微型计算机系统概述讲解
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。
七年级信息技术上学期微型计算机系统课件
05 安全与维护
计算机安全概述
计算机安全定义
计算机安全是指保护计算机及其网络免受未经授权的访问、破坏、篡改、泄露等威胁，保 障计算机及其网络的正常运行和数据安全的过程。
计算机安全的重要性
随着计算机和网络的普及，计算机安全问题日益突出，保障计算机安全对于个人隐私保护 、企业数据安全以及国家安全都具有重要意义。
Spreadsheets、WPS Presentations。
Adobe Photoshop：专业 的图像处理工具。
Microsoft Office：Word、 Excel、PowerPoint。
图像处理软件：用于图片 编辑、美化与处理。
GIMP：免费的开源图像处 理软件。
软件开发与维护
01
02ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
03
输入输出设备
输入输出设备是计算机中用于 输入和输出数据的部件。
常见的输入设备有键盘、鼠标、 扫描仪、摄像头等，常见的输 出设备有显示器、打印机、音 响等。
输入输出设备的性能和质量直 接影响着计算机的使用效果。
主板和总线
01
主板是微型计算机中各 个部件的载体，总线则 是各个部件之间通信的 通道。
02
02
它由硬件和软件两部分组成，硬 件是计算机的物理装置，软件是 控制计算机运作的程序。
微型计算机系统的组成
中央处理器（CPU）
存储器（Memory）
控制和协调计算机各部件的工作，是微型 计算机的核心部件。
用于存储程序和数据，分为内存储器和外 存储器。
输入输出设备（I/O设备）
总线（Bus）
用于输入和输出数据，如键盘、鼠标、显 示器、打印机等。
连接各部件的通道，负责传输数据和控制 信号。
微型计算机系统原理及应用3篇
微型计算机系统原理及应用第一篇: 微型计算机系统的概述随着计算机技术的发展，计算机已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。
微型计算机系统是我们日常使用的计算机中最为常见的一种，它广泛应用于个人和工业领域。
本文将对微型计算机系统进行概述，包括其定义、结构、组成部分以及应用。
一、微型计算机系统的定义微型计算机系统是指由微型计算机和相关设备组成的计算机系统，它是一种小型的、使用方便的数字计算机。
微型计算机系统可以单独应用，也可以联网使用，使用者既可以是个人也可以是企业、学校等机构。
二、微型计算机系统的结构微型计算机系统主要由三部分组成：硬件、软件和数据。
其中，硬件包括计算机主机、输入设备、输出设备、存储设备等组成部分；软件包括操作系统、应用软件等；数据则是指微型计算机系统中处理的信息和数据。
三、微型计算机系统的组成部分1.计算机主机计算机主机是微型计算机最重要的一个组成部分，它包含了CPU、内存、主板、BIOS等重要部件。
计算机主机的选购需要根据使用需求和预算做出决策。
2.输入设备输入设备是指微型计算机系统中用于输入数据和指令的设备，主要包括键盘、鼠标、扫描仪、数码相机等。
不同的输入设备适用于不同的场合和需求。
3.输出设备输出设备是指微型计算机系统中用于输出计算结果或其他数据的设备，主要包括显示器、打印机、语音设备等。
输出设备的质量和性能对于提高用户体验至关重要。
4.存储设备存储设备是指微型计算机系统中用于存储大量数据和程序的设备，包括硬盘、U盘、光盘等。
存储设备的选择需要考虑数据存储容量、数据传输速度和价格等因素。
四、微型计算机系统的应用微型计算机系统在日常生活和工业领域都有广泛的应用。
在个人领域，微型计算机可以用于处理文档、玩游戏、浏览网页等。
在工业领域，微型计算机可以应用于自动化、数据采集和控制等领域。
