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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,第一章,微型计算机概述,1,基本概念,2,微处理器概述,3 PC,概述,1,1,基本,概念,第一台电子计算机,ENIAC,：,1946,年美国宾夕法尼亚大学制造。,Electronic Numerical Integrator and Calculator,电子数字计算机是近代重大科学成就之一。自从,1946,年第一台电子计算机问世以来，经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模、超大规模集成电路等几个发展阶段。,2,微处理器：,运算器（,Arithmetic logic unit,）,控制器（,Control Unit,）,寄存器组,(Registers),以及连接三者的内部总线，集成在一个芯片上。叫做微处理器。,又叫中央处理器（,Central Processing Unit,）,CPU,3,微型计算机,CPU+MM+I/O,接口,以及连接三者的系统总线的集合，叫,做,微型计算机系统。亦即硬件系统。,4,计算机系统,=,硬件系统,+,软件系统,5,2,微处理器概述,1.2.1,微处理器的发展,1.2.2,微处理器结构的发展,6,1.2.1,微处理器的发展,微型计算机的发展是以微处理器的发展为特征的。微处理器自,1970,年问世以来，在短短几十年的时间里以极快的速度发展，初期每隔,2,3,年就要更新一代，现在则不到一年更新一次。,第一阶段：,1971,1973,年,其典型产品是,Intel 4004,（,4,位）和,Intel 8008,（,8,）,集成度约为,2000,个晶体管,/,片，时钟频率为,1 MHz,。平均执行时间,20,微妙。,4004,本来是为台式计算器而研制的。但取得了意外的成功。于是，,Intel,将其做了改进，生产了通用的微处理机。,7,第二阶段：,1973,1978,年。,其典型产品是,Intel 8080,和,M6800,，字长为,8,位，集成度约为,5000,个晶体管,/,片，时钟频率为,2 MHz,。是典型的第二代。,1976,1978,年为高档的,8,位微机。,其典型产品是,Intel 8085,、,M6802,和,Z80,，字长为,8,位，集成度约为,10000,个晶体管,/,片，时钟频率为,2.5,5 MHz,。,8,第三阶段：,1978,1981,年。为,16,位微机。,其典型产品是,Intel 8086,、,M68000,和,Z8000,，字长为,16,位，集成度约为,30 000,个晶体管,/,片，时钟频率为,5 MHz,。数字协处理器则为,8087,。（浮点运算）,第四阶段（,1981,年后）：,为,16,位微机和,32,位微机,。,其典型产品是,Intel 80386,，集成度已达,27,万个晶体管,/,片，时钟频率为,16,25 MHz,。由于集成度高，系统的速度和性能大为提高，可靠性增加，成本降低。,9,1989,年，,Intel,公司将数学协处理器和高速缓存加到,386,芯片内，推出了,80486,微处理器。,80486,与,80386,完全兼容，但速度要比,80386,快。,80486,借用了,80386,中指令流水线和,RISC,（精简指令系统）的设计思想，减少了大部分指令的时钟周期。,80486,采用高集成度的超大规模集成电路，芯片内含有,120,万个晶体管，时钟频率可以达到,100 MHz,。,80486DX=80386+80387+CACHE,10,第五阶段：,1993,2007,年。有了,64,位微机。,1993,年,3,月，,Intel,公司推出,Pentium,微处理芯片（又称,P5,，俗称,586,），它采用比,486,更高集成度的超大规模集成电路。,Pentium,与,386,或,486,完全兼容，采用,32,位地址线和,64,位数据线，,寻址范围为,4 GB,（,2,32,），时钟频率可达,60 MHz,甚至更高。,11,1995,年推出的,Pentium Pro,（又称,P6,，俗称高能奔腾）,CPU,，其中集成了,550,万只晶体管，地址线为,36,位，寻址范围为,64GB,，主频提高到,133 MHz,。,1996,年到,1998,年间推出,Pentium II,，其性能基于,P5,和,P6,芯片之间并附加多媒体声像处理指令,(MMX),。,1999,年推出,Pentium CPU,，主频达,450 MHz,以上，具有,32 KB,一级高速缓冲存储器,(Cache),和,512 KB,二级高速缓冲存储器,它针对网络功能进行了优化，增加了,70,条扩展指令，提高了,CPU,处理连续数据流的效率和浮点运算速度并加强了多媒体功能,(SSE=Streaming SIMD Extensions),。,12,2000,年，,Intel,公司推出了,Pentium,。,采用,0.18,微米工艺。集成度达,4200,万晶体管,/,芯片。采用,NETBurst,架构。,400Mhz,系统总线，主频达,2Mhz,。,2005,年成为双核年。,现在流行,Intel,酷睿,2,结构的双核处理器和,4,核处理器。,13,1.2.2,微处理器结构的发展,14,3,PC,概述,1.3.1,PC,的发展,1.3.2PC,的基本组成,15,1.3.1 PC,的发展,16,1.3.2,PC,的基本组成,：,微型计算机的硬件系统概念框图如图,1.2,所示。,硬件系统：,17,图,1.2,微型计算机硬件概念框图,18,微型计算机主要由如下几个部分组成：微处理器或称中央处理单元,(CPU),、内部存贮器,(,简称内存,),、输入输出接口,(,简称接口,),及系统总线。,（,1,）,.CPU (Central Processing Unit),CPU,是一个复杂的电子逻辑元件，它包含了早期计算机中的运算器、控制器及其他功能，能进行算术、逻辑及控制操作。,（,2,）,.,内存,(Internal Memory),存放程序和数据的部件。,顾名思义，所谓内存就是指微型计算机内部的存贮器。按地址存放数据。,19,位（,bit,）,=binary digit,二进制位。,字节（,Byte,）：,8,位二进制数作为一个单位来处理。,字长：,某微处理器中，,ALU,和寄存器的位数。即一次能直接处理的二进制位数，称为字长。,如：,8085 8,位,8028616,位,8038632,位,PentiumIV,64,位,20,1 K=2,10,=1024bit,1 M=2,20,=10241024=1,048,576bit,1 G=2,30,=10241M=1,073,741,824,1 T=2,40,=10241G=1,099,511,627,776,21,（,3,）,.,系统总线,所谓总线就是用来传送信息的一组导线。由图,1.1,可以看到系统总线将构成微型机的各个部件连接到一起，实现了微型机内部各部件间的信,息交换。,22,（,4,）,.,接口（,interface,）,微型计算机广泛地应用于各个部门和领域，所连接的外部设备是各式各样的。它们不仅要求不同的电平、电流，而且要求不同速率，有时还要考虑是模拟信号，还是数字信号。,23,2,软件系统,（,1,）,.,系统软件,系统软件用来管理和协调构成微型计算机的各部分硬件和软件资源。如,CPU,、内存、各种外设进行管理和协调,，使它们有条不紊、高效率地工作。,Windows 95 Windows 2000 Windows XP,（,2,）,.,应用软件,应用软件是针对不同应用，实现用户要求的功能软件。例如，,Internet,网点上的,Web,页、各部门的,MIS,程序、,CIMS,中的应用软件以及生产过程中的监测控制程序等等。,又如：,Office,套件。,24,25,
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