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PageNo.1WordsFromSlide微型计算机原理及应用（第三版）韩慧EMAIL:[e-mail]No.2WordsFromSlide教材《微型计算机原理及应用》（第三版），郑学坚、周斌，清华大学出版社课程情况教学：40学时；实验：8学时考试：作业10%，实验10%，期末考试80%考试：实验10%，出勤10%，期末考试80%参考资料：微型计算机技术及应用（第3版），戴梅萼，史嘉权，清华大学出版社WordsFromNotePagePageNo.3WordsFromSlide实验项目编码实验项目名称时间05208301实验系统及设备的熟悉11周3/7805208302汇编程序设计及调试13周3/78052083038255接口实验14周5/3405208305交通灯控制器的设计16周5/34实验安排（9#411，413）请同学们带布制鞋套做实验谢谢！电子邮箱：[e-mail],密码123456WordsFromNotePagePageNo.4WordsFromSlide微型计算机原理及应用(第三版)第1章计算机基础知识第2章微型计算机的基本组成电路第3章微型计算机的基本工作原理第4章16位微处理器第5章86系列微型计算机的指令系统第6章微型计算机的程序设计第7章微型计算机汇编语言及汇编程序第8章输入/输出接口第9章中断控制器、计数/定时控制器及DMA控制器WordsFromNotePagePageNo.5WordsFromSlide1.1绪论1.2微处理器的发展概况1.3数制1.4数制转换1.5计算机中的编码1.6逻辑电路1.7布尔代数第一章计算机基础知识WordsFromNotePagePageNo.6WordsFromSlide1·11946年世界上第一台电子计算机（ENIAC）由美国宾夕法尼亚大学研制成功。它重达30吨，占地150平方米，耗电150千瓦，用了18800多个电子管，每秒钟仅能做5000次加法。WordsFromNotePagePageNo.7WordsFromSlideWordsFromNotePagePageNo.8WordsFromSlide按照体积、性能分为：①巨型机：高速度、大容量，主要用来承担重大的科学研究、国防尖端技术和国民经济领域的大型计算课题及数据处理任务。如大范围天气预报，整理卫星照片。②大型机：速度快、应用于军事技术科研领域。③小型机：小型机是指运行原理类似于PC（个人电脑）和服务器，但性能及用途又与它们截然不同的一种高性能计算机。④微型机：体积小、重量轻、价格便宜。WordsFromNotePagePageNo.9WordsFromSlide个人计算机(台式机)WordsFromNotePagePageNo.10WordsFromSlide笔记本电脑WordsFromNotePagePageNo.11WordsFromSlide掌上电脑WordsFromNotePagePageNo.12WordsFromSlide微型计算机系统的三个层次:微处理器(Microprocessor)微型计算机(Microcomputer)微型计算机系统(MicrocomputerSystem)一、微型计算机系统WordsFromNotePagePageNo.13WordsFromSlide①微处理器◆严格讲，微处理器≠CPU◆CPU指的是计算机中执行运算和控制功能的区域，由算术逻辑部件(ALU)和控制部件两大主要部分组成。◆把CPU和一组称为寄存器（Registers）的特殊存储器集成在一片大规模集成电路或超大规模集成电路封装之中，这个器件才被称为微处理器。WordsFromNotePagePageNo.14WordsFromSlide8086芯片16位字长双列直插式40根引脚WordsFromNotePagePageNo.15WordsFromSlide目前流行的双核CPU芯片CPU：CentralProcessingUnit中央处理器WordsFromNotePagePageNo.16WordsFromSlide以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制作的只读存储器（ROM）、读写存储器（RAM）、输入／输出接口电路及系统总线等所组成的计算机，称为微型计算机。以微型计算机为中心，配以相应的外围设备如显示器（CRT）、键盘及打印机等，这就成为微型计算机系统。配有操作系统、高级语言和多种工具性软件等。②微型计算机③微型计算机系统WordsFromNotePagePageNo.17WordsFromSlide外围设备系统软件存储器（ROM、RAM）输入/输出接口系统总线算术逻辑部件累加器、寄存器组控制部件内部总线微型计算机系统微型计算机微处理器图1.1微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者的关系WordsFromNotePagePageNo.18WordsFromSlide二、微型计算机硬件系统4、总线：为CPU和其他部件之间提供数据、地址和控制信息的传输通道，CPU总线包含AB、DB、CB等主机：1、CPU：算术逻辑单元ALU、寄存器、控制器2、存储器：RAM、ROM等3、I/O接口：主机与外部设备之间匹配连接的电路外设：1、输入设备：2、输出设备：鼠标、键盘、扫描仪、麦克、磁盘等显示器、打印机、音箱、投影机等WordsFromNotePagePageNo.19WordsFromSlide三、微型计算机软件系统软件系统主要包括：系统软件：如操作系统Windows、C语言编译程序等。应用软件：各种文字办公软件，CAD，娱乐游戏软件等等。WordsFromNotePagePageNo.20WordsFromSlide微处理器存储器I/O接口总线微型计算机系统微型计算机(主机)外设系统软件应用软件硬件系统软件系统WordsFromNotePagePageNo.21WordsFromSlide微处理器的发展以Intel微处理器为主线。