微型计算机的基础知识
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第一章微型计算机基础
（2）反码表示法
数的最高位表示数的符号，数值部分对于正数 同真值，对于负数是真值各位取反，这种表示法 就叫反码表示法。
1．对于正数： 符号位用0表示，数字位同真值 2．对于负数： 符号位用1表示，数字位为真值 按位取反。
例 x＝+91＝+10l1011B [x]反=01011011B 例 y＝-91＝-1011011B [y]反=10100100B “0”的表示：[+0]反=00000000B [-0]反 =11111111B 对于8位机，反码可表示的数的范围：-127～ +127。
0⊕1＝1 读作0“异或”1等于1
1⊕0＝1 读作1“异或”0等于1
1⊕1＝0 读作1“异或”1等于0
例：
10101111
⊕11000010
01101101
1.2.2计算机中带符号数的表示方法
几个概念: 无符号数 机器数
带符号数 真值
机器数的三种表示方法: 原码表示法 反码表示法 补码表示法
（1）原码表示法
将传统计算机的运算器和控制器集成在一块大 规模集成电路芯片上作为中央处理部件，简称为微 处理器(CPU),微型计算机是以微处理器为核心，再 配上存储器、接口电路等芯片构成的。
微处理器按照其功能可以分为两大部分：总线接口单元 （BIU）和执行单元（EU）。 按照计算机CPU、字长和功能划分，经历了5代的演变: ➢ 第一代（1971年～1973年）：4位和8位低档微处理器 ➢ 第二代（1974年～1978年）：8位中高档微处理器 ➢ 第三代（1978年～1980年）：16位微处理器 ➢ 第四代（1981年～1992年）：32位微处理器 ➢ 第五代（1993年以后）：全新高性能奔腾系列微处理
微型计算机系统基础知识
微型计算机系统基础知识1，微型计算机采用的是冯•诺依曼体系结构，其硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和______五部分组成。
键盘、鼠标器，显示器、打印机，输出设备，系统总线答案（3）2，在微型计算机中，其核心部件中央处理器CPU，被称之为______。
关键部件，主要部件，必备部件，微处理器MPU(Micro Processing Unit) 答案（4）3，微处理器把运算器和______集成在一块很小的硅片上，是一个独立的部件。
控制器，内存储器，输入设备，输出设备答案（1）4，微型计算机的基本构成有两个特点：一是采用微处理器，二是采用______。
键盘和鼠标器作为输入设备，显示器和打印机作为输出设备，ROM和RAM作为主存储器，总线系统答案（4）5，根据微型计算机硬件构成的特点，可以将其硬件系统具体化为由微处理器、内存储器、接口电路、I/O设备和______组成。
键盘、鼠标器，显示器、打印机，外围设备，总线系统答案（4）6，在微型计算机系统组成中，我们把微处理器CPU、只读存储器ROM和随机存储器RAM三部分统称为______。
硬件系统，硬件核心模块，微机系统，主机答案（4）7，微型计算机使用的主要逻辑部件是______。
电子管，晶体管，固体组件，大规模和超大规模集成电路答案（4）8，在微型计算机中，通常把输入/输出设备，统称为______。
CPU，存储器，操作系统，外部设备答案（4）9，下面是关于微型计算机总线的描述，正确的有______。
总线系统由系统总线、地址总线、数据总线和控制总线组成，总线系统由接口总线、地址总线、数据总线和控制总线组成，系统总线由地址总线、数据总线和控制总线组成，地址总线、数据总线和控制总线的英文缩写分别为DB、AB，CB 答案（3）10，微型计算机的系统总线是CPU与其它部件之间传送______信息的公共通道。
输入、输出、运算，输入、输出、控制，程序、数据、运算，数据、地址、控制答案（4）11，CPU与其它部件之间传送数据是通过______实现的。
第二章微型计算机基础知识
第二章 微型计算机基础知识
教学目标：
1.了解基本的逻辑电路和逻辑代数。 2. 掌握微机中基本部件的符号及性能。 3.掌握总线的基本概念、作用及使用。 4.掌握控制字的概念及用法。 5. 掌握依照控制字读写存储器的过程。 6.掌握微机系统的组成与分类 7.掌握微机的外部结构和基本工作原理
