微型计算机系统
微型计算机硬件系统
外存储器
磁盘（硬盘、软盘）
光盘（CD-ROM、CD-RW、 DVD、MO）
闪存（CF卡、MMC卡， SD卡）
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磁带
2.1.1 计算机硬件系统 xìtǒng 构成
4.设备 设备是用来 yònɡ lái 向计算机各种原始数据和 程序的设备，
5.输出设备 输出设备是指从计算机中输出信息的设备,其 功能是将计算机处理的数据、计算结果等内部 信息转换成人们习惯接受的信息形式 如字符、
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2.5 微机 wēi jī 的主要性能
3. 字长 字长是CPU一次可以处理 chǔlǐ 的二进制位 数,字长主要影响计算机的精度和速度，字长 有8位、16位、32位和64位等，字长越长,表 示一次读写和处理 chǔlǐ 的数的范围越大,处 理 chǔlǐ 数据的速度越快,计算精度越高，
存储器的存入和取出的速度是计算机系统的一个非常重 要的性能指标，
存储器分为两大类：内存储器和外存储器,简称内存和 外存，
第六页,共29页，
2.1.1 计算机硬件系统 xìtǒng 构成
存储器
内存储器
ROM（Read Only Memory）
RAM（Random Access Memory）
Cache
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2.2 微型 wēixíng 计算机主机 系统
1、中央处理器 CPU 常见CPU品牌：Intel、AMD Intel处理器和AMD处理器的区别： ①构架不同 本质区别 ②性能上,AMD开放倍频,超频性能好,Inter除个别
芯片外都是锁定倍频的， ③AMD性价比较高,价格大概是与之性能接近的
微型 wēixíng 计算机硬件系统
It is applicable to work report, lecture and teaching
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。
微型计算机系统结构
微型计算机系统结构微型计算机系统结构是指微型计算机内部的组织和各个部件之间的连接方式。
它包括了微型计算机的硬件组成和工作原理。
微型计算机系统结构对于计算机的性能和功能具有重要影响，因此对于计算机科学和工程领域的学习和研究具有重要意义。
微型计算机系统结构的基本组成部分包括中央处理器(CPU)、内存(RAM)、外部设备接口、总线以及输入输出(I/O)设备。
中央处理器是微型计算机的核心部件，负责执行各种程序指令和数据处理任务。
内存作为计算机的临时存储器，存储运行中的程序和数据。
外部设备接口连接计算机与外部设备，使计算机可以与外界交互和数据传输。
总线是连接这些部件的数据传输通道，负责传输数据和指令。
微型计算机系统结构的工作原理是基于指令周期的执行。
当一个程序被加载到内存中后，中央处理器从内存中取出指令进行执行。
指令的执行包括取指令、译码、执行和存储等阶段。
在取指令阶段，中央处理器从内存中读取指令并进入译码阶段，将指令翻译成相应的操作。
在执行阶段，中央处理器执行指令中所定义的操作，并根据需要从内存中读取或写入数据。
最后，在存储阶段，中央处理器将计算的结果存储回内存。
整个过程不断重复，直至程序执行完毕。
微型计算机系统结构的发展经历了多个阶段。
从最早的单个芯片微处理器到现在的复杂多核处理器，计算机系统的性能和功能不断提升。
随着技术的进步，微型计算机系统结构也不断演化和创新。
比如，引入超标量技术、流水线技术、乱序执行技术等，以提高计算机的并行性和执行效率。
此外，虚拟化技术、云计算等新兴技术也对微型计算机系统结构提出了新的需求和挑战。
总结而言，微型计算机系统结构是计算机的重要组成部分，对计算机的性能和功能具有重要影响。
随着技术的进步和需求的不断扩大，微型计算机系统结构也在不断演化和创新。
深入理解和研究微型计算机系统结构对于计算机科学和工程领域的发展具有重要意义。
第1章 微型计算机系统概述
1.1.1 微型计算机硬件