微处理器的主要性能指标：1·2微处理器的发展概况字长：CPU同时处理的数据位数。字长决定了计算机的运算精度。主频：CPU的时钟频率，它在很大程度上决定了计算机的运行速度。单位MHz。数宽：CPU内部一次能传送多少位数据。外宽：CPU与其他部件（外设）一次能传送多少位数据。地宽：地址线宽度，指可以访问的最大内存空间,比如20位的地址总线宽度就可以最大访问220(1M)的内存空间。WordsFromNotePagePageNo.22WordsFromSlide存储单元的地址、存储单元和存储单元的内容为了便于对存储器内存放的信息进行管理，存储器被划分成许多存储单元，每个存储单元都有一个编号，此编号称为地址通常是按字节编址。地址与存储单元为一对一的关系。存储单元的地址、存储单元和存储单元的内容是3个不同的概念。地址相当于旅馆的房间编号，存储单元相当于旅馆的房间，存储单元的内容相当于房间中的旅客。在存储器中，CPU对存储器的读写操作都是通过地址来进行的。(MOVAL,[1000H])224=220×24=16M思考：24根地址线可寻址范围？WordsFromNotePagePageNo.23WordsFromSlide常用数据单位1KB=1MB==210bit1024B=220bit1024KB1GB==230bit1024MB1TB==240bit1024GBWord（字）一般情况下为2Byte(16bit)。1Byte=bit8WordsFromNotePagePageNo.24WordsFromSlide2007年1月6日，存储领域领导厂商日立宣布推出全球第一款1TB容量的3.5英寸硬盘“Deskstar7K1000”，售价仅399美元。1TB硬盘意味着，按照一般典型大小可以存储25万首MP3歌曲、358部电影、1000小时视频、333.3万张照片或者500多个游戏。例题：对于配有32条地址线的CPU，可寻址的能力为()。A）20MBB）1MBC）64MBD）4GBDWordsFromNotePagePageNo.25WordsFromSlide型型号号年年份份字字长长个个数数主主频频数数宽宽外外宽宽地地宽宽寻寻址址8800886611997788116622..9944..777711661166220011MM8800888811997788116622..9944..7777116688220011MM2288661199882211661133..4422001166116622441166MM3388661199885533222277..55440033223322332244GG44886611998899332211660011000033223322332244GGPPeennttii11999933332233330011666666446644332244GGPP221199995533227755003333336644664433666644GG80X86微处理器概况WordsFromNotePagePageNo.26WordsFromSlide二、计算机编程语言的发展概况机器语言汇编语言高级语言机器语言就是0，1码语言。用一些助记符号代替用0，1码描述的某种机器的指令系统。BASIC，C语言等。面向对象语言C++，Java等编程语言是面向对象的语言。基于规则的智能化语言VisualC++、VisualBasic等语言WordsFromNotePagePageNo.27WordsFromSlide1.3数制常用数制：十进制——符合人们的习惯二进制——便于物理实现十六进制——便于识别、书写八进制重点掌握二进制、十进制与十六进制转换WordsFromNotePagePageNo.28WordsFromSlide一、十进制数(decimalsystem)以十为底，逢十进一；共有0-9十个。WordsFromNotePagePageNo.29WordsFromSlide二、二进制数(binarysystem)只有0和1两个符号；计算规则是“逢二进一，借一当二”。电路通常只有两种稳态：导通与阻塞、饱和与截止、高电位与低电位等。具有两个稳态的电路称为二值电路。因此，用二值电路来计数时，只能代表两个数码：0和1。如以1代表高电位，则0代表低电位，所以，采用二进制，可以利用电路进行计数工作。而用电路来组成计算机，则有运算迅速、电路简便、成本低廉等优点。P2页计算机中为什么采用二进制？WordsFromNotePagePageNo.30WordsFromSlide二进制运算规则：加法运算：0+0=00+1=11+0=11+1=10（逢二进一）减法运算：0-0=00-1=1（借位）1-0=11-1=0乘法运算：0*0=00*1=01*0=01*1=1除法运算0/1=01/1=1WordsFromNotePagePageNo.31WordsFromSlide例1：DH＝例2：56D.3H=三、十六进制数(hexadecimalsystem)十六进制数是基数为十六的计数制。十六进制数主要采用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F这十六个字符。各位的权值为16i。十六进制数的运算规则为“逢十六进一，借一当十六”。1位十六进制数用4位二进制来表示，转换方便。1101B5*162+6*161+13*160+3*16-1WordsFromNotePagePageNo.32WordsFromSlide1.4数制转换进制的表示符号二进制B(binary),十六进制H(hexadecimal),八进制O(octave),十进制D(decimal)。例：100D100B表示四;100H表示二百五十六表示一百;WordsFromNotePagePageNo.33WordsFromSlide例如，将13转换成二进制数：一、二、十六进制数转换成十进制数根据定义，只需将二、十六进制数按权展开后相加