1978年 8086 /8088 2.9万 （3万） 1982年 80286 13.5万 1985年 80386 32万 1990年 80486 120万 1993年 Pentium 320万 1996年 Pentium Pro 550万 1997年2月 Pentium II 750万，300MHz 1999年 Pentium III 2000年(4季度) Pentium IV 4200万，1.4GHz(0.18um工艺) 其他新型技术，如激光计算机。 从计算机结构及信息理论方面，“非冯结构”（神经网络－－仿人脑 的思维和记忆模型），更便于处理某些智能型问题。 目前,CPU的主频已达到4G以上,线宽也突破了0.09um。64位双核 CPU也已商业化。

数据总线 DB


控制总线 CB


24



1.2.1芯片组的引出 把主板上众多的接口芯片和支持芯片按不同 功能分别集成到一片集成芯片之中。这种用 少量几片VISI芯片的组合称为：控制芯片组 “，简称”芯片组“。 采用芯片组后，可以简化主板的设计，降低 了系统的成本，提高了系统的可靠性，同时 对今后的测试、维护和维修都提供了极大的 方便。
1971 1974 1978 1984 1985 1989 1993
4004 8080 8086 80286 80386 80486 Pentium586
1995 1997
1999 2000
Pentium Pro 550万 PⅡ
PⅢ PⅣ
150~200 300~450
600~1000 1.4G
0.6 0.35
用于数值计算、数据处理及信息管理方向

将 CPU 以 及 其 他 主 要 部 件 （ 如 通用微机，例如：PC微机 ROM、RAM、I/O接口）都集成在 功能、速度、使用方便、人机对话手段 一个微处理器芯片中

用于过程控制及智能化仪器仪表方向

例如：常用的MCS-51、MCS-96
专用微机，例如：单片机、工控机 可靠性高、实时性强 程序相对简单、处理数据量小
系统总线

总线是指传递信息的一组公用导线 总线是传送信息的公共通道 微机系统采用总线结构连接系统功能部件 总线信号可分成三组 地址总线 AB：传送地址信息(单向) 数据总线 DB：传送数据信息(双向) 控制总线 CB：传送控制信息(每根单向/双向)
总线是计算机的部件与部件之间传输信息的公共通路，它 能分时地发送和接收各部件的信息。总线不仅仅是一组传输 线，它还包括与数据传输有关的控制逻辑。所以，在一个计 算机系统中，总线应被看成一个独立的部件。
0.25 0.18
64(32位处理器) 64(32位处理器)
64(32位处理器) 64(32位处理器)
32 32
32 32
750万
800万 1000万





一、按计算机应用划分的计算机发展阶段 （1）超、大、中、小型计算机阶段（1946年~1980 年） 采用计算机来代替人的脑力劳动，提高了工作 效率，能够解决较复杂的数学计算和数据处理。 （2）微型计算机阶段（1981年~1990年） 微型计算机大量普及，几乎应用于所有领域， 对世界科技和经济的发展起到了重要的推动作用。 （3）计算机网络阶段（1991年至今） 计算机网络为人类实现资源共享提供了有力的 帮助，从而促进了信息化社会的到来，实现了遍及 全球的信息资源共享。

信息化三大技术支柱
• • •
计算机技术
通信技术 网络技术
12
微处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系：
微处理器
微型计算机 硬件 微型计算机 软件 运算器 控制器 寄存器组
内存储器 输入/输出接口 输入/输出设备及外存储器 系统软件 应用软件
电源、面板和机架等
13
1.1.2 微型计算机的应用

19
1.2 微型计算机的系统组成
微型计算机
微处理寄存器组 内存储器 总线
输入输出 接口电路
外部设备
软件
20
1.2.1 微型计算机的硬件组成
系统总线BUS 处 理 器 子 系 统 系 统 总 1. 线 2. 形 成 3.
4.
地址总线AB 数据总线DB
微处理器子系统 控制总线CB 存储器 存储器 I/O接口 I/O设备和I/O接口 系统总线



17



18
按组装形式和系统规模划分,常见的微型计算机有 单片机、单板机和个人计算机等。 （1）单片机。即单片微型计算机，又称为“微控制 器”和“嵌入式计算机”。这是一种把构成一个微型 计算机的一些功能部件集成在一块芯片之中的计算机， 该功能包括微处理器、RAM、ROM、I/O接口电路、 定时器/计数器等，甚至还有将D/A和A/D集成在内 的 单 片 机 。 如 Intel 公 司 的 MCS-51 系 列 单 片 机 （8031、8051、8751）、MCS-96系列（8096、 8796、8098）、Motorola公司的MC6805等。 （2）单板机。将微处理器、RAM、ROM及一些I/O 接口电路，加上相应的外设以及监控程序固件等安装 在一块印刷电路板上所构成的计算机系统，如以Z80 为CPU的TP-801、及以Intel 8086为CPU的TP-86 等，广泛用于生产过程的实时控制及教学实验。 （3）个人计算机。略
5
1.1.1 微型计算机的发展（续）