教学重点： 1. 掌握微机中基本部件的符号及性能。 2.掌握总线的基本概念、作用及使用。 3.掌握控制字的概念及用法。 4. 掌握依照控制字读写存储器的过程。 5.掌握微机的外部结构和基本工作原理 教学难点： 1.总线的基本概念、作用及使用 2.掌握控制字的概念及用法。 3.掌握依照控制字读写存储器的过程。
1.功能强 2.可靠性强 3.价格低 4.适应性强
5.周期短、见效快
6.体积小、重量轻、耗电省
7.维护方便
四、微型计算机的性能指标 衡量一台微机性能的优劣，主要由它的 系统结构、硬件组成、系统总线、外部设 备以及软件配置等因素来决定。具体体现 在以下几个主要技术指标上。 1.字长 微机的字长是指微处理器内部一次可以 并行处理二进制代码的位数。它与微处理 器内部寄存器以及CPU内部数据总线宽度 一致，字长越长，所表示的数据精度就越 高。
（2）第二个控制字是： CpEpLmEr =0001 即Er=1，令ROM放出数据。 也就是说，当Er为高电平，R0中的8位 数据就被送到W总线上去。这样的动作 不需等待 时钟脉冲的同步讯号。 （3）第三个控制字是： CpEpLmEr=1000 即Cp=1，这是命令PC加1,所以PC=0001 这是在取数周期完了时，要求PC进一步 ，以便为下一条指令准备条件。
六、存储器的符号
1.只读存储器(ROM) 只存储固定程序的存储器,一旦写入 后,一般不能改变。即不能再写入新的 字节，而只能从中“读”出其所存储的内 容。 (1)通用的写法是m×nROM
教学目标：
1.了解基本的逻辑电路和逻辑代数。 2. 掌握微机中基本部件的符号及性能。 3.掌握总线的基本概念、作用及使用。 4.掌握控制字的概念及用法。 5. 掌握依照控制字读写存储器的过程。 6.掌握微机系统的组成与分类 7.掌握微机的外部结构和基本工作原理
教学重点： 1. 掌握微机中基本部件的符号及性能。 2.掌握总线的基本概念、作用及使用。 3.掌握控制字的概念及用法。 4. 掌握依照控制字读写存储器的过程。 5.掌握微机的外部结构和基本工作原理 教学难点： 1.总线的基本概念、作用及使用 2.掌握控制字的概念及用法。 3.掌握依照控制字读写存储器的过程。
1.功能强 2.可靠性强 3.价格低 4.适应性强
5.周期短、见效快
6.体积小、重量轻、耗电省
7.维护方便
四、微型计算机的性能指标 衡量一台微机性能的优劣，主要由它的 系统结构、硬件组成、系统总线、外部设 备以及软件配置等因素来决定。具体体现 在以下几个主要技术指标上。 1.字长 微机的字长是指微处理器内部一次可以 并行处理二进制代码的位数。它与微处理 器内部寄存器以及CPU内部数据总线宽度 一致，字长越长，所表示的数据精度就越 高。
（2）第二个控制字是： CpEpLmEr =0001 即Er=1，令ROM放出数据。 也就是说，当Er为高电平，R0中的8位 数据就被送到W总线上去。这样的动作 不需等待 时钟脉冲的同步讯号。 （3）第三个控制字是： CpEpLmEr=1000 即Cp=1，这是命令PC加1,所以PC=0001 这是在取数周期完了时，要求PC进一步 ，以便为下一条指令准备条件。
六、存储器的符号
1.只读存储器(ROM) 只存储固定程序的存储器,一旦写入 后,一般不能改变。即不能再写入新的 字节，而只能从中“读”出其所存储的内 容。 (1)通用的写法是m×nROM
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。
第一章 微型计算机基础知识
第一章微型计算机基础知识第一章微型计算机基础知识第一章微机基础知识1.1计算机中的数和编码1.1.1计算机中的数制计算机最初是作为一种计算工具出现的，所以它最基本的功能是处理和处理对数。
数字由机器中设备的物理状态表示。
具有两种不同稳定状态和相互转换的设备可用于表示1位二进制数。
二进制数具有操作简单、物理实现方便、节省设备等优点。
因此，目前，几乎所有的二进制数都用计算机来表示。
然而，二进制数太长，无法写入，不容易阅读和记忆；此外，目前大多数微机是8位、16位或32位，是4的整数倍，4位二进制数是1位十六进制数；因此，在微型计算机中，二进制数被缩写为十六进制数。
十六进制数使用16个数字，例如0~9和a~F来表示十进制数0~15。