通常在一些书中介绍，微型机的硬件由运算 器、控制器、存储器以及输入和输出设备五个部 分组成，这种划分的方法是从组成计算机的功能 模块的角度出发。对于微型机的硬件组成还可以 用另外的分解方法。图1.2给出的微型机系统硬件 组成框图更直观、更切合实际。
1.1.2 微型计算机软件
状态寄存器的6个状态标志位的含义如下： 进位标志位（Carry Flag，CF）：ALU结果的最高 位有进位或借位，CF=1；无进位或借位，CF=0。 奇偶标志位（Parity Flag，PF）：指令执行后， ALU的结果的低8位中1的个数为偶数，PF=1；若为奇数， PF=0。 辅助进位标志位（Auxiliary Carry Flag，AF）：加、 减算术指令执行后，最低4位D 3 D 0位有进位或借位， AF=1；无进位或借位，AF=0。该标志用于系统进行BCD 码的算术运算结果的调整。 零标志位（Zero Flag，ZF）：指令执行后，ALU的 结果为零，ZF=1；结果不为零，ZF=0。 符号标志位（Sign Flag，SF）：该位总是和ALU结 果的最高位相同。因为在带符号数运算时，最高位是符 号位，所以运算结果为负时，SF=1；否则SF=0。 溢出位（Overflow Flag，OF）：在带符号的加、 减算术指令执行后，ALU的结果超出数据的量程，则产生 溢出，OF=1；否则OF=0。一旦OF=1，则运算结果是错 误的。
BIU：负责从存储器或外部设备中读取指令和读/写数
据，即完成总线操作。 这两个单元处于并行工作状态，可以同时进行执行指 令和读/写操作。这样大大提高了CPU的指令执行速度， 从而提高计算机的工作速度。
由图1.3可知，Intel 8086的程序设计模型如图1.5所示。
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(简称微机系统)与传统的计算机系统一样,也是由硬件系统和软件系统两大
微型计算机系统(简称微机系统)与传统的计算机系统一样，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。
计算机硬件系统由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五大基本部件构成。
软件系统由系统软件和应用软件两大部分组成。
系统软件包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、网络通信管理程序等部分。
应用软件包括的面非常广，它包括用户利用系统软件提供的系统功能、工具软件和其它实用软件开发的各种应用软件。
当前使用比较多的操作系统有UNIX、Linux，MS-DOS 和Windows操作系统。
内存又称为主存，分为随机存储RAM和只读存储器ROM两种，速度比外存快由于CPU比内存速度快，目前，在计算机中还普遍采用了一种比主存储器存取速度更快的超高速缓冲存储器，即Cache，置于CPU 与主存之间，以满足CPU 对内存高速访问的要求。
有了CaChe 以后，CPU 每次读操作都先查找CaChe，如果找到，可以直接从Cache中高速读出；如果不在CaChe中再由主存中读出在微型计算机中，常用的外存有磁盘、光盘和磁带，磁盘又可以分为硬盘和软盘。
基数是指该进制中允许选用的基本数码的个数。
每一种进制都有固定数目的计数符号。
十进制：基数为10，10个记数符号，0、1、2、……9。
每一个数码符号根据它在这个数中所在的位置(数位)，按“逢十进一”来决定其实际数值。
二进制：基数为2，2 个记数符号，0 和1。
每个数码符号根据它在这个数中的数位，按“逢二进一”来决定其实际数值。
八进制：基数为8，8个记数符号，0、1、2、……7。
每个数码符号根据它在这个数中的数位，按“逢八进一”来决定其实际的数值。
十六进制：基数为16，16个记数符号，0-9，A，B，C，D，E，F。
其中A～F对应十进制的10～15。
每个数码符号根据它在这个数中的数位，按“逢十六进一”决定其实际的数值。
字节简写为B，人们采用8位为1个字节。
1个字节由8个二进制数位组成。
字节是计算机中用来表示存储空间大小的基本容量单位。
微型计算机系统的基本组成
微型计算机系统的基本组成嘿，朋友们，今儿咱们来聊聊那微型计算机系统的那些事儿，就像咱们聊家常一样，轻松愉快，不带一点高科技的架子。
