微机原理01-1.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章 微型计算机概述,主要内容,第1节 微型计算机的发展,第2节 计算机的信息表示及基本运算,1.1,微型计算机的发展,现代计算机的发展,1946年，世界上第一台电子计算机,ENIAC,（Electronic Numerical Integrator And Computer，,即电子数字积分计算机）在美国宾夕法尼亚大学研制成功，这台计算机总共使用了18000多只电子管、1500多个继电器，重量达30多吨，占地180平方米，耗电150千瓦，其运算速度为每秒钟5000次。,冯.诺依曼（,Von Neumann),确立了现代计算机体系结构,五大基本功能部分：运算,控制,存贮,输入,输出。,二进制进行计算,程序代码与数据存贮在存贮器，控制器读取指令并执行。,电子计算机从诞生到现在大致上经历了四代,第一代是电子管计算机,，开始于1946年，结构上以中央处理器为中心，使用机器语言，存储量小，主要用于数值计算。,第二代是晶体管计算机,，开始于1958年，结构上以存储器为中心，使用高级程序设计语言，应用领域扩大到数据处理和工业控制等方面。,第三代是中小规模集成电路计算机,，开始于1964年，这一代计算机仍然以存储器为中心，机种多样化、系列化，外部设备不断增加，功能不断扩大，软件的功能进一步完善，除了用于数值计算和数据处理外，已经可以处理图像、文字等资料。,第四代是大规模和超大规模集成电路计算机,，开始于1971年，应用范围非常广泛，已经深入到社会生活和生产的众多方面。因为有了大规模和超大规模集成电路，计算机的核心部件可以集成在一块或几块芯片上，从而出现了微型计算机。,计算机的社会化应用,二十世纪40年代军事、国家安全,二十世纪70年代科学工程技术、商业,二十世纪90年代广泛社会化,1第一代微型机(19711972年),1971年美国,Intel,公司首先研制成4004微处理器，它是一种4位微处理器，随后又研制出 8 位微处理器,Intel 8008。,由这种4位或8位微处理器制成微型机都属于第一代。,2第二代微型机(19731977年),第二代微型机的微处理器都是8位的，但集成有了较大的提高。典型产品有,Intel,公司的8080，,Motorola,公司的 6800 和,Zilog,公司的,Z80,等处理器芯片。以这类芯片为,CPU,生产的微型机，其性能较第一代有了较大提高,微型计算机/微处理器的发展,3,第三代微型机,(1978,1981,年,),1978,年,Intel,公司生产出,16,位微处理器,8086,，标志着微处理器进入第三代，其性能比第二代提高近,10,倍。典型产品有,Intel 8086,、,Z8000,、,M68000,等。用,16,位微处理器生产出的微处理器支持多种应用，如数据处理和科学计算。,4,第四代微型机,(1981,年至今,),随着半导体技术工艺的发展，集成电路的集成度越来越高，众多的,32,位高档微处理器被研制出来，典型产品有,Intel,公司的,Pentium,系列；,AMD,公司的,AMD,公司的,AMD K6,、,AMD K6-2,；,Cyrix,公司的,6,X86,等。用,32,位微处理器生产的微型机，一般将归于第四代，其性能可与,20,世纪,70,年代的大，中型计算机相媲美。,.,想当年，,Pentium 4,的上市价格达到了四千多元人民币，而且还不是最顶级的版本，再往上走一点，,1998,年左右的时候，一台,486,电脑随便都要八九千元。但是在十年之后的,2008,年，双核集显外加一台十九英寸宽屏的液晶显示器也不过是三千出头。,Intel 4004,Intel 8008,Intel 8085,CPU,地址总线（,AB）,RAM,I/O,接口,I/O,设备,ROM,数据总线（,DB）,控制总线（,CB）,微型计算机的硬件结构,微处理器8088,协处理器8087,ROM BIOS,DRAM,控制器,主板上的,RAM,8253,定时/计数器,8259,中断控制器,8250串行通信控制器,8255,并行接口,8237,DMA,控制器,DMA,页面寄存器,8个8位62引脚扩展插槽,PC,总线,扩展总线缓冲,PC,的基本结构,1.2,计算机的信息表示和基本运算,信息,信息是事物本质、特征、运动规律的反映。