第4代：32位微机

I80386 →80486→ Pentium →Pentium II →Pentium III → Pentium 4

第5代：64位微机
Itanium 、64位RISC微处理器芯片
6
1.1.1 微型计算机的发展（续）




I/O设备
图1.1 微型计算机的系统组成
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微处理器（Microprocessor）

微处理器具有运算和控制功能，是整个微型计算机的核心，也称中央处理 器CPU（Central Processing Unit）。由一片或几片大规模集成电路组成， 具有控制器和运算器功能。 注意，微处理器并不是一台完整的计算机 微处理器的主要功能部件 （1）算术逻辑部件（ALU）：用来进行算术和逻辑运算。 例如，SUB AL，5； AND AL，FEH；ADD AL，10；OR AL，01H； （2）累加器：运算前存放操作数，运算后存放运算结果。输入/输出指令也 通过累加器来完成。 例如：IN AL，50H； OUT 51H，AL； （ 3 ） 程 序 计 数 器 （ Program Counter--PC ） ， 也 称 指 令 计 数 器 （Instruction Counter），由它指出下一条要执行指令所在存储单元的 地址，具有加1计数的功能。 （4）指令寄存器：用来存放从存储器中取出的指令码。 （5）指令译码器：对指令码进行译码，确定指令的操作（如加、减、移位 等）。 （6）时序和控制部件 22
4
1.1.1 微型计算机的发展

第1代：4位和低档8位微机
I4004→I4040→I8008

第2代：中高档8位微机
M6800、 I8080、Z80、I8085 Apple-II 微机、MCS-48、MCS-51系列

第3代：16位微机 M68000、Z8000
I8086/ 8088 →80286， IBM PC系列机
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2．新型计算机

神经网络计算机：建立在人工神经网络研究的基础上， 从内部基本结构来模拟人脑的神经系统。用简单的数据 处理单元模拟人脑的神经元，并利用神经元节点的分布 式存储和相互关联来模拟人脑的活动。 生物计算机：使用由生物工程技术产生的蛋白分子为材 料的“生物芯片”，不仅具有巨大的存储能力，而且能 以波的形式传播信息。由于它具备生物体的某些机能， 所以更易于模拟人脑的机制。
14
1.1.3 计算机的特点、分类及应用
1．计算机的特点



运算速度快：PC机每秒种可以处理几百万条 指令，巨型机的运算速度可以达到几亿次以上。 计算精度高：普通微型计算机的计算精度已达 到32~64位二进制数。 具有“记忆”和逻辑判断功能：“记忆”功能 指的是计算机能够存储大量信息，供用户随时 检索和查询。逻辑判断功能指的是计算机不仅 能够进行算术运算，还能进行逻辑运算和实践 推理。记忆功能、算术运算和逻辑运算相结合， 使得计算机能够模仿人类的某些智能活动，成 为人类脑力延伸的主要工具，所以计算机又称 为“电脑”。
3 . 微型计算机的性能指标介绍

位：这是计算机中所表示的最基本、最小的数据单元。
字长：是计算机在交换、加工和存放信息时的最基本的长度。
字节（Byte）：是计算机中通用的基本单元，由8个二进制位组成。 字：是计算机内部进行数据处理的基本单位。 主频：也称时钟频率，是指计算机中时钟脉冲发生器所产生的频率。 访存空间：是该微处理器构成的系统所能访问的存储单元数。 指令数：构成微型计算机的操作命令数。 基本指令执行时间：计算机执行程序所花的时间。 可靠性：指计算机在规定时间和条件下正常工作不发生故障的概率。 兼容性：指计算机硬件设备和软件程序可用于其他多种系统的性能。 性能价格比：是衡量计算机产品优劣的综合性指标。
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总线信号

地址总线 AB


输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址 地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围 CPU读操作时，外部数据通过数据总线送往CPU CPU写操作时，CPU数据通过数据总线送往外部 数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数
协调系统中各部件的操作，包括以下信号： 控制信息（输出）、请求（输入）、状态联络（输入/出） 控制总线决定了系统总线的特点，例如功能、适应性等