想象一下，你手里握着的那个小巧玲珑的宝贝，别看它不起眼，里头可是藏着大大的世界呢！首先啊，咱们得从心脏说起——处理器，这家伙就像是咱们身体里的发动机，嗖嗖地运转着，处理着各种指令和数据。
你打游戏时那流畅的画面，编辑文档时那嗖嗖的速度，全靠它一个人在后台默默努力。
处理器就像是咱们家的“大当家”，啥事儿都得经过它点头才行。
然后，咱们得说说内存，这家伙就像是咱们脑袋里的短期记忆，你刚打开的网页、刚写的邮件，都暂时存放在这儿。
不过啊，它可不像咱们的脑子那么能装，一旦关机或者重启，这些记忆可就烟消云散了。
所以啊，咱们得时不时给它清清缓存，让它保持轻装上阵。
再来说说硬盘吧，它就像是咱们家里的仓库，专门存放那些长期不用的东西。
你的照片、电影、音乐，还有那些珍贵的文件资料，都整整齐齐地躺在里面。
硬盘的好处就是，就算电脑关机了，里面的东西也不会丢，随时等着你去翻找。
接下来，咱们得聊聊输入输出设备了。
先说显示器吧，这家伙就像是咱们的眼睛，把电脑里的世界展现给咱们看。
不管是五彩斑斓的图片，还是精彩纷呈的视频，都得靠它来呈现。
而鼠标和键盘呢，就像是咱们的手和脚，在电脑上指指点点，敲敲打打，让咱们能和电脑进行亲密的互动。
别忘了还有电源和主板这两个幕后英雄。
电源就像是咱们家的电闸，给电脑提供源源不断的动力。
而主板呢，就像是咱们家里的那张大床，把处理器、内存、硬盘这些零部件都稳稳当当地放在上面，让它们能和谐共处，共同工作。
说起来啊，微型计算机系统的这些组成部分就像是咱们身体里的各个器官一样，各有各的本事，又相互依存。
它们共同构成了咱们手中的这个神奇小盒子，让咱们能在信息的世界里畅游无阻。
有时候啊，我会想，这微型计算机系统可真是个了不起的发明。
它让咱们的生活变得更加便捷和丰富多彩。
咱们可以随时随地地工作、学习、娱乐和交流，这一切都离不开这个小巧玲珑的宝贝。
微型计算机系统
03
编译器的作用是将源代码转换 成机器码，使其能够在计算机 上运行。
应用软件
01
应用软件是用于完成特定任务的软件，例如办 公软件、图像处理软件和游戏等。
02
应用软件通常由专业的软件公司开发，提供给 用户使用。
03
应用软件的选择取决于用户的需求和计算机的 硬件配置。
04
微型计算机系统的性能指标
字长
微型计算机系统可以作为智能家居的 控制中心，实现家电的远程控制和智 能化管理。
航空航天
微型计算机系统在医疗设备中也有广 泛应用，如监护仪、超声波诊断仪等 。
02
微型计算机系统的硬件组成
中央处理器
中央处理器（CPU）是微型计算 机系统的核心部件，负责执行程 序中的指令，控制计算机的各个
部件协调工作。
微型计算机系统
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目 录
• 微型计算机系统概述 • 微型计算机系统的硬件组成 • 微型计算机系统的软件组成 • 微型计算机系统的性能指标 • 微型计算机系统的未来发展
01
微型计算机系统概述
定义与特点
定义
微型计算机系统是一种体积小、结构 紧凑、功能强大的计算机系统，通常 由微处理器、存储器、输入输出接口 等组成。
接口是用于连接外部设备和计算机的 接口电路，常见的接口类型有HDMI （高清晰度多媒体接口）、 DisplayPort等。
常见的总线类型有PCI（外设组件互 连标准）、USB（通用串行总线）、 SATA（串行高级技术附件）等。
03
微型计算机系统的软件组成
操作系统
操作系统是微型计算机系统的 核心软件，负责管理计算机的 硬件和软件资源，提供用户与 计算机交互的界面。
《微型计算机系统》教案
《微型计算机系统》教案一、教学目标1. 了解微型计算机系统的基本概念、发展历程和组成结构。
2. 掌握微型计算机的硬件系统和软件系统的组成及功能。
3. 熟悉微型计算机的启动、关闭和操作系统的启动过程。
4. 理解微型计算机的性能指标和选购要点。
二、教学内容1. 微型计算机系统的基本概念和发展历程。
2. 微型计算机系统的组成结构：硬件系统和软件系统。
3. 微型计算机的硬件组成：中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出设备等。
4. 微型计算机的软件系统：操作系统、应用软件、编程语言等。
5. 微型计算机的启动过程：电源开关、自检过程、BIOS、操作系统启动等。
三、教学方法1. 采用讲授法，讲解微型计算机系统的基本概念、发展历程和组成结构。
