微型计算机 基础与应用 第一章.ppt

第一章计算机基础，2020/6/15，1，本章的要求：2020/6/15，2，了解基本知识点计算机的发展、特性和使用情况确定计算机中使用的水系统和水系统之间的转换，确定计算机的主要组件及其功能焦点，以及困难计算机的系统配置计算机系统的数据表示数系统之间的转换，1-1电子计算机的数据表示数系统，约翰阿塔纳索夫提出了计算机的三个原则。1)实现基于二进制逻辑的数字运算，以确保准确性；2)为了确保计算速度，使用电子技术进行控制、逻辑和算术运算。3)采用将计算功能与二进制更新存储功能分开的结构。为了纪念图灵对现代计算机开发的重要人物和想法、图灵和图灵、计算机的贡献，美国计算机博物馆于1966年设立了“图灵奖”，计算机是使用该程序进行所有设置工作的。图灵机是由三部分组成的想法模型。控制器、可无限扩展的磁带、从磁带左右移动的读写头。Johnson vonnumann vonnoman vonnoman、1949EDSAC、vonnumann计算机、存储程序工作方式计算机的两个基本功能：一个可以存储程序，另一个可以自动运行程序。计算机将要运行的程序保存在内存(内存)中，而名为CPU的部件可以从内存中依次提取程序中的每个命令，进行分析和执行，直到所有命令操作完成。一是电子计算机的发展，第一代电子管计算机第二代晶体管计算机第三代中小型集成电路计算机第四代大规模和超大型集成电路计算机，2020/6/15，7，一是电子计算机的发展，1946年第一台计算机ENIAC来自美国宾夕法尼亚大学。通常，按用于构建计算机的主要组件将计算机分类为第四代。即体积大、速度低、成本高、稳定性差、内存容量小、速度提高、可靠性和内存容量显着提高、速度、可靠性、内存容量进一步增加、外围设备种类进一步增加、计算机发展史摘要、2020/6/15，8、2020/6/15，8第一台电子计算机(ENIAC)，5000次加法/秒体重28吨的地面170m218800台电子管1500个继电器功率150KW，第一台电子计算机的开发与军事目的密切相关。1 .第一代(1946 1958年):采用管级、2020/6/15，10、管、基本特性电子管作为计算机的逻辑组件，每秒数千次，内存容量仅为几KB。资料主要是订购量，表示用机器语言或汇编语言编写程序。第一代电子计算机体积大，成本高，用于军事及科学研究工作。代表型号包括IBM650(小型机)、IBM709(大型机)。2 .第二代(1959 1964年):晶体管阶段，2020/6/15，11，晶体管，基本特征是采用晶体管作为计算机的逻辑组件。随着电子技术的发展，计算速度增加到每秒数十万次，内存容量增加到数十KB。与此同时，计算机软件技术也有了很大的发展，出现了fortran、cobole、ALGOL等高级语言。晶体管电子计算机比第一代计算机体积小，成本低，功能强，可靠性大幅度提高。除了科学计算，还用于数据处理和事务处理。代表模型是IBM7094、CDC7600。3.第三代(1965 1970年):集成电路阶段，2020/6/15，12，集成电路，基本特征是将小型集成电路作为计算机的逻辑组件，随着固体物理技术的发展，集成电路工艺可以在已经几平方毫米的单晶硅集成电路纸上集成由十多个或数百个电子组件组成的逻辑电路。计算速度、体积、价格、软件(从每秒数十万件到数百万件)得到了改进，操作系统建立在监控程序的基础上。代表模型是IBM360。4 .第四代(1971 现在):大/超大规模集成电路阶段，2020/6/15，13，超大规模集成电路，将大规模集成电路和超大规模集成电路作为计算机的逻辑组件是其基本特征，自20世纪70年代以来集成电路制作过程迅速发展，可以将更多电子组件集成到硅半导体中操作系统不断改进，高级编程语言功能进一步提高，人们的生活与计算机应用领域有着密切的关系。