微型计算机系统概述(2)

合集下载

第1章 微型计算机系统概述

第1章  微型计算机系统概述

【学习目标】 了解微型计算机的发展。 了解微型计算机的特点。 认识微型计算机系统的组成。 了解微型计算机的主要性能指标。
1.1 微型计算机概况
世界上第一台电子计算机早在1946年就诞生了,然而微 型计算机在1971年才问世,它具有众多优点,其应用更 加广泛。微型计算机(见图1-1)具有体积小、重量轻、 耗电少、性价比最优、可靠性高、结构灵活等特点,其 应用深入到社会生活中的各个领域,并取得了飞速的发 展。计算机不仅能够完成数学运算,而且还可以进行逻 辑运算,同时还具有推理判断的能力。因此,人们又称 它为电脑。现在,科学家们正在研究具有思维能力的智 能计算机。随着科学技术的发展,人们对计算机的认识 也在不断地深入
操作系统方面
主流的操作系统有Linux、UNIX (System Ⅴ、UNIX BSD、SCO UNIX、 Solaris等)、Windows系列(现在主要有 Windows 98、Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows 2003、 Windows CE等)等。
图1-1 现代微型计算机
1.1.1 微型计算机的发展
现将有关计算机中央处理器(CPU)的一些基本概念介绍 如下: 中央处理器(CPU)是指把运算和控制功能集成在一起的 那块芯片,这块芯片俗称主机。 微型计算机系统是由中央处理器(CPU)配上一定容量的 存储器(或内存)、接口电路以及必要的外部设备组成。 单板机是指把CPU、一定数量的存储器芯片和I/O接口芯 片装在一块印刷电路板上,并在该板上配以具有一定功能的 输入、输出设备。 单片机是指把CPU、一定容量的存储器和必要的I/O接口 电路集成在一个硅片上。有的单片机还包括模数(A/D)和 数模(D/A)转换器。

1微型计算机系统概述

1微型计算机系统概述

• 第一阶段(1971~1973):
典型的微型机以Intel 4004和Intel 4040 为基础。微处理器和存储器采用PMOS工 艺,工作速度很慢。微处理器的字长4位, 时钟频率500KHz~2MHz,存储器的容量 很小,只有几百字节;指令系统不完整, 没有操作系统,只有汇编语言。主要用于 工业仪表、过程控制或计算器中。
倒退回70年代中期,那时PC还没有面世,那时猜测计算机会在每 张办公桌上出现简直是不可能的,即使在我们创办微软公司的时 候,也无法预料以后会发生什么样的变化。在21世纪,PC会向上 百万的人传输金融数据,人们利用它学习、工作、它的潜力无 穷。”
微型计算机
• 微机概念:以大规模、超大规模集成电路
为主要部件,以集成了计算机的主要部 件——控制器和运算器的微处理器为核心, 配以存储器、输入/输出接口电路及系统总 线所制造出的计算机系统。 • 划分阶段的标志:以字长(即数据位数) 和微处理器芯片。
1. 2.1 微型计算机的特点
• 1.体积小、重量轻、价格低廉 • 2.简单灵活、可靠性高、使用环境要
求不高 • 3.功耗低
1.2.2 微型机的应用范围
1、科学计算和科学研究
计算机主要应用于解决科学研究和工程技术中 所提出的数学问题(数值计算)。
2、数据处理 (信息处理) 主要是利用计算机的速度快和精度高的特点来 对数字信息进行加工。
3、PC机(Personal Computer ) :面向个人单独使用的一类微 机,实现各种计算、数据处理及信息管理等。
1.3 微型计算机的基本组成
微型计算机系统
微处理器
微型计算机
运算器
控制器
寄存器组 内存储器 总线
输入输出输出 接口电路

微型计算机系统

微型计算机系统

微型计算机系统数字电子计算机经历了电子管、晶体管、集成电路为主要部件的时代。

随着大规模集成电路的应用,计算机的功能越来越强大、体积却越来越微小,微型计算机(简称为微型机或微机)应运而生,并获得广泛应用。

本章以Intel 80x86微处理器和微机为实例,介绍微处理器的发展和微型计算机的组成结构。

1.1 微处理器发展在巨型机、大型机、小型机和微机等各类计算机中,微机(Microc- omputer)是性能、价格、体积较小的一类,常应用在科学计算、信息管理、自动控制、人工智能等领域。