总之，微型计算机系统已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分，了解微型计算机系统的结构和应用对于提高用户体验和使用效率至关重要。
微型计算机系统原理及应用 龙芯
微型计算机系统原理及应用龙芯一、概述1.微型计算机系统是现代社会不可或缺的一部分，它在各个领域都有着广泛的应用。
2.龙芯是我国自主研发的微处理器系列，具有自主知识产权，被广泛应用于国家重点领域的高性能计算机系统中。
二、微型计算机系统概述1.微型计算机系统是由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备和通信设备组成的。
2.中央处理器是微型计算机系统的核心，它负责执行指令和处理数据。
3.存储器是用于存储数据和程序的设备，主要包括内存和外存。
4.输入输出设备用于与外部环境进行交互，如键盘、鼠标、显示器等。
三、微型计算机系统原理1.微型计算机系统的工作原理是基于冯·诺伊曼结构，包括指令周期和数据周期两个主要部分。
2.指令周期是指中央处理器从存储器中读取指令并执行的时间周期。
3.数据周期是指中央处理器进行数据操作的时间周期，包括数据读取、计算和存储等过程。
4.微型计算机系统的原理包括指令执行、中央处理器结构、存储器层次结构、I/O系统和总线结构等方面。
四、龙芯处理器概述1.龙芯处理器是我国自主研发的微处理器系列，具有多种型号和规格。
2.龙芯处理器具有高性能、低功耗、自主知识产权等特点，适用于高性能计算、服务器、工作站等领域。
3.龙芯处理器还具有良好的兼容性和可扩展性，能够满足不同应用场景的需求。
五、龙芯处理器原理1.龙芯处理器的架构采用了国际先进的RISC架构，具有多级流水线和超标量等特点。
2.龙芯处理器采用了高性能的浮点运算单元和向量处理单元，能够实现并行计算和高速运算。
3.龙芯处理器还具有先进的内存管理单元和缓存系统，能够提高数据访问性能和系统吞吐量。
六、龙芯处理器在高性能计算领域的应用1.龙芯处理器被广泛应用于国家重点领域的高性能计算机系统中，如天河系列超级计算机、神威系列超级计算机等。
2.龙芯处理器在高性能计算领域有着良好的性能和稳定性，能够满足国家重大科研项目和工程建设的需求。
3.龙芯处理器通过在高性能计算领域的应用，不断提升自身的技术实力和市场竞争力，推动了我国在微处理器领域的自主创新和发展。
微型计算机系统概述
I/O接口的概念将在第7章介绍，常用接口芯片在第9、第10以及第11章介绍。
6、输入输出接口、鼠标等
微型计算机系统的工作原理
1、指令、指令系统和程序 指令： 指令是指示计算机执行某种操作的命令，它由一串二进制代码组成。 一条指令通常由操作码和操作数两个部分组成。
操作码
操 作 数
指明该指令要完成的操作的类型或性质，如取数、加法、减法或逻辑乘等。
汇编语言：
2、机器语言、汇编语言和高级语言
高级程序设计语言接近人类自然语言的语法习惯，易被用户掌握和使用。
高级语言程序“看不见”机器的硬件结构，不能用于编写直接访问机器硬件资源的系统软件或设备控制软件。为此，一些高级语言提供了与汇编语言之间的调用接口。用汇编语言编写的程序，可作为高级语言的一个外部过程或函数，利用堆栈来传递参数或参数的地址。
用机器语言编写的程序是计算机惟一能够直接识别并执行的程序，而用其他语言编写的程序必须经过翻译才能变换成机器语言程序，所以，机器语言程序被称为目标程序。
机器语言是直接用二进制代码指令表达的计算机语言；
机器语言：
一条机器指令控制计算机完成一个基本操作；
计算机能够直接识别的数据是由二进制数0和1组成的代码；
ROM BIOS
硬 盘
RAM
② 执行自举程序
⑥执行 引导 程序
序
读
出
引
导
程
④
CPU
① 执行加电自检程序
⑤ 装入引导程序
⑦ 装入操作系统
CMOS
？
从
何
处
启
动
③
⑧运行 操作 系统
显示初始界面
DOS