2020/6/15，14，2020/6/15，15，计算机特性，(1)计算速度快(2)计算精度高(3)“内存”高和逻辑判断能力(4)，计算机开发巨型，2020/6/15，18，Cray-，计算速度能达到每秒数百亿运算的超级计算机1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I”超级计算机应用程序：天气预报，地震机制研究，石油，中国超级计算机：国防科技大学开发的“银河1号”、“银河2号”和“银河3号”国家功能计算机中心推出的“凌晨1000”、“凌晨200I”和“凌晨3000”，银河，2000人类对自然世界的认识活动也越来越多。很多时候要求对数学命题证明、行星轨道计算、航天飞机、宇宙飞船设计等资料进行计算机运算。这些应用程序对计算机速度的要求也越来越高。“巨型”在这里不是通常意义上的大小。主要是指机器的性能运算速度等。计算机开发巨型化，计算机开发小型化，2020/6/15，20，Altair8800，计算机不再是单个计算机器，而是一种信息机器，一种个人信息机器。计算机开发微型化，2020/6/15，21，一方面，计算机越来越广泛地使用，在某些特定情况下需要小型计算机(例如，由于燃料的原因，设计原则为每克减少的斗争)，因此计算机的重量和体积越来越小，但功能不会减少。另一方面，随着计算机在世界范围内的普及，个人计算机从办公用品逐渐转变为电子消费品。平板电脑、掌上电脑等需要干练的外观，轻巧紧凑，操作方便。今后，电脑在电脑中所占的比重将越来越大，使用方便。计算机开发网络，2020/6/15，22，计算机网络：计算机技术与通信技术相结合。计算机网络的发展动力：远程资源使用、程序、数据和信息资源共享、网络用户的通信和合作。计算机开发网络，2020/6/15，23，互联网的建立正在改变我们的世界，改变我们的生活。互联网具有虚拟和实际、在线聊天和在线游戏等虚拟功能，网络通信、电子商务和网络资源共享具有实际功能。我们可以通过网络购买生活必需品，支付各种手续费、教育、个人会计管理等。电脑开发智能，2020/6/15，24，“总有一天会制造出人类像人一样行动的没有灵魂的机器。笛卡尔(1637)，第一个人类“工业机器人”:从纺织机上抽丝的“驴子”(1742年出现)第一代机器人机器人(1962年出现)第二代机器人“感觉”的第三代机器人，具有启发式计算机的“智能机器人”计算机应用程序具有更多的智能功能，可以帮助用户解决不熟悉或不想要的任务。家用电器、烹饪等。第三，电子计算机的主要应用，2020/6/15，26，天文、地质、气象、宇宙等涉及的大量计算数据处理(信息处理)等科学计算(数值计算)数据收集、分类、排序、存储、计算等操作，是无人驾驶飞机的CCO例如，求解数千个阶的微分方程组、求解数百个方程的线性方程、大规模矩阵运算等。数据处理：数据处理是指所有形式的计算机管理和操作流程，如企业管理、库存管理、帐户计算、信息检索等。实时控制：计算机的速度不断提高，计算机的命令周期减少到几个ns级别，从而实现了对许多生产流程的实时控制。例如，控制化学生产过程中的压力、流量、温度等参数。2020/6/15，28，4。计算机辅助设计和制造：CAD/CAM系统已发展为更高级的计算机集成制造系统(CIMS)。5.人工智能：是探索和模拟人类感觉和思维过程的科学，是在控制论、计算机科学、仿生学、生理学等基础上发展的新边缘学科。6.通信和文字处理：包括创建、修改、编辑、复制、存储、检索和传输文本信息，这是实现新技术(如办公自动化、电子邮件、计算机会议和计算机发布)的唯一手段。7.多媒体技术：图形、声音、静态图像、动画、动态图像等多媒体技术。