工作学习中使用的个人微机,生产生活中运用的各种智能化电子设备都是典型的微机系统。

微机的运算和控制核心,即所谓的中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),被称为微处理器(Microprocessor)。

它是一块大规模集成电路芯片,代表着整个微机系统的性能。

所以,通常就将采用微处理器为核心构造的计算机称为微机。

1.1.1微处理器历史微处理器的性能经常用字长、时钟频率、集成度等基本的技术参数来反映。

字长(Word)表明微处理器每个时间单位可以处理的二进制数据位数,例如一次进行运算、传输的位数。

时钟频率表明微处理器的处理速度,反映了微处理器的基本时间单位。

集成度表明微处理器的生产工艺水平,通常用芯片上集成的晶体管数量来表达。

1.通用微处理器1971年,美国Intel(英特尔)公司为日本制造商设计了一个微处理器芯片。

该芯片成为世界上第一个微处理器4004。

它字长4位,集成了约2300个晶体管,时钟频率为108kHz(赫兹)。

以它为核心组成的MCS-4计算机也就是世界上第一台微型计算机。

4004随后被改进为4040。

1972年Intel公司研制出字长8位的微处理器芯片8008,其时钟频率为500kHz,集成度约3500个晶体管。

随后的几年当中,微处理器开始走向成熟,出现了以Motorola 公司M6800、Zilog公司Z80和Intel公司8080/8085为代表的中、高档8位微处理器。

第2章微型计算机系统基础知识资料

第2章微型计算机系统基础知识资料

键盘 鼠标 扫描仪 摄象机 数字化仪
键盘
鼠标
其他输入设备
输 入 设 备
扫描仪 摄象机
输出设备
输出设备
将计算机处理和计算后所得 的结果以一种人们便于识别 的形式记录、显示或打印出 来的设备
常输见出输设出备? 设备?
显示器 打印机 音箱
显示器
打印机
1.3 微型计算机的软件系统
软件是微机的灵魂。
存储容量 内存储器可以容纳的二进制信息量, 以KB、MB、GB为单位
存取周期 存储器两次连续、独立的操作之间所需 的最短时间,以ns为单位
外存储器
外存储器(辅助存储器) 用来长期保存数据、信息; 一般包括存储介质和驱动器。
外存储器有那些种类?
外存器种类
外存储器
软盘存储器 硬盘存储器 光盘存储器 U盘存储器
采用磁性介质进行光 存储的技术 可擦写
光盘存储器分类
光盘存储器
只读型光盘CD-ROM 一次写入型光盘CD-R 可重写刻录型光盘CD-RW
U盘存储器
U盘存储器 USB移动Flash盘,俗称优盘,e盘。
输入设备
输入设备 向计算机输入信息 的设备,是人与计 算机对话的重要工具
常输见入输设入备? 设备?
硬盘存储器
硬盘存储器构造
盘片
读/写磁头
数据线接口
电源接口
硬盘的存储容量
存存储储容容量量= ?
磁道
柱面
磁头数×柱面数×
扇区
每扇区字节数×扇
区数。
硬盘的主要性能指标
转速 目前硬盘主轴电机的转速为5400r/min 到7200r/min
硬盘的主要性能指标
平均访问时间 磁头从开始到达目标磁道的时间, 硬盘的平均寻道时间为8ms到 12ms。

微型计算机系统包括

微型计算机系统包括

微型计算机系统包括微型计算机系统是一个用于处理和存储信息的计算机系统。

它可以通过电子芯片等微型电子技术将信息进行高效的处理和存储,具有体积小、功耗低、成本低、性能高等诸多优点。

本文将从微型计算机系统的概述、硬件构成、操作系统、应用领域等多个方面进行详细介绍,为读者全面了解微型计算机系统提供参考。

一、微型计算机系统概述微型计算机系统(Microcomputer System),也称为个人计算机(Personal Computer,PC),是一种被广泛应用于各种场合的计算机系统,是通用计算机的一种形式。