DOS（Disk Operating System）是磁盘操作系统的简称，MS-DOS则是最普遍使用的PC兼容DOS。 MS-DOS采用模块结构，它由五部分组成： ROM中的BIOS模块 IO.SYS模块 MSDOS.SYS模块 模块 引导程序。
微型计算机系统的名词解释
微型计算机系统的名词解释在现代科技的飞速发展下，计算机已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
作为计算机的重要组成部分，微型计算机系统也逐渐进入了我们的视野。
本文将对微型计算机系统相关的名词进行解释，帮助读者更好地理解和使用这些概念。
一、微型计算机系统微型计算机系统，简称微机系统，是指在一块芯片上集成了中央处理器（CPU）、内存、输入输出（I/O）接口和其他辅助电路的计算机系统。
与传统的大型计算机系统相比，微型计算机系统具有体积小、成本低和功耗低的特点。
它广泛应用于个人电脑、游戏机、移动设备等领域。
二、中央处理器（CPU）中央处理器是微型计算机系统的核心组成部分，负责执行计算机指令和控制计算机的操作。
CPU由控制器和算术逻辑单元组成。
控制器负责解码指令和控制数据流动，而算术逻辑单元则执行各种算术和逻辑运算。
现代微型计算机系统中常用的CPU有Intel的芯片和AMD的芯片。
三、内存内存是微型计算机系统中用于存储数据和指令的地方。
它被分为主内存和辅助内存两部分。
主内存通常是指计算机中可直接访问的存储空间，常见的有随机存取存储器（RAM），它可以在CPU和外部设备之间进行数据传递。
而辅助内存则是指计算机中的硬盘、光盘等外部存储设备，用于持久地存储数据和程序。
四、输入输出（I/O）接口输入输出接口是微型计算机系统与外部设备进行数据交换的接口。
它使得计算机与键盘、鼠标、打印机、显示器等设备之间能够进行数据传输和控制。
常见的I/O接口有USB接口、HDMI接口、网口等。
通过这些接口，计算机能够与外部设备进行信息交流和数据处理。
五、操作系统操作系统是微型计算机系统中的关键软件之一，它管理和控制计算机的各种资源，并为用户提供友好的界面。
操作系统负责进行任务调度、内存管理、文件管理、设备管理等工作，使得计算机能够高效地运行和协调各种应用程序。
常见的操作系统有Windows、macOS、Linux等。
六、图形处理单元（GPU）图形处理单元是微型计算机系统中专门用于图形计算和显示的处理器。
微型计算机系统概述.ppt
本章要点 1.1 概述 1.2 硬件系统 1.3 微型计算机的一般工作原理 1.4算机的发展 掌握计算机系统组成 掌握计算机系统的层次结构 理解微型计算机的工作原理及指令执行过程 掌握微型计算机常用术语
本章重点与难点
重点： ➢ 微型计算机的基本组成 ➢ 微型计算机的工作原理 ➢ 微型计算机常用术语
16位机
Intel 8086、Z8000、80286
第四代
（1984-1992）
32位机
特点：
80386、80486
第五代
（1993-1999）
1、速度越来越快。 2、容量越来越大。 3、功能越来越强。
32位机
Intel Pentium第六代（2000年以后） 64位机和双核
Intel Intanium、Pentium D、Pentium EE、
1.3.2 存储程序工作原理
存储程序和程序控制原理的基本点就是指令驱动， 即按照任务要求事先编好程序，然后把程序和所需的 数据输入计算机存储器中保存起来。当机器启动时， 根据内部指令指针给出的程序第一条指令的地址，控 制器就可依据程序指定的逻辑顺序从存储器中一条条 周而复始地读取指令、分析指令、执行指令，直到完 成全部指令操作为止。这样就能自动连续地完成程序 所描述的全部工作，即控制器通过指令流的串行驱动 实现程序控制。
图 1-6 冯·诺依曼计算机结构示意图
1.3.1 程序和指令
所谓程序，就是为实现某项既定的任务而向计算 机发出的一组有一定顺序的基本操作命令的集合。这 些基本操作命令就称为指令。指令由操作码和操作数 两部分组成，即操作性质（如加、减、乘、除、比较 大小等）和参加操作的对象（如数据或数据存放的地 址等）。机器指令的集合称为指令系统。
