微机原理及应用 教学课件 ppt 作者 胡蔷 第一章
43页1、第1章 计算机基础,内容提要:本章主要介绍了计算机的发展、计算机的基本结构、计算机的编码和个人计算机的组成四个部分的内容,着重介绍了计算机的数字编码在计算机中的表示形式及运算。 学习目标:了解计算机的发展、计算机的基本结构和计算机的常用术语。重点掌握计算机的数字编码在计算机中的表示形式及运算。,返回主目录,本章目录 1.1 计算机的发展与分类 1.2 计算机的基本组成及常用术语 1.3 计算机中的编码 1.4 个人计算机简介 小结,第1章 计算机基础,1.1计算机的发展与分类,1.1.1 计算机的发展,自1946年第一台电子计算机问世以来,计算机科学和技术的发展突飞猛进,已深入到人类生活的各个方面。半个世纪以来,伴随着电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路的发展,计算机的发展可分为四代。,第一代电子计算机时代。从1946年第一台计算机研制成功到50年代后期,其主要特点是采用电子管作为基本器件,使用机器语言。在这一时期,计算机主要为军事与国防尖端技术的需要而研制的。,第三代集成电路计算机时代。从20世纪60年代中期稻0年代初期,计算机采用集成电路作为基本器件,因此,功耗、体积、价格等
2、进一步下降,而速度及可靠性相应地提高。开始出现操作系统软件,由于集成电路成本的迅速下降,使计算机的成本较低,因此计算机应用范围更加扩大,占领了许多数据处理的应用领域。,第四代大规模集成电路计算机时代。从20世纪70年代至今,第四代计算机采用大规模或超大规模的集成电路。这种工艺可在硅半导体上集成几千、几万甚至几千万电子器件。计算机的体积、功耗和价格迅速降低,已经广泛普及到教育、企事业、科研、军事和家庭等各个领域。,1巨型机 现代科学技术,尤其是国防技术的发展,需要有很高的运算速度、很大的存储容量的计算机,一般的大型通用计算机是不能满足它的要求。从上个世纪60年代到70年代生产了一些巨型机,其中取得最高成绩的是Cray-1计算机,运算速度达每秒8000万次。,2大型机 大型机是反映各个时期先进计算技术的大型通用计算机,其中以IBM公司的大型机系列影响最大。从上个世纪60年代到80年代,信息处理主要是以主机系统加终端为代表的集中式数据处理,60年代的IBM360系统,70年代和80年代的IBM370系统曾占领大型机的霸主地位。80年代以后,随着网络技术的普及,客户机、服务器技术的发展,使大型
3、机占据重要的作用。90年代第5代大型机的速度达到每秒10亿次。,1.1.2 计算机的分类,计算机按性能、价格和体积可分为:巨型机、大型机、小型机和微型机。,3小型机 小型机的特点规模小、结构简单、成本低,同时可用软件简单、操作容易和维护容易,可以大量生产。DEC公司的PDP-11系列是16位小型机的代表。小型机在控制领域得到了很好的应用。许多大型的分析仪器、测量仪器、医疗仪器均用小型机进行数据采集、整理、分析和计算。,4微型机 自从用4位微处理器Intel 4004组成的MCS-4微型机问世以来,微处理器的发展非常迅速。到目前为止,把微处理器已从4位发展到了64位。微处理器的速度越来越快,而价钱却越来越低,普及率越来越高。后续将介绍各种微处理器。,5嵌入式计算机 是计算机的一个重要发展方向。将微型计算机安装在特定的应用系统中。一般把带有微处理器的专用微机系统称为嵌入式计算机(Embedded Computer)或嵌入式系统。如单片机。,返回本章目录,1. 2计算机的基本组成及常用术语,1.2.1计算机的基本组成,微型机计算机(Microcomputer)的基本结构由两大部分组成,即硬件
4、和软件。硬件是组成计算机系统的实体,是由中央处理器(Central Processor Unit)简称CPU,存储器(Memory),接口(Interface),总线(Bus)和输入/输出(In/Out)设备组成。软件是由硬件为载体,能进行运算处理、信息管理和测试维护所编制的各种程序。通常把软件分为系统软件和实用软件两大类。系统软件主要是为用户提供操作运行环境,如DOS 、WINDOS 、UNIX、 LINUX等。应用软件是为用户提供各种开发工具的软件及用户为解决各种实际问题所编写的程序。如工资管理系统,电机专家系统等。如图1-1,图1-2计算机结构示意图,1位(Bit) 位是指计算机中使用的二进制数的一位,它是存储信息中的最小单位,一般用b表示。只有两种状态“0”和“1”。 2字节(Byte) 计算机存储数据时,通常把8位二进制数作为一个存储单元,一个存储单元也叫一个字节。字节的长度固定,它是存储器存取信息的最小单位。 3字(Word) 字是计算机中CPU处理和传送信息的最基本单位。它通常与寄存器、运算器、传输线的宽度一致。 4字长 一个字所包含二进制数的长度称为字长。实际上表示的是
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