2020/6/15，29，8。网络技术和信息高速公路：将分布在不同地区的独立计算机系统连接到通信设施，实现数据通信和资源共享。网络从地理范围大小分为局域网和广域网。9.教育：包括计算机辅助教育、知识信息系统、自然语言处理等。计算机辅助教育是生动、形象、容易理解、提高教育质量的重要手段之一。10.军队：包括军用自动指挥系统、计算机作战模拟、军用信息处理武器的自动控制、精确制导武器、军用机器人、数字部队、物流支援等。计算机分类，2020/6/15，30，1-2微机系统配置和工作原理，2020/6/15，31，包括计算机系统：硬件和软件系统。硬件：表示构成计算机的物理设备，即具有输入、存储、计算、控制和输出功能的物理部分。软件：表示开发、使用和维护系统中的程序和程序所需的所有文档的集合。一是计算机系统的配置，一是计算机系统的配置，二是计算机系统的配置，二是计算机系统的配置，二是微型计算机的硬件系统，二是计算机系统的配置，二是计算机系统的配置，二是计算机系统的配置计算设备逻辑逻辑单元(ALU)计算设备是计算机执行算术和逻辑运算的组件。操作时，运算器的操作和操作种类由控制器确定，处理的数据从内存中提取，处理结果通常返回到内存中或暂时保存在内部寄存器中。2.控制器控制器是整个计算机的命令中心，从主卡中按指定顺序提取程序中的一个命令，对其进行分析，然后根据指令的要求向该部件发送各种定时控制信号，控制其执行此指令中规定的功能。计算计量器是与控制器配合使用的计算机核心，是控制整个计算机系统运行的CPU、2020/6/15，35、CPU性能指标、CPU时钟：CPU核心电路的实际运行频率、CPU外部频率：CPU总线频率CPU字符长度：单位时间内一次处理的二进制数。前端总线(FSBFrontSystemBus)是CPU和北桥芯片之间数据传输的总线。倍频系数：CPU内部的时钟信号从外部输入，CPU内部使用时钟倍频技术。以一定的比率提高输入时钟信号的频率，提高时钟频率的这个比率称为倍频系数。时钟=外部频率倍增器L1/L2高速缓存：L1是第1层高速缓存。L2是CPU性能性能的核心之一。CPU类型显示在教科书第6页的图片中。2020/6/15，36，主板，2020/6/15，37，CPU，带内存和显卡的主板，2020/6/15，38，从机箱背面查看的主板接头，2020/6内存存储是用于存储程序和数据的部件，可以基于地址存储数据或说明，基于地址提供说明或数据是计算机实现“存储程序控制”的基础。内存可分为主内存和次内存两类，也称为主内存，外部存储、2020/6/15，40、(1)内部存储、(1)随机访问内存(ram)ram通常使用动态随机存储CPU可以读取和写入数据。(2)只读内存(ROM)CPU仅在信息用户无法修改的情况下存储。断电不会丢失信息。ROM通常包含计算机系统管理程序。(3)高速缓冲记忆体快取记忆体是能够高速存取资讯的晶片，解决CPU和记忆体之间的速度冲突问题。性能指标：存储容量和运行速度。(2)外部内存，2020/6/15，41，1)软盘，表面磁性材料由柔软的聚酯材料制成，在制作读写软盘时磁头直接接触磁盘表面。常用软盘容量为1.44MB的新磁盘的容量为100MB至250MB的磁盘是必需的外部存储设备，但现在已基本销毁。2020/6/15，42，2)硬盘由涂有磁性材料的硬质合金组成。在读/写硬盘时，磁光盘高速旋转产生的推力使磁头悬浮在磁盘表面，具体类型取决于具体的类型。影响硬盘容量的因素包括磁道、扇区、磁盘、磁头、柱面等。比较11-12页教科书，显示硬盘的内部结构。工作原理：电磁感应，2020/6/15，43，固态硬盘：控制单元和存储(闪存芯片)SolidStateDisk，IDEFLASHDISK。换句话说