8位二进制数由2位十六进制数表示，16位二进制数由4位十六进制数表示。
这便于书写、阅读和记忆。
然而，十进制数是最常见和最常用的。
因此，我们应该熟练掌握十进制数、二进制数和十六进制数之间的转换。
表1-1列出了它们之间的关系。
表1-1十进制数、二进制数及十六进制数对照表十进制二进制十六进制012345678910111213141500000001001000110100010101100111100010011010101111001101 111011110123456789abcdef为了区别十进制数、二进制数及十六进制数3种数制，可在数的右下角注明数制，或者在数的后面加一字母。
如b(binary)表示二进制数制；d(decimal)或不带字母表示十进制数制；h(hexadecimal)表示十六进制数制。
1.二进制数和十六进制数之间的转换根据表1-1所示的对应关系即可实现它们之间的转换。
二进制整数被转换成十六进制数。
方法是将二进制数从右（最低位）到左分组：每4位为一组。
如果最后一组少于4位，则在其左侧加0以形成一个4位组。
每组由一位十六进制数表示。
例如：1111111000111b→1111111000111b→0001111111000111b=1fc7h要将十六进制数转换为二进制数，只需使用4位二进制数而不是1位十六进制数。
微型计算机基础知识
1.软件系统的层次结构：
系统软件： 为解决用户使用计算机而编写的程序。
软件
例如： 操作系统、编译程序、汇编程序、 监控程序、诊断程序。
应用软件： 为解决特定问题而编制的程序 例如： 程序包、数据库、窗口软件。
2.三类编程语言：
机器语言
汇编语言
高级语言Βιβλιοθήκη 最贴近机器硬件的二 进制代码
使用助记符代替二进 制代码
将按权展开式按照十进制规律相加，即得对应十进制数。
(1011.11)2 = 1×23 + 0×22 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1 + 1×2-2 = 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5 + 0.25 = 11.75
(1011.11)2 = (11.75)10
微型计算机系统知识
3. 八进制数
发展 阶段
小型机阶段 微型机阶段
对大型机的第一次“缩小化”。
代表机型： 苹果公司的APPLE-2,IBM公司
对大型机的第二次的“的I缩BM小-P化C。”
客户机/服务器阶段 互联网阶段
处应理用于能航力空强，的铁计路算联机机订提票供系磁统盘。服 务和文件服务，处理能力强的扮演服 务器，处理能力弱的充当客户机。
人们使用最多的编程语言，较为流 行的有各类C、BASIC等。
微型计算机系统知识
1.2 微型计算机数制及其转换
1.2.1 微型计算机常用数制的特点
1. 十进制数
（1）它的数码K共有十个，为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。数码的 个数称为基数，十进制数的基数是10。
（2）在一个数中，每一位有各自的权 （3）遵从“逢十进一”的原则。 任何一个十进制都可以写成以10为底的幂之和的形式。
系统软件： 为解决用户使用计算机而编写的程序。
软件
例如： 操作系统、编译程序、汇编程序、 监控程序、诊断程序。
应用软件： 为解决特定问题而编制的程序 例如： 程序包、数据库、窗口软件。
2.三类编程语言：
机器语言
汇编语言
高级语言Βιβλιοθήκη 最贴近机器硬件的二 进制代码
使用助记符代替二进 制代码
将按权展开式按照十进制规律相加，即得对应十进制数。
(1011.11)2 = 1×23 + 0×22 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1 + 1×2-2 = 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5 + 0.25 = 11.75
(1011.11)2 = (11.75)10
微型计算机系统知识
3. 八进制数
发展 阶段
小型机阶段 微型机阶段
对大型机的第一次“缩小化”。
代表机型： 苹果公司的APPLE-2,IBM公司
对大型机的第二次的“的I缩BM小-P化C。”