,信息的一些种定义,(1),信息就是信息，既不是物质也不是能量(,Wiener,1948),(2),信息是事物之间的差异(,Longo,1975),(3),信息是集合的变异度,(,Ashby,1956),(4),信息是一种场,(,Eepr,1971),(5),信息是系统的复杂性(张学文等),(6),信息不是物质，它是物质状态的映射(张学文等),(7),信息是事物相互作用的表现形式,(8),信息是事物联系的普遍形式,(9),信息是物质和能量在时间和空间中分布的不均匀性(,Eepr,1971),(10),信息是物质的普遍属性,(11),信息是收信者事先所不知道的报导,(12),信息是用以消除随机不定性的东西(,Shannon,1948)。,(29),信息就是数据,(30),信息就是情报,(31),信息就是知识,信息与数字,一张桌子,尺寸,重量,颜色,材质,。,桌子的一些属性可以用数字（数值、代码）进行描述,如：,L150mm w50mm h120mm,red-0 green-1 blue-2 ,木-000 铁-001 铝-010 ,计算机中某文本有以下内容,此文本在计算机中的存贮代码形式示意,问：文字能用数字表示吗？,计算机中一小图片（右），存贮代码示意,1.2.1,进制记数与二进制,进位计数制是一种计数的方法,D=,d,n,X,n,+,d,n,-1,X,n,-1,+d,1,X,1,+d,0,X,0,+d,-1,X,-1,+d,-m,X,-m,其中,X,称做基，,X,i,称做第,i,位的权,，,D,i,取0,X-1,十进位计数制（基取 10）,D=,d,n,10,n,+,d,n,-1,10,n-1,+d,1,10,1,+d,0,10,0,+d,-1,10,-1,+d,-m,10,-m,D,i,取09,例：123.45=110,2,+2,10,1,+3,10,0,+4,10,-1+,5,10,-2,问：有无其他记数法？,二进位计数制（基取 2）,D=,d,n,2,n,+,d,n,-1,2,n-1,+d,1,2,1,+d,0,2,0,+d,-1,2,-1,+,+d,-m,2,-m,D,i,取01,十六进位计数制（基取 16）,D=,d,n,16,n,+,d,n,-1,16,n-1,+d,1,16,1,+d,0,16,0,+d,-1,16,-1,+d,-m,16,-m,D,i,取09，,A，B，C，D，E，F,问：为什么要使用（学习）二进制或十六进制记数法？,1.2.2,进制间的转换,1.任意进制转换成十进制,B,2,=,可对上式按十进制展开求和,例1：,10011.101,2,=16+2+1+0.5+0.125=,19.625,10,例2：,3A.C,16,=3x16+10+12x16,-1,=,58.75,10,2.十进制整数转换成二进制,除基取余法,D =,d,n,X,n,+,d,n,-1,X,n,-1,+d,1,X,1,+d,0,X,0,D/X =,d,n,X,n,-1,+,d,n,-1,X,n,-2,+d,1,X,0,余,d,0,/X=,d,n,X,n,-2,+,d,n,-1,X,n,-3,+d,2,X,0,余,d,1,例：19/2 商9余1,9/2商4余1,4/2商2余0,2/2商1余0,1/2商0余1,19,10,=,10011,2,3.十进制小数转换成二进制,乘基取整法,D =,d,-1,X,-1,+d,-2,X,-2,+d,-m,X,-m,D.X =,d,-1,+d,-2,X,-1,+d,-m,X,-m+1,d,-1,.X=,d,-2,+d,-3,X,-1,+d,-m,X,-m+2,d,-2,例：,0.625,10,=,?,2,0.625,x 2=1.25,d,-1,=1,0.25,x 2=0.5,d,-2,=0,0.5,x 2=1.0,d,-3,=1,0.625,10,=,0.101,2,4.二进制十六进制转换,例1：0011 0101 10111111 35,B F,0011010110111111,B=35BFH,例2：,A 1 9 C 1010 0001 10011100,A19CH=1010000110011100B,常遇到的一些数值,2 4 8 16 32 64 128,256,512,1,k,65536 64k,2,20,1M,