微型计算机系统概述PPT课件
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开始
CPU将IP中的地址通过地址总线传给内存 内存把被寻址单元的机器指令传给CPU CPU将机器指令存入IR并进行译码
Y
N
转移指令
条件转移 N
Y 检查F寄存器
IP置成转移地址
N 满足条件转移
Y
执行指令
IP置成顺序的下 一条指令的地址
图1.6 微型机系统的工作过程
第13页/共14页
第一章 微型计算机系统概述
1.1 微型计算机系统的组成
计算机科学应 用与软 件 技术名牌 专业评估自操作系评统 汇报
硬件驱动层
二零零六硬件 年层五月
图1.1 计算机系统层次结构
第1页/共14页
1. 硬件层：其功能是在程序的控制下自动完成计算机的物理 操作。
计算机科学与技术名牌 2. 硬件驱动层（抽象层）:这些驱动层的软件直接控制着底层
累加器 基址寄存器 计数器 数据寄存器 堆栈指针 基址指针 目标变址寄存器 源变址寄存器
指令指针 标志寄存器
代码段段寄存器 堆栈段寄存器 数据段寄存器 附加数据段寄存器
退出
第8页/共14页
AX BX CX DX
SP BP SI DI
IP
FLAGS
CS SS DS ES
AH AL BH BL CH CL DH DL
退出
32位寄存器
16位寄存器
8位寄存器
EAX EBX ECX EDX ESP EBP EDX BH
BL
CX CH
CL
DX DH
DL
SP
BP
DI SI
EIP EFLAGS
IP FLAGS
CS SS DS ES FS GS
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12
微处理器发展过程
13
第一代 4位和低档8位机 （1971-1973）
Intel 4004 第二代
中高档8位机
（1974-1978）
8080/8085、Z80、MC6800
第三代 16位机
（1978-1981）
Intel 8086、Z8000、MC6800
特点：
10
世界上第一台晶体管 计算机TRADIC
11
▪1971年开始的第四代大规模集成电路计算机 出现微型计算机、单片微型计算机，外部设备多
样化，可靠性更进一步提高，体积更进一步缩小， 成本更进一步降低，速度提高到每秒几百万次至几 千万次
▪1986年开始的第五代巨大规模集成电路计算机 运算速度提高到每妙几亿次至上百亿次。由一片
<<微机原理与接口技术>>课程教学安排
• 教材:微机原理与接口技术
• 主编:
• 理论学时:40学时 • 实验学时:8学时
1
课程目标
掌握： 微型计算机的基本工作原理 汇编语言程序设计方法 微型计算机接口技术 建立微型计算机系统的整体概念，形成微机 系统软硬件开发的初步能力
2
参考书目
➢ 李正华 ， 微型计算机原理与接口, 中南大学出版社,2006.8
21
1.3 微型计算机系统的三个层次
微型计算机系统从全局到局部 分为三个层次：
1.微型计算机系统 2.微型计算机 rocessor）简称µP或MP，或 MPU（Microprocessing Unit）。MPU是采用大规 模和超大规模集成电路技术将算术逻辑部件ALU （Arithmetic Logic Unit）、控制部件CU （Control Unit）和寄存器组R（Registers）三 个基本部分以及内部总线集成在一块半导体芯片 上构成的电子器件。又称为“中央处理单元” （Central Processor Unit），简称CPU
8
世界上第一台计算机ENIAC
9
1958年开始的第二代晶体管计算机
运算速度提高到几万次至几十万次，可靠性提高， 体积缩小，成本降低，工业控制机开始得到应用，磁 芯作主存储器, 磁盘作外存储器，开始使用高级语言 编程
▪1965年开始的第三代中小规模集成电路计算机，