客户机/服务器阶段 互联网阶段
处应理用于能航力空强，的铁计路算联机机订提票供系磁统盘。服 务和文件服务，处理能力强的扮演服 务器，处理能力弱的充当客户机。
人们使用最多的编程语言，较为流 行的有各类C、BASIC等。
微型计算机系统知识
1.2 微型计算机数制及其转换
1.2.1 微型计算机常用数制的特点
1. 十进制数
（1）它的数码K共有十个，为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。数码的 个数称为基数，十进制数的基数是10。
（2）在一个数中，每一位有各自的权 （3）遵从“逢十进一”的原则。 任何一个十进制都可以写成以10为底的幂之和的形式。
第一讲 微型计算机基础知识
微型计算机系统
微处理器
微型计算机
区别
运算器
控制器
寄存器组 内存储器 输入输出 接口电路 外部设备 总线 软件
通常我们所说的微型计算机是指主板上哪些看得见摸得着的 物理实体：微处理器、内存储器、I/O接口电路以及连接这些 部件的系统总线。 主板简介：
主板中的各种接口：
2、软件：无物理形态的各种程序的集合。 监控程序（Monitor） 操作系统（Operating System） 系统软件 编辑程序：EDIT，EDLINE，WS
计算机层次结构示意图
1.1.3 微型计算机的典型结构及工作原理 1、微机硬件系统的连接 存储器 存储器 数据总线DB
总线
CPU 内总线 接口电路 外总线 时钟 外围设备 外围设备 接口电路 并行口 串行口
地址总线AB
控制总线CB
地址总线的宽度反映了CPU的寻址空间的范围。 数据总线的宽度反映了CPU处理数据的能力。 控制总线产生数据传送控制信号。如：读/写信号,访问请求信号。
例：X =+67=+1000011B [X ] =01000011B 1 1 原 X1= - 67=-100001lB [X1]原=11000011B 性质： 0的表示不唯一。 (-0)原=10000000B= (+0)原=00000000B 。 与真值转换方便。 运算时符号位要单独处理。 数值范围： +（2n –1-1）≤[X]原≤-（2n-1-1） 。 如n = 8，原码范围01111111～11111111，数值范围为+127～-127 2.反码： 正数的反码就是它的原码，负数的反码就是它的原码 除符号位外各位取反。 [X］反= 或： [X］反= 0 Xn-2Xn-3Xn-4…X1 X0 (X≥0) 1 Xn-2Xn-3Xn-4…X1 X0 (X≤0)
微处理器
微型计算机
区别
运算器
控制器
寄存器组 内存储器 输入输出 接口电路 外部设备 总线 软件
通常我们所说的微型计算机是指主板上哪些看得见摸得着的 物理实体：微处理器、内存储器、I/O接口电路以及连接这些 部件的系统总线。 主板简介：
主板中的各种接口：
2、软件：无物理形态的各种程序的集合。 监控程序（Monitor） 操作系统（Operating System） 系统软件 编辑程序：EDIT，EDLINE，WS
计算机层次结构示意图
1.1.3 微型计算机的典型结构及工作原理 1、微机硬件系统的连接 存储器 存储器 数据总线DB
总线
CPU 内总线 接口电路 外总线 时钟 外围设备 外围设备 接口电路 并行口 串行口
地址总线AB
控制总线CB
地址总线的宽度反映了CPU的寻址空间的范围。 数据总线的宽度反映了CPU处理数据的能力。 控制总线产生数据传送控制信号。如：读/写信号,访问请求信号。
例：X =+67=+1000011B [X ] =01000011B 1 1 原 X1= - 67=-100001lB [X1]原=11000011B 性质： 0的表示不唯一。 (-0)原=10000000B= (+0)原=00000000B 。 与真值转换方便。 运算时符号位要单独处理。 数值范围： +（2n –1-1）≤[X]原≤-（2n-1-1） 。 如n = 8，原码范围01111111～11111111，数值范围为+127～-127 2.反码： 正数的反码就是它的原码，负数的反码就是它的原码 除符号位外各位取反。 [X］反= 或： [X］反= 0 Xn-2Xn-3Xn-4…X1 X0 (X≥0) 1 Xn-2Xn-3Xn-4…X1 X0 (X≤0)
第1章 微型计算机的基础知识
