32位微处理器（80386，80486） （Pentium，P2,P3,P4 ）
1、3 微处理器、微型计算机微型计算机系统
算术逻辑部件 累加器、寄存器 控制部件 内部总线 存储器（ROM、RAM） 输入输出接口 系统总线 外围设备 系统软件 微 处 理 器
微 型 计 算 机
微 型 计 算 机 系 统
1、4 微型计算机的应用
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、信息处理 （数据处理） 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、工业过程控制
用微型计算机实现工业生产控制。
4、计算机辅助系统 计算机辅助系统主要有计算机辅助教（CAI）、计算 机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算 机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系 统。 5、人工智能 人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行 为及其规律的一门学科，包括智能机器人，模拟人的 思维过程，计算机学习等等。其主要任务是建立智能 信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智 能行为的计算系统。
1、3、3 微型计算机系统的组成 一个微型计算机系统包括硬件系统和软件系统。硬件和 软件的结合，才能使计算机正常工作运行。
计算机硬件系统是一个为执行程序建立物质基础的物理 装置，称为硬件或裸机。
计算机软件系统指为运行、管理、应用、维护计算机所 编制的所有程序及文档的总和。
依据功能的不同，软件分为系统软件和应用软件两大类。
1、3、1 微处理器
微处理器（CPU）由运算器和控制器组成。
• 必须具备功能： *可以进行算术和逻辑运算 *可保存少量的数据 *能对指令进行译码并执行 *能和存储器及外设交换数据 *能提供系统所需的定时和控制 *可以相应其它部件发来的中断请求
• 基本组成： *算术逻辑部件 *累加器和寄存器组 *指令指针、指令寄存器和指令译码器 *时序和控制部件
习
题
1.微型计算机有何特点？ 2.微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间 有什么不同? 3. CPU在内部结构上由哪几部分组成?CPU应具备哪 些主要功能? 4.微处理器的分类方法有哪些，最能反映其性能的是 什么？ 计算机是由哪几部分组成的？阐述每部分的作用。 5.累加器和其他通用寄存器相比，有何不同? 6.微处理器的控制信号有哪两类?控制总线传输的信 号大致有哪几种? 7 . 16位微型机和32位微型机的内存容量最大时分别 为多少?
4、系统总线 （1）、总线：传递信息的一组公用导线。 （2）、系统总线：从处理器引出的若干信号线，CPU 通过它们与存储器或I/O设备进行信息交换。系统总线 分为： （A）、地址总线：传递地址信息的总线，即AB。 CPU在地址总线上输出将要访问的内存单元或I/O端口 的地址，该总线为单向总线。 内存容量的计算：16条地址线可访问 216 = 64 KB。 20条地址线可访问 220 = 1 MB。 1K = 1024B 1M = 1024 KB 1G = 1024 MB
控制总线的部件（总线主控设备）： CPU 和 DMA 控制器。
被总线控制的部件（总线控制设备）： 存储器 和 I/O设备。 总线的使用特点： 1、在某一时刻，只能由一个总线主控设备来控制总线， 其它总线主控设备此时必须放弃对总线的控制。 2、在连接系统的各个设备中，在某一时刻只能有一发 送者发送信号，但可以有多个设备从总线上同时获得 信号。 3、通过总线插槽来接口板连接。
8.数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处?如果 一个系统的数据和地址合用一套总线或者合用部分总 线，那么，要靠什么来区分地址和数据? 9.将下列各十进制数转换成为二进制数 （1）221 （2）12.375 （3）123.25 （4）123 10.以十六进制形式，给出下列十进制数对应的8位二 进制补码表示。 （1）46 （2）-46 （3）-128 （4）127 11.给出下列数对应的压缩和非压缩BCD码形式。 （1）58 D （2）1624D（3）0.01101011 B （4）11101010.0011B 12.将下列各二进制数转换成为八 十和十六进制数 （1）10101011（2）1011110011（3）0.01101011 （4） 11101010.0011 13.分别写出下列字符串的ASCII码 （1）17abc（2）EF98（3）HELLO