使用半导体存储器，出现多终端计算机和计算机网 络，可靠性进一步提高,体积进一步缩小，成本进一 步下降，运算速度提高到几十万次至几百万次。在此 期间，形成机种多样化，生产系列化，使用系统化， 小型计算机开始出现
IBM PC机 IBM PC/XT机
IBM PC/AT机
8088CPU
17
1.2 微型计算机的分类
微型计算机的品种繁多，系列各异，最常见的有 以下几种分类方法。
1. 按微处理器的位数分类 按微处理器的位数分为4位机、8位机、16位机、 32位机、64位机，即分别以4位、8位、16位、32位、 64位处理器为核心组成的微型计算机。 2. 按微型计算机的用途分类 按微型计算机的用途分为通用机和专用机两类。
➢ 周明德,微型计算机系统原理及应用 ， 清华大学出版社，2002
➢ 戴梅萼等,微型计算机技术及应用(第 二版)，清华大学出版社，1996
3
考核方式
平时(作业+考勤+实验)
期末考试
70%
30%
4
第1章 微型计算机概述
5
教学目的和要求
通过本章的学习，使学生掌握微型计算机 系统的三个层次， 了解微型计算机三种总线 结构以及微型计算机系统的主要性能指标
第四代 32位机
（1981-1992）
1、速度越来越快。
80386、80486
2、容量越来越大。 3、功能越来越强。
第五代 64位机
Intel Pentium（1993后14 ）
Intel4004和采用4004的计算器
15
Apple微型计算机
Apple-I
Apple-II
16
IBM PC系列机
23
1)．运算器
运算器是对数据信息进行加工处理的部件，它主要由算术 逻辑运算单元（ALU）组成，在控制器的指挥下可以完成各种 算术运算、逻辑运算和其他操作。
2)．控制器
控制器是统一指挥和有效控制计算机各部件协调工作的关键 部件，是微型计算机的指挥控制神经中枢。它从存储器中逐条 地取出指令、分析指令，并向各部件发出相应的控制信号，使 它们一步步地执行指令所规定的操作。另一方面，它又接收运 算器、存储器以及输入/输出设备的反馈信息，以确定程序的执 行顺序。
19
4. 按微型计算机的组装形式和系统规模分类
按微型计算机的组装形式和系统规模可分为单片 机、单板机、个人计算机。
单片机是将微型计算机的主要部件：微处理器、 存储器、输入/输出接口等集成在一片大规模集成电路 芯片上形成的微型计算机，它具有完整的微型计算机 功能。单片机具有体积小、可靠性高、成本低等特点， 广泛应用于智能仪器、仪表、家用电器、工业控制等 领域。
6
教学重点
微型计算机系统的三个层次 微型计算机系统的主要性能指标
7
1.1 微处理器与微型计算机的发展概况
自1946年在美国宾夕法尼亚大学制成的世界上 第一台电子数字计算机以来,计算机的发展大致经历 了五代的变化： ▪1946年开始的第一代电子管计算机
计算机运算速度一般为每秒几千次至几万次,体积 庞大，成本很高，可靠性较低，在此期间，形成了 计算机的基本体系，确定了程序设计的基本方法， 数据处理机开始得到应用
20
单板机是将微处理器、存储器、输入/输出接口、 简单外设等部件安装在一块印刷电路板上形成的微型 计算机。单板机具有结构紧凑、使用简单、成本低等 特点，常常应用于工业控制和实验教学等领域。
个人计算机也就是人们常说的PC机，它是将一块 主机板（包括微处理器、内存储器、输入/输出接口等 芯片）和若干接口卡、外部存储器、电源等部件组装 在一个机箱内，并配置显示器、键盘、鼠标等外部设 备和系统软件构成的微型计算机系统。PC机具有功能 强、配置灵活、软件丰富、使用方便等特点，是最普 及、应用最广泛的微型计算机。
18
3. 按微型计算机的档次分类 按微型计算机的档次可分为低档机、中档机和高 档机。计算机的核心部件是它的微处理器，也可以根 据所使用的微处理器档次将微型计算机分为8086机、 286机、386机、486机、586（Pentium）机、 PentiumⅡ机、PentiumⅢ机和Pentium 4机等。