Intel公司于1978年推出了16位的8086微处 Intel公司于1978年推出了16位的8086微处 公司于1978年推出了16位的8086 理器，它属于第三代微处理器，1979年 理器，它属于第三代微处理器，1979年，Intel 公司推出的8088CPU 1981年 8088CPU， 8088微处理器 公司推出的8088CPU，1981年，以8088微处理器 为核心首次组成了IBM IP微型计算机 微型计算机， 为核心首次组成了IBM IP微型计算机，开创了微 型计算机的新时代。 型计算机的新时代。
在微型计算机中，既可以实现定点运算，又 在微型计算机中，既可以实现定点运算， 有浮点运算部件实现浮点运算。 有浮点运算部件实现浮点运算。
1. 定点数的表示法
在计算机中， 在计算机中，约定二进制数据的小数点位置固定在某 一位，原理上讲，小数点的位置固定在哪一位都行，但是， 一位，原理上讲，小数点的位置固定在哪一位都行，但是， 通常有两种定点格式， 通常有两种定点格式，一是将小数点固定在数的最左边 即纯小数），二是固定在数的最右边（即纯整数）， ），二是固定在数的最右边 ），前 （即纯小数），二是固定在数的最右边（即纯整数），前 者通常用作浮点数的尾数，后者通常被用在定点运算中。 者通常用作浮点数的尾数，后者通常被用在定点运算中。
7.Intel 64结构 7.Intel 64结构
AMD公司于2003年率先推出了支持64位、兼容 AMD公司于2003年率先推出了支持64位 公司于2003年率先推出了支持64 80X86指令集结构的64位处理器 2004年 Intel公 指令集结构的64 80X86指令集结构的64位处理器 2004年，Intel公 司基于AMD公司64位处理器推出的压力下， AMD公司64位处理器推出的压力下 司基于AMD公司64位处理器推出的压力下，于是推 出了扩展存储器64位技术（ 64位技术 出了扩展存储器64位技术（Extened Memory 64 Technology，EM64T），EM64T技术是IA-32结构的 ），EM64T技术是IA Technology，EM64T），EM64T技术是IA-32结构的 64位扩展，由于EM64T技术的出现与应用，IA-32 64位扩展，由于EM64T技术的出现与应用，IA位扩展 EM64T技术的出现与应用 指令系统也就扩展成为64 64位 称其为Intel 64结 指令系统也就扩展成为64位，称其为Intel 64结 构。
在微型计算机中，既可以实现定点运算，又 在微型计算机中，既可以实现定点运算， 有浮点运算部件实现浮点运算。 有浮点运算部件实现浮点运算。
1. 定点数的表示法
在计算机中， 在计算机中，约定二进制数据的小数点位置固定在某 一位，原理上讲，小数点的位置固定在哪一位都行，但是， 一位，原理上讲，小数点的位置固定在哪一位都行，但是， 通常有两种定点格式， 通常有两种定点格式，一是将小数点固定在数的最左边 即纯小数），二是固定在数的最右边（即纯整数）， ），二是固定在数的最右边 ），前 （即纯小数），二是固定在数的最右边（即纯整数），前 者通常用作浮点数的尾数，后者通常被用在定点运算中。 者通常用作浮点数的尾数，后者通常被用在定点运算中。
7.Intel 64结构 7.Intel 64结构
AMD公司于2003年率先推出了支持64位、兼容 AMD公司于2003年率先推出了支持64位 公司于2003年率先推出了支持64 80X86指令集结构的64位处理器 2004年 Intel公 指令集结构的64 80X86指令集结构的64位处理器 2004年，Intel公 司基于AMD公司64位处理器推出的压力下， AMD公司64位处理器推出的压力下 司基于AMD公司64位处理器推出的压力下，于是推 出了扩展存储器64位技术（ 64位技术 出了扩展存储器64位技术（Extened Memory 64 Technology，EM64T），EM64T技术是IA-32结构的 ），EM64T技术是IA Technology，EM64T），EM64T技术是IA-32结构的 64位扩展，由于EM64T技术的出现与应用，IA-32 64位扩展，由于EM64T技术的出现与应用，IA位扩展 EM64T技术的出现与应用 指令系统也就扩展成为64 64位 称其为Intel 64结 指令系统也就扩展成为64位，称其为Intel 64结 构。