2. 采用案例分析法，分析微型计算机的硬件系统和软件系统的组成及功能。
3. 采用实践操作法，让学生动手操作微型计算机，熟悉启动、关闭和操作系统的启动过程。
4. 采用讨论法，让学生交流探讨微型计算机的性能指标和选购要点。
四、教学准备1. 准备微型计算机相关设备的实物或模型，用于讲解硬件系统和软件系统的组成。
2. 准备PPT课件，展示微型计算机的发展历程、组成结构、性能指标等。
3. 准备相关案例材料，用于分析微型计算机的硬件系统和软件系统的功能。
4. 准备操作任务，让学生动手操作微型计算机。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对微型计算机系统基本概念的理解。
2. 案例分析：评估学生对微型计算机硬件系统和软件系统的组成及功能的掌握程度。
3. 操作任务：评价学生对微型计算机启动、关闭和操作系统启动过程的熟悉程度。
4. 小组讨论：了解学生对微型计算机性能指标和选购要点的理解情况。
六、教学活动1. 导入新课：通过展示微型计算机的发展历程，引发学生对微型计算机系统的兴趣。
2. 讲解微型计算机的基本概念和发展历程，让学生了解微型计算机的历史和现状。
3. 分析微型计算机的组成结构，讲解硬件系统和软件系统的相关知识。
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P14：1.5说明微型计算机系统的硬件组成部分及各部分作用。
答：
微型计算机系统的硬件组成部分为微处理机、存储器、I/O设备和I/O接口、系统总线。
各部分作用：
微处理机是微机系统的控制中心。
采用大规模集成电路技术生产的半导体芯片，芯片内集成了控制器、运算器和寄存器。
存储器是存放程序和数据的部件。
从读写功能来区分，存储器可以分为可读可写的随机存取存储器和只读存储器。
I/O设备让用户与微机实现交互。
系统总线是用于多个部件相互连接、传递信息的公共通道。
任意时刻在总线上只能传送一种信息。
总线分为地址总线、数据总线、控制总线。
P49：2.1微处理器内部具有哪3个基本部分？8088分为哪两大功能部件？其各自的主要功能是什么？这种结构与8位CPU相比为什么能提高性能？
答：
（1）微处理器内部有算数逻辑单元、寄存器组、指令处理单元这三个基本部分。
主要功能：
算数逻辑单元负责CPU所能进行的各种运算，主要是算数运算和逻辑运算。
寄存器组是CPU内部的高速存储单元，不同的CPU设计有不同数目、不同长度的一组寄存器。
指令处理单元负责对指令进行译码和处理。
（2）8088分为总线接口单元和执行单元两大功能部件。
主要功能：
总线接口单元管理8088与系统总线的接口，负责CPU对存储器和外设进行访问。
执行单元负责指令的译码、执行和数据的运算。
（3）8088与8位CPU相比，要译码的指令已经预取到了COU内的指令队列，所以不需要等待“取指”，所以8088这种结构和操作方式节省了CPU大量的取值等待时间，提高了工作效率。
2.5什么是8088的逻辑地址和物理地址？逻辑地址如何转换成物理地址？1MB 最多能分成多少个逻辑段？请将如下逻辑地址分为物理地址表达：
（1）FFFFH:0 (2)40H:17H (3)2000H:4500H (4)B821H:4567H
答：
8088内部和用户编程时，所采用的“段地址：偏移地址”形式，称为逻辑地址。
8088总线接口单元BIU含有的20位地址加法器将逻辑地址中的段地址左移二进制4位，加上偏移地址就得到物理地址。
1MB最多能分成65536个逻辑段。
(1)FFFFH:0 =0FFFF0H
(2)40H:17H=000417H
(3)2000H:4500H =024500H
(4)B821H:4567H=0BC777H
2.7 什么是有效地址EA？8088的操作数如果在主存中，有哪些寻址方式可以存取它？
答：
8088的存储空间分段管理，程序设计采用逻辑地址。
由于段地址在默认的或指定的段寄存器中，所以只需要偏移地址，称为有效地址EA。
操作数在主存中有以下寻址方式：直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址变址寻址、相对基址变址寻址。
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