值，它采用的是“逢十进一， 借一当十”的原则
2、二进制表示法 基数为10的记数制叫十进制;基数为2的记数制叫做二 进制。 二进制数的计算规则是“逢二进一,借一当二”。 二进制表示数值方法如下: n Na=土 K;*2其中:K,=0或1 例:二进制数1011.1表示如下: (1011.)B=1*23+0*22+1*21+1*20+1*21
2、二进制表示法 基数为10的记数制叫十进制；基数为2的记数制叫做二 进制。 二进制数的计算规则是“逢二进一，借一当二”。 二进制表示数值方法如下： NB = ± Ki * 2 i 其中：K i = 0 或 1 n i=-m 例：二进制数1011.1表示如下： (1011.1)B= 1 * 2 3 + 0 * 2 2 + 1 * 2 1 + 1 * 2 0 +1 * 2 -1
运算规则: 加法运算: 0+0=00+1=11+0=11+1=10(逢二进一) 减法运算: 0-0=010-1=1(借位)1-0=11-1=0 乘法运算: 0*0=00*1=01*0=011=1 除法运算 0/1=01/1=1
运算规则： 加法运算： 0+0 = 0 0+1 = 1 1+0 = 1 1+1 =10 （逢二进一） 减法运算： 0-0 = 0 10-1 =1 （借位） 1-0 = 1 1-1 =0 乘法运算： 0 * 0 =0 0 * 1 =0 1 * 0 =0 1 * 1 =1 除法运算 0 / 1 =0 1 / 1 =1
3、八进制表示法 八进制数是基数为八的计数制。八进制数主要采用0, 1,2,∴,7这八个阿拉伯数字。 八进制数的运算规则为“逢八进一,借一当八”。 八进制表示数值方法如下: n No=±i O K:*8其中:K:=0、1、2、3、45、6、7 例:(467.6)0=4*82+6*81+7*80+6*81
3、八进制表示法 八进制数是基数为八的计数制。八进制数主要采用0， 1，2，…，7这八个阿拉伯数字。 八进制数的运算规则为“逢八进一，借一当八”。 八进制表示数值方法如下： NO = ± Ki * 8 i 其中：K i = 0 、1、2、3、4、5、6、7 n i=-m 例：（467.6)O=4 * 8 2 + 6 * 8 1 + 7 * 8 0 + 6 * 8 -1