微型计算机的基础知识
分。 2.存储容量 是指存储器所能记忆信息的总量。 常用字节（Byte)表示。
编辑ppt
7
1.1 微型计算机系统概述
（1）位（bit） 二进制数的一位，简写b
（2）字节（Byte） 8位二进制数组成一个字节，简写B
（3)还有千字节（KB)，兆字节（MB），千兆字节（GB）等。
换算关系如下：
1B=8b 1GB=1024MB
例如：X86指令集、MMX（多媒体扩展指令集）、SSE(数 据流单指令扩展指令集）、SSE2、SSE3、SEE4(SSE4.1和 SSE4.2)等。
3、程序：
设计者为解决某一问题而设计的一系列指令集合。
计算机程序可分为：
机器语言程序、汇编语言编程辑p序pt 和高级语言程序。
21
1.3 微型计算机基本工作原理
1.2 计算机硬件基本结构
3、存储器：
存储器分为内存储器(主存）和外存储器（辅存）。内存储器简称内 存或主存，它的存储容量一般较小，与CPU直接相连，存取速度快，主要 用于暂时存放当前执行的程序和相关数据；外存储器称为外存或辅存， 作为内存的辅助存储器，它的存储容量大，但存取速度远比内存慢，主 要用于存放需长期保存的程序和数据。
取指令——分析指令——执行指令
编辑ppt
23
1.3 微型计算机基本工作原理
6、计算机系统
主机 硬件
中央处理器 内存储器 外存储器
运算器 控制器
外设
输入设备
微型计算机系统
系统软件
输出设备
操作系统 服务软件 编译或解释系统
软件
信息管理软件
辅助设计软件
应用软件
文字处理软件
图形软件
各种程序包
如图：一个编完辑整pp的t 计算机系统
编辑ppt
7
1.1 微型计算机系统概述
（1）位（bit） 二进制数的一位，简写b
（2）字节（Byte） 8位二进制数组成一个字节，简写B
（3)还有千字节（KB)，兆字节（MB），千兆字节（GB）等。
换算关系如下：
1B=8b 1GB=1024MB
例如：X86指令集、MMX（多媒体扩展指令集）、SSE(数 据流单指令扩展指令集）、SSE2、SSE3、SEE4(SSE4.1和 SSE4.2)等。
3、程序：
设计者为解决某一问题而设计的一系列指令集合。
计算机程序可分为：
机器语言程序、汇编语言编程辑p序pt 和高级语言程序。
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1.3 微型计算机基本工作原理
1.2 计算机硬件基本结构
3、存储器：
存储器分为内存储器(主存）和外存储器（辅存）。内存储器简称内 存或主存，它的存储容量一般较小，与CPU直接相连，存取速度快，主要 用于暂时存放当前执行的程序和相关数据；外存储器称为外存或辅存， 作为内存的辅助存储器，它的存储容量大，但存取速度远比内存慢，主 要用于存放需长期保存的程序和数据。
取指令——分析指令——执行指令
编辑ppt
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1.3 微型计算机基本工作原理
6、计算机系统
主机 硬件
中央处理器 内存储器 外存储器
运算器 控制器
外设
输入设备
微型计算机系统
系统软件
输出设备
操作系统 服务软件 编译或解释系统
软件
信息管理软件
辅助设计软件
应用软件
文字处理软件
图形软件
各种程序包
如图：一个编完辑整pp的t 计算机系统
微型计算机硬件基础知识
微型计算机硬件系统
微处理器(CPU) 内存储器 总线 输入/输出接口 外存储器(硬盘、光盘、U盘等) 外部 设备 输入设备(键盘、鼠标、扫描仪、数码相机等 输出设备(显示器、打印机、绘图仪等) 其他(网卡、声卡、调制解调器、视频卡等)
主机
硬件 系统
计算机外观结构
主机前面板和主机箱后部
微处理器（CPU）
作业
上网查阅或进行市场调查，写一篇有
关微机硬件行情的论文。
控制总线(CB) 用来传送控制信号，以协调各部件的操作。
微型计算机的总线结构图
数据总线
地址总线 控制总线 输入接口 微处理 器 CPU 主存储器 RAM ROM 输出接口
输入设备
输出设备
总线工作示意图
主板
又称系统主板，用于连接计算机的多个部件。
CPU的插座及插槽 内存插槽 总线扩展槽 各种接口 BIOS芯片 CMOS芯片 DIP开关
移动存储设备
优盘
是一种可读写的半导体存储 器(闪速存储器)