微型计算机系统的发展历程,可以追溯到20世纪70年代末期,当时的出现了第一台个人电脑——Altair 8800,也标志着个人计算机的兴起。

时至今日,微型计算机系统已经广泛应用于家庭、企事业单位、政府机关、教育机构等各个领域,成为人们生产、生活中必不可少的工具。

二、微型计算机系统硬件构成微型计算机系统的硬件构成包括中央处理器、内存、存储器、输入输出设备四大部分。

1.中央处理器中央处理器(Central Processing Unit,CPU)是微型计算机系统的核心部件,负责处理计算机中的各种运算和控制指令。

CPU有两个核心,分别是运算器和控制器。

其中,运算器主要负责数学运算和逻辑运算等操作,而控制器则是指挥整个计算机活动的中心,以统一的节奏和次序进行各种操作。

目前市场上主流的CPU主要分为英特尔和AMD两大阵营。

英特尔的CPU平台包括主流的酷睿和至强两条产品线,以及面向移动设备的Atom系列。

AMD的CPU平台则包括桌面、笔记本和服务器三个系列,分别是锐龙、赛扬和霄龙系列。

2.内存内存(Random Access Memory,RAM)是CPU可以直接访问的存储介质,是计算机系统中各种数据的临时存储位置,也是计算机系统中最重要的存储设备之一。

内存根据其类型可以分为动态随机存储器(Dynamic RAM,DRAM)和静态随机存储器(Static RAM,SRAM)两种。

微型计算机的组成及应用

微型计算机的组成及应用
系统总线--是指主板上连接微型计算机中各大部件的 总线,包括数据总线、地址总线和控制总线, ;
外部总线--是微型计算机和外部设备之间的总线,是 一种外设接口标准。
2.5.1 总线基础知识
微型计算机采用开放体系结构,由多个模 块构成一个系统。一个模块往往就是一块电 路板。为方便总线与电路板的连接,在主板 上提供多个总线扩展槽与插座,任何插入扩 展槽的电路板(如显示卡、声卡)均可通过 总线与CPU连接,这为组合可选设备提供了 极大方便。
2. 微型计算机分类
按主机、I/0接口和系统总线组成部件所在位置划分为: ① 单片机:组成部件集成在一个超大规模芯片上,用于控制仪器仪表等。、 ② 单板机:各组成部件装配在一块电路板上,常用于实验控制。 ③ 多板机:各组成部件装配在多块电路板上,如台式微型计算机、便携式PC机。
2.1.2 微型计算机系统的配件
2.4 微型机系统存储器
内存是微机重要配置之一,内存容量及性能是影响微机性 能的重要因素。在Pentium Ⅲ系列微型计算机中,内存条以使 用168 Pin SDRAM(同步动态随机存取存储器 )型为主,目前在 Pentium 4系列微型计算机中,多数采用DDR内存条。
图2.3.1 微型计算机内存储器(条)
第2章 微型计算机的组成及应用
2.1 微型计算机概述 2.2 微型计算机主板介绍 2.3 微处理器 2.4 微型机系统存储器 2.5 微型计算机总线结构与接口 2.6 微型计算机常用外部设备 2.7 微型计算机常用软件
2.1 微型计算机概
2.1.1 微型计算机系统的层次及分类
1. 微型计算机系统的层次
⑵ 位宽:CPU通过外部数据总线与外部设备之间一次 能够传递数据的位数。
⑶ CPU主频:CPU内部的时钟频率,是CPU进行运算时 的工作频率。通常,主频越高,一个时钟周期内完成 的指令数也越多,CPU的运算速度就越快。

第二章 微型计算机系统

第二章 微型计算机系统

16
外存:永久性存储器 外存:永久性存储器
存储器与存储系统
Copyright© 2008 renxin All rights reserved
存储器是一种具有保存和存取信息(程序、数据) 存储器是一种具有保存和存取信息(程序、数据) 是一种具有保存和存取信息 的设备/器件,是计算机系统不可或缺的资源。 的设备/器件,是计算机系统不可或缺的资源。 现代微型计算机的存储系统结构: 现代微型计算机的存储系统结构: 高速缓存--主存 外存 主存-高速缓存--主存--外存 为什么采用这种结构? 为什么采用这种结构? 指令执行速度依赖于内存读写速度 高速CPU需配置高速内存 高速CPU需配置高速内存 大软件需配置大容量内存 高速度 大容量 17
13
Copyright© 2008 renxin All rights reserved
问:内存与外存是一回事吗?
• 能被计算机系统总线直接相连控制的存储器称为内存; 能被计算机系统总线直接相连控制的存储器称为内存; • 通过I/O接口才能被 接口才能被CPU控制的存储器称为外存。 控制的存储器称为外存。 通过 接口才能被 控制的存储器称为外存
第2章 微型计算机系统
硬件和软件系统
Copyright© 2008 renxin All rights reserved
软件 程序及其配套的 数据、文档等
软件
计算机 系统
硬件 “看得见、摸得着 ”的物理载体
硬件
2
Copyright© 2008 renxin All rights reserved
7
Copyright© 2008 renxin All rights reserved
问:主机包含哪些部件? CPU又是什么意思? 又是什么意思? 主机包含哪些部件? CPU又是什么意思 答:

第一章微型计算机系统概述

第一章微型计算机系统概述
2. 字长
计算机一次能处理的二进制数字的位数。取决于微处理 器的内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度
3. 微处理器的集成度
微处理器芯片上集成的晶体管的密度。 Pentium 310万管/片
4. 内存容量
是CPU可以直接访问的存储器,内存大小反映了计 算机即时存储信息的能力;
以上只是一些主要性能指标,还须综合考虑其他因素。
一、 二,八,十,十六进制数
十进制数的两个主要特点:
1. 有十个不同的数字符号:0, 1, 2, … 9。 2. 遵循“逢十进一”原则。
一般地,任意一个十进制数N都可以表示为:
N=Kn-1×10n-1+Kn-2 ×10n-2+······+K1×101+K0×100
+
m
K-1×10-1+K-2×10-2+······+K-m×10-m = Ki 10 i
i n 1
*基数:数制所使用的数码的个数
*权:数制中每一位所具有的位值.
整数部分 小数部分
式中,10称为十进制数的基数,i表示数的某一位,10i 称该位 的权,Ki 表示第I位的数码。 Ki 的范围为0~9中的任意一个数
设基数用R表示,则对于二进制,R=2, Ki为0或1, 逢二进一。
m
N= Ki 2i i n1
4. 按体积大小分:
(1) 台式机(又称桌上型) (2) 便携式(又称可移动微机、笔记本型、
膝上型、口袋型、掌上型和钢笔型)
四、微型计算机的主要性能指标
1. 运算速度
通常所说的计算机运算速度(平均运算速度),是指每秒 钟所能执行的指令条数,一般用“百万条指令/秒”(MIPS) 来描述。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
可编辑版 13
计算机已发展了四代
第一代:电子管计算机时代 第二代:晶体管计算机时代 第三代:集成电路计算机时代 第四代:大规模集成电路计算机时代
20世纪60年代,诺伊斯和基尔比分别发明了集成电路。 1968年,诺伊斯和摩尔、格鲁夫成立了英特尔公司,开始了 IT业的一段传奇。 1964年,IBM360标志着第三代电脑正式登上了历史舞台。
可编辑版 14
计算机已发展了四代
第一代:电子管计算机时代 第二代:晶体管计算机时代 第三代:集成电路计算机时代 第四代:大规模集成电路计算机时代
1972 年以后的计算机习惯上被称为第四代计算机。基 于大规模集成电路及后来的超大规模集成电路。这一 时期的计算机功能更强,体积更小。 1972年,Intel公司推出8008微处理器,八位机。 1978年,十六位机8086是现代个人电脑微处理器的最 初架运算/秒。
可编辑版 12
计算机已发展了四代
第一代:电子管计算机时代 第二代:晶体管计算机时代 第三代:集成电路计算机时代 19第47年四美代国:贝大尔规实模验室集的成肖电克路莱计、算巴丁机和时布代莱顿发明了晶体
管,开辟了电子时代新纪元。 1954年,美国贝尔实验室研制成功第一台使用晶体管线路的 计算机,取名TRADIC,装有800个晶体管。 1958年,美国的IBM公司制成了第一台全部使用晶体管的计算 机RCA501型。
可编辑版 15
计算机走向新时代
计算机的发展方向
第五代:非“冯诺依曼”计算机时代 第六代:神经计算机时代
可编辑版 4
国际TOP500组织2011年6月20日 在网站上公布了最新全球超级计 算机250010强年排10行月榜28,日日消本息超,级中计国高性能计算机 算机T“O2P0京1008”0年组以,织每美今秒国天8已1发6研2布万制数亿出据次新,的一“代天全河一号” 实测超运球级算最计速快算度计机跻算二身机期榜,工首最程,大系中运统国算峰的速值度性每能达到每 “天秒河秒4一7100号00万0”万亿排亿次名次,降,其至比运第此算二前速,全度但球与最能快效达到国 中国际进计领入算先榜机水单、平的I,超B此级M举计研将算制为机的我总“国数蓝科色学基研究和经 在全济球因发仅/展次L注于”入美快强国1大倍。动多力。。,一“个走形鹃象”的比喻:
可编辑版 9
可编辑版 10
计算机发展年代划分依据
计算机发展的年代划分依据其硬件特征和软件特征: 硬件特征指电子计算机采用的物理器件 软件特征指计算机使用的软件环境
可编辑版 11
计算机已发展了四代 第一代:电子管计算机时代 第二代:晶体管计算机时代 190第4年三,代英:国集物成理学电家路弗计莱算明机发时明了代人类第一只电子管,标 志19着4第6世年四界,代从第:此一大进台入规真了正模电意集子义成时上电代的路。数计字电算子机计时算代机ENIAC诞生 ,
如一果天说的用计47算00量万相次当的于“地天球河上一6号0亿”来计算 一人天每时周间7,天这、一每天天时24间小所时产不生吃的不计喝算量,
2012年世界第用一用一,计个算I双B器核M红算的4杉台6年式超。P级C机计来算算机的话,,美要国算加62利0 福尼亚 州,160万颗C年P。U ,16.32千万亿次/秒 。 我国的天河-1A 和星云,2012年进入世界前十。
计算机的分类: 巨型机、大型机、小型机、工作站和微型机
规模小、结构简单、设计试制周期短,软件开发成本 低,易于操作维护。广泛应用于工业自动控制、大型分析 仪器、测量设备、企业管理、大学和科研机构等,也可以 作为大型与巨型计算机系统的辅助计算机。小型机主要采 用的是基于RISC技术的CPU和类UNIX操作系统。
可编辑版 7
按性能、价格、体积的不同分类
计算机的分类: 巨型机、大型机、小型机、工作站和微型机
工作站是一种高档的微型计算机,是一种以个人计算机 和分布式网络计算为基础,主要面向专业应用领域,具 备强大的数据运算与图形、图像处理能力,为满足工程 设计、动画制作、软件开发、模拟仿真等专业领域。如 电影动画特技制作和制造业机械CAD就广泛使用了图形工 作站。
可编辑版 2
1946:ENIAC永载史册
可编辑版 3
按性能、价格、体积的不同分类
计算机的分类:
1989年由IEEE巨型机委员会提出 的运算速度分类法
巨型机、大型机、小型机、工作站和微型机
巨型机是国家科技发展水平和综合国力的重要标志 。 通常有极高的速度、极大的容量。
核物理研究、核武器设计、航空航天器设计、国民经济 预测和决策、能源开发、中长期天气预报、卫星图像处理 等。
可编辑版 8
按性能、价格、体积的不同分类
计算机的分类: 巨型机、大型机、小型机、工作站和微型机
微型机标志着一个国家的计算机普及程度。 伴随着超大规模集成电路的应用,小型计算机微型化。 微型机又分通用机(又称PC机或个人计算机)和专用机 微型机已经应用于办公自动化、数据库管理、网络应用、 多媒体技术、工业控制、家用电器等领域。 美国的IBM和苹果公司为PC机的普及起到了重要作用,现 在PC机开始成为普通家庭的一种常规电器。
可编辑版 5
按性能、价格、体积的不同分类
计算机的分类: 巨型机、大型机、小型机、工作站和微型机
具有极强的综合处理能力,一般用于大型事务处理系 统,采用主机+终端的方式,可同时支持上万个用户,可 支持几十个大型数据库。主要应用在政府、银行、大公 司、大企业等。
可编辑版 6
按性能、价格、体积的不同分类
计算机诞生
计算机诞生背景:第二次世界大战 计算机诞生时间:1946年2月15日
第一台计算机的名字:ENIAC
Electronic Numerical Integrator And Computer(电子数字积分计算机)
可编辑版 1
ENIAC描述
18000多个电子管 1500个继电器 10000只电容和7000个电阻 重量30吨 占地面积170平方米 耗电150千瓦 运算速度每秒5万次 当时价值48万美元
相关文档
最新文档