微型计算机概述第讲

微型计算机概述第讲第一页，共二十五页，2022年，8月28日第一章计算机基础知识概述计算机的发展计算机体系结构和组织计算机的硬件结构计算机软件计算机的层次结构计算机的功能计算机的技术指标第二页，共二十五页，2022年，8月28日概述计算机分类：

机械计算机电子模拟计算机：数值由连续的量来表示。

电子数字计算机：计算机中的数值由不连续的数字来表示。专用机：经济，有效，快速，适应性差通用机：适应性强巨型机大型机中型机小型机微型机单片机低简易性高

高体积，功耗，性能，价格低第三页，共二十五页，2022年，8月28日第四页，共二十五页，2022年，8月28日概述电子数字计算机是一种能够自动、快捷，准确地实现信息存放数值计算、数据处理过程控制等多种功能的电子机器，其基本功能是进行数字化信息处理。世界上第一台计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）诞生于1946年2月15日，是美国宾夕法尼亚大学摩尔理工学院的摩切利和埃卡特发明的。计算机应用于科学计算、数据处理、工业控制、实时控制、人工智能、虚拟现实、远程教育、电子商务等多种领域123第五页，共二十五页，2022年，8月28日计算机的发展1812年差分机查尔斯.巴贝奇

1834年设计的分析机

由许多轮子组成的保存数据的存储库；运算装置；能对操作顺序进行控制，并选择所需处理的数据以及输出结果的装置。近代计算机第六页，共二十五页，2022年，8月28日计算机的发展英国科学家艾兰.图灵建立图灵机（Turingmachine）模型，奠定了可计算理论的基础；提出图灵测试，阐述了机器智能的概念。现代计算机体系结构冯·诺依曼机：“存储程序”的概念五十多年来，计算机系统基本结构没有变。

美籍匈牙利数学家冯.诺依曼近代计算机第七页，共二十五页，2022年，8月28日计算机的发展1946年2月由宾州大学研制成功的ENIAC电子计算机时代的到来

电子数字积分计算机重达30吨占地250m2启动工耗150000瓦18000个电子管保存80个字节电子计算机的问世第八页，共二十五页，2022年，8月28日计算机的发展类型时期主要器件

重要特征第一代1946-1958电子管机器语言，汇编语言速度低，体积大，价格昂贵可靠性差，用于科学计算。第二代1958-1964晶体管算法语言，操作系统体积缩小，可靠性提高从科学计算扩大到数据处理。第三代1964-1971中、小规模集成电路体积小，可靠性大大提高，速度达几百万IPS，软件技术和外设发展迅速应用领域不断扩大。第四代1971-中、大及超大规模集成电路速度提高至GIPS乃至TIPS水平多机并行处理和计算机网络迅速发展。第九页，共二十五页，2022年，8月28日微电子与计算机年份型号管数年份型号管数1971400423001993PENTIUM310万1972800835001995P--PRO550万1974808060001997P--MMX450万19788086290001997P--II750万19828028613万1998Celeron750万1985386DX27.5万1999P--III950万1989486DX120万1999.10P-III-COP2800万IntelE8200晶体管数量为4.1亿第十页，共二十五页，2022年，8月28日计算机的发展1．光计算机利用光作为信息的传输媒体2．生物计算机（分子计算机）生物计算机在20世纪80年代中期开始研制，其最大的特点是采用了生物芯片3．量子计算机是指利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机，这种多现实态是量子力学的标志。

第十一页，共二十五页，2022年，8月28日最早的计算机模型第十二页，共二十五页，2022年，8月28日计算机体系结构和组织

计算机体系结构概念的实质是计算机系统中软硬件界面的确定，其界面之上的是软件的功能，界面之下的是硬件和固件的功能。“指令集结构”指令集（instructionset）软件硬件第十三页，共二十五页，2022年，8月28日计算机系统的组成系统软件应用软件计算级系统分为：硬件+软件硬件软件第十四页，共二十五页，2022年，8月28日计算机系统的组成输入设备：键盘、鼠标、扫描仪

输出设备：显示器、打印机

外

存：软、硬盘、光盘、闪存

网络设备：网卡、调制解调器等

计算机系统软件外部设备系统软件应用软件硬件运算器寄存器控制器主机内存CPU随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)高速缓冲存储器

操作系统：Windows、Unix、Linux语言处理程序：C、Pascal、VB等实用程序：诊断程序、排错程序等

办公软件包、数据库管理系统

第十五页，共二十五页，2022年，8月28日计算机系统的硬件组成冯.诺依曼思想：

二进制程序与数据一样存放在内存五大模块存储器数据流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器第十六页，共二十五页，2022年，8月28日处理器存放程序和数据处理器控制器运算器控制整个计算机所有部件的工作执行算术运算和逻辑运算存储器大容量存储器I/O设备I/O子系统第十七页，共二十五页，2022年，8月28日存储器存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合每个记忆单元由8位二进制位组成。可读写其中的数据。1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB字节BYTE76543210位Bit第十八页，共二十五页，2022年，8月28日存储器111011011100110110001101111011011110100111101101111011011110110111101101111011011110110111101101100011011100110110001101111011010000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111地址0001控制:写数据1000000010000000存储器的访问过程：向[0001]单元写数据第十九页，共二十五页，2022年，8月28日输入/输出设备常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。第二十页，共二十五页，2022年，8月28日计算机软件标准程序库语言处理程序操作系统服务性程序数据库管理程序网络软件应用软件第二十一页，共二十五页，2022年，8月28日计算机软件软件=程序+数据+文档软件分类系统软件操作系统 语言处理程序 实用程序应用软件办公软件包数据库管理系统浏览器实时控制软件诊断程序反病毒程序备份程序文件压缩程序卸载程序图形图像处理软件其它应用软件第二十二页，共二十五页，2022年，8月28日计算机层次结构应用程序级汇编语言处理级操作系统级一般机器级微程序设计级12345应用程序汇编/编译程序

操作系统机器指令硬件第二十三页，共二十五页，2022年，8月28日计算机的应用计算机的主要应用领域 计算机的应用类型1.工商：电子商务、CAD/CAM

2.教育：多媒体教育、远程教育

3.医药：CAT、MRI、远程医疗

4.政府：电子政府

5.娱乐：虚拟现实、电影特技

6.科研：数据采集、计算分析

7.家庭：家庭信息化

1.科学计算

2.数据处理

3.电子商务

4.过程控制

5.CAD/CAM/CIMS

6.多媒体技术

7.人工智能第二十四页，共二十五页，2022年，8月28日计算机的技术指标计算机