性能指标：可擦写次数100万次以
上，可保存10年，存取速度比软
盘快15倍，容量在
1GB、2GB、4GB、8GB、
16GB、32GB、64GB
USB硬盘
是一种即插即用型移动式硬盘(抗 震性强)。
性能指标：容量10GB~2TB。
使用方法与优盘类似。
键盘中的每个按键通过电路与计算机内部的扫描码
一一对应，再由扫描码转换成ASCII码。
Print Screen
Print Screen：将桌面图片复制到系统剪切板 Alt+ Print Screen：将当前窗口图片复制到系统剪切板
鼠标
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（2）运算速度
运算速度是以每秒钟能执行多少条指令来表 示的，用来衡量计算机运算的快慢程度。
以MIPS（Million Instruction Per Second，每秒 百万条指令）为单位。
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（3）存储容量
存储容量是衡量计算机系统中存储能力的一个 指标，包括内存容量和外存容量。 ①内存容量以字节为单位，分装机容量和最大容量。
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计算机的发展
1946年美国宾夕法尼亚大学 世界上第一台电子数字计算机 ENIAC (艾尼阿克)
Electronic Numerical Integrator and Calculater
电子数字积分与计算器
电子管18,800 继电器1,500 耗电150千瓦 重30吨
占地150m2 字长12位 5千次/秒加法 4百次/秒 乘法
事实上，目前PC机的实际装机容量一般为256M或 512M。
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（4）主频
主频指计算机工作时CPU的时钟频率(Clock Rate)，单位为MHz，是计算机工作的时间基准，用 于协调整机的操作。
8086/8088的时钟频率为3～10MHz。 主频的高低在很大程度上决定了计算机的运算 速度。
与接口技术
—— 清华大学出版社（原版影印教材
）
• 《微机原理与接口技术》，冯博琴主编，清华大学出版社
• 《硬件技术基础》，冯博琴主编，邮电出版社
• 《微机原理及应用》，李伯成等编，西安电子科技大学出 版社
考核方式
• 平时作业 •实 验 • 期末考试
20% 10%
70%
第一章 微型计算机的基础知识
（Central Processing Unit，俗称 CPU ） ① 基本组成：算术逻辑单元、控制器、寄存器组 ② 发展简况
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2、微型计算机（Microcomputer
）—
C
•
微型计算机是指以微处理器为基础，配以
内存(内存储器）和输入/输出接口电路。（裸机）
开创性地把电子元件用在数字计算装置上，引起“电 脑革命”激变
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冯.诺依曼(John Von Neuman)（1903～1957年） «关于电子计算机逻辑设计的初步探讨»报告 提出存储程序计算机设计思想奠定现代计算机结构基础 1949年英国剑桥大学完成存储程序的计算机 EDVAC（
爱迪萨克）
Electronic Discrete Variable Automatic Computer 电子式离散变量自动计算机
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计算机的发展史
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1、微处理器（Microprocessor）P(—MPC)
一般指的是由一片或几片大规模集成电路芯片组成的 中央处理部件。
• 主要介绍微型计算机的发展，基本组成 原理以及运算基础。
• 一、微型计算机系统的概论
• 二、数制及转换
• 三、计算机中的数及编码
• 四、计算机中数的运算方法
•
作业