Intel 8086、Z8000、MC6800
（1981-1992）
第五代 32位机
Intel Pentium
（1993后）
1、2 微型机的分类
按机器组成分为：位片式、单片式、多片式
按制造工艺分为：MOS型和双极型
按字长分为：4位微处理器（4004）
8位微处理器（8080）
16位微处理器（8086，80286）
1、3 、2 微型计算机的组成 AB
CPU
存储器 DB CB
I/O接口
外 设
（微型计算机组成框图）
1、微处理器
微处理器（CPU）是大规模集成电路技术做成的芯片， 芯片内集成有控制器、运算器和寄存器等相关部件， 完成对计算机系统内各部件进行统一协调和控制。 2、存储器 功能：存放程序和数据。 内存（主存） SRAM DRAM ROM EPROM E2PROM
（B）、数据总线：传递数据信息的总线，即DB。
在CPU进行读操作时，内存或外设的数据通过数据总 线送往CPU； 在CPU进行写操作时，CPU数据通过数据总线送往内 存或外设，数据总线是双向总线。
（C）、控制总线：传递控制信息的总线，即CB。 控制总线的方向： 一部分是从CPU输出：通过对指令的译码，由CPU内 部产生，由CPU送到存储器、输入/输出接口电路和其 它部件。如时钟信号、控制信号等。 另一部分是由系统中的部件产生，送往CPU，如：中 断请求信号、总线请求信号、状态信号。
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
特点： 1、速度越来越快。 2、容量越来越大。 3、功能越来越强。
（1978-1981） 第四代 32位机
80386、80486
（1）、程序计数器（IP）：程序指令所在单元地址。 （2）、指令寄存器（IR）：保存当前正在执行的一条 指令。
（3）、指令译码器（ID）：将指令的操作码翻译成机 器能识别的命令信号。
（4）、时序信号发生器：根据指令译码器（ID）产生 的命令信号产生具体的控制信号。
3.寄存器阵列 包括一组通用寄存器组和专用寄存器。通用寄存器 用于暂存参加运算的一个操作数，例如数据寄存器 可以用来存放8位或16位的二进制操作数。这些操 作数可以是参加操作的数据，操作的中间结果，也 可以是操作数的地址，大部分算术和逻辑运算指令 都可以使用这些数据寄存器。专用寄存器通常有指 令指针IP或程序计数器PC和堆栈指针SP等
RAM ROM
存储器 外存（辅存） 软盘、 硬盘、 光盘
3、I/O设备和I/O接口 （1）、I/O设备：微机配盘和显示器（CRT）。 键盘
输入设备
I/O设备
鼠标 扫描仪、数码相机
显示器
输出设备 打印机
绘图仪
（2）、I/O接口：连接外设备和系统总线，完成信号 转换、数据缓冲、与CPU进行信号联络等工作。 显示器卡：完成显示器与总线的连接。 声卡：完成声音的输入/输出。 网卡：完成网络数据的转换。 扫描卡：连接扫描仪到计算机。 调制解调器卡：模拟信号与数字信号相互转换。 键盘接口、打印机接口等。 232接口：串行数据接口。 USB接口：通用串行接口。
第一章 微型计算机系统概述
本章学习目标
• 了解微型计算机的发展、分类 • 掌握计算机的组成结构
1、1 微型计算机的特点和发展 • 计算机按体积、性能、价格分为:
• 巨型机、大型机、中型机、小型机、微机
• 微型机的特点：
• ①体积小、重量轻②价格低廉 • ③可靠性高、结构灵活④应用面广
1971年，美国Intel公司研究并制造了I4004微处理器芯 片。该芯片能同时处理4位二进制数，集成了2300个晶 体管，时钟频率 1 MHz，执指时间20μs。它是世界上 第一个微处理器芯片，以它为核心组成的MCS-4计算 机，标志了世界第一台微型计算机的诞生。 1972年，美国Intel公司制造了8080/8085微处理器芯片。 该芯片能同时处理8位二进制数，集成了5000个晶体管， 时钟频率 2~4 MHz，执指时间1~2μs。 1978年，美国Intel公司制造了8086/8088微处理器芯片。 该芯片能同时处理16位二进制数，集成了20000个晶体 管，时钟频率 4~8 MHz，执指时间0.5μs。
1、运算器：计算机中加工和处理数据的功能部件。 功能：（1）、对数据进行加工处理，主要包括算术和 逻辑运算，如加、减、乘、与、或、非运算等。 （2）、暂时存放参与运算的数据和中间结果。
ALU
数据 寄存 器2#
数据 寄存 器1#
存 储 器
外 设
2、控制器
控制和指挥计算机内各功能部件协同动作，完成计算机 程序功能。 由程序计数器（IP）、指令寄存器（IR）、指令译码 器（ID）和时序信号发生器组成。