概述及运算基础
59页1、微 机 原 理,主讲 田鹏辉 计算机学院,本课程任务 是使同学们从工程的角度了解和掌握微机系统的基本原理、接口电路及硬件连接的主要技术,建立微机工作的整体概念。,先修课程: 数字电路、 计算机文化基础、汇编语言程序设计,参考书: IBM PC 汇编语言程序设计 沈美明 清华出版社 微型计算机技术及应用(第3版) 戴梅萼 清华出版社,教材:微机原理与接口技术 吉海彦主编 机械工业出版社,本学期学学时安排:40(讲授) 课堂:听讲与理解、适当笔记 课后:认真读书、完成作业 总成绩考试成绩平时成绩,课程特点: 理论与实际联系非常紧密的课程, 课程内容更新极快。 内容多,学时少,进度快,难度大,应用广。,1.1 微型机的发展 1.2 微机的运算基础 1.3 微机组成和工作过程,第一章 微机概述,掌握计算机中常用的数制与编码(整数、小数的二进制、十六进制表示,BCD码)。 了解ASCII码,了解数字和大写字母AF的ASCII码表示。 掌握带符号数的原码与补码。 掌握微机的组成与工作过程。,本章要求,1.1 微型机的发展(了解内容),电子计算机的发展:,微型机是第四代计算机的典型代表,电子管计算机
2、(1946-1957) 晶体管计算机(1958-1964) 中小规模集成电路计算机(1965-1970) 超大规模集成电路计算机(1971-今),字长是微处理器一次可以直接处理的二进制数码的位数,它通常取决于微处理器内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度。微处理器的字长有4位、8位、16位和32位等等。 8086称为16位微处理器。 8088称为准16位微处理器。,字长微机的常用术语,计算机中常用术语,bit (位) Byte (字节) 1 Byte = 8 bit 1KB =1024B =210Byte 1MB =1024KB =220Byte 1GB =1024MB =230Byte 1TB =1024GB =240Byte Word(字) 1 Word = 2 Byte = 16 bit Dword(双字) 1 Dword = 2 Word = 32 bit,1.1 微型机的发展(了解内容),微型机的发展: 第一阶段是4位或8位低档微处理器和微型计算机时代,通常称之为第一代(1971-1973) 第二阶段是8位中高档微处理器和微型计算机时代,通常称之为第二代(1974-1977)
3、第三阶段是16位微处理器和微型计算机时代,通常称之为第三代(1978-1983),1.1 微型机的发展(了解内容),微型机的发展: 第四阶段是32位微处理器和微型计算机时代,通常称之为第四代(1983-1992) 第五阶段是奔腾系列微处理器和微型计算机时代,通常称之为第五代(1993年以后),1971年,Intel 4004:4位微处理器。 是世界上第一片单片微处理器。 机器语言编程,指令系统包括45条指令。性能差。 用于小型控制机:交通灯、微波炉、台秤、照相机。,Intel 4004,第一代典型产品,1972年:Intel 8008, 是世界上第一片8位微处理器。 8008采用了10m生产工艺, 集成度为3500个晶体管, 工作频率为200KHz。,Intel 8008,第二代典型产品,1976年:Intel 8085 Intel公司生产的最后一种8位通用微处理器。 工作频率提高到5MHz,指令系统的指令数上升到246条。,1974年:Intel 8080采用了6m生产工艺,集成度为6000个晶体管,主频为2MHz。第一款高档微处理器. 1975年4月,MITS公司推出了以8080为
4、CPU的世界上第一台个人计算机Altair 8800。值得一提的是Altair 8800的BASIC语言解释器是Bill Gates编写的。,1977年:Z80,Zilog公司,8位机,优于8080,8085,第三代典型产品,1978年,Intel 8086 采用3m工艺,集成了29,000个晶体管,工作频率为4.77 MHz。 它的寄存器和数据总线均为16位,地址总线为20位,从而使寻址空间达1MB。 CPU的内部结构也有很大的改进,采用了流水线结构,并设置了6字节的指令预取队列。,除了它的数据总线为8位以外,其余均与8086相同。 8088采用8位数据总线是为了利用当时现有的8位设备控制芯片。由于8088内部支持16位运算,而与I/O之间传输为8位,故8088称为准16位微处理器。,1979年 Intel 8088,80286(1982年-1984年) 采用1.5m工艺,集成了134,000个晶体管,工作频率为6MHz。80286的数据总线仍然为16位,地址总线增加到24位,使存储器寻址空间达到16MB.,80年代中期到90年代初,80286一直是微型计算机的主流CPU。在这一时期
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