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一、微型计算机系统的概论
• 1、微处理器 • 2、微型计算机 • 3、微型计算机系统 • 4、微型计算机系统的主要技术指标 • 5、微型计算机的应用概况
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（5）指令系统（Instruction Sets)
指令系统是指CPU所能执行的全部指令的集合 。 （芯片制造商已完成）
3、微型计算机系统(Microcomputer
System) —
CS
微型计算机系统 是指由微型计算机配以相应 的外部设备（如打印机、显示器、键盘，硬盘、光 盘等）、一些专用电路、电源和软件。
（1）微处理器、微型计算机和微型计算机系统的 关系
（2）微型计算机系统类型
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微型计算机类型
微型计算机 C
微处理器 P
内存储器 输入/输出接口
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2、微型计算机（Microcomputer
）—
C
典型的微机硬件系统，CPU通过三组总线将 内存储器、I/O接口连接起来。
微型计算机的组成图：
微
处
理
内存
器
CPU
数据总线
I/O接口
I/O设备
地址总线 控制总线
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* 最大容量是由CPU的地址总线决定。 * 装机容量是由实际装机情况决定，或者由用户所 要求的软件环境决定。 ②外存容量是指硬盘、光盘及软盘等容量。
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内存的最大容量和装机容量
例1：8088是20条地址线，则最大内存容量为 220 = 1024×1024=1M；
例2：Pentium Pro是36条地址线，则最大内存容量 为 236 = 64 × 1024 × 1024×1024=64G。
① 单片机——又称“微控制器（Microcontroller ）”和“嵌入式计算机”。它是把构成微型计算机的所 有部件集成在一块芯片上。其体积小，功耗低，在智能 化仪表及控制领域应用极广；
② 单板机——这是将构成微型计算机的一些功能 部件安装在一块印刷电路板上。用于生产过程的实时控 制和教学实验平台；
③ 个人计算机——这是一种通用的微型计算系
统，广泛用于办公室和家庭、个人使用。个人计算机在
商业、家庭、科学、工业和教学领域都得到广泛的应用
。
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微处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系
C
CS 硬件
软件
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控制器
P
算术逻辑单元
寄存器组
内存储器
输入/输出接口
输入/输出设备和外存储器 电源
系统软件
应用软件
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4、微型计算机系统的主要技术指标
（1）字长
（2）运算速度 （3）存储容量 （4）主频 （5）指令系统 （6）外部设备的配置 （7）软件的配置
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（1）字长
计算机的字长是指CPU与输入/输出 设备或内存储器之间一次传送二进制数 据的位数。
通常CPU的数据总线的位数与计算机 的字长是一致的。
微型计算机的基础 知识
高等学校非计算机专业计算机教学 教育部提出了三个层次的教学体系 • 计算机文化基础 • 计算机技术基础 • 计算机应用基础
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教材：
教材及主要参考书
• 《微型计算机原理及应用》 —— 许立梓等主编，机械 工业出版社
主要参考书：
• 80x86 IBM PC及兼容计算机（卷I和卷II) 汇编语言，设计