第一章-微处理器技术基础11(课堂PPT).ppt

单击此处编辑标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本课程内容简介,-,概述,第一章,微处理器技术基础,1.1,微处理器的发展简史,1.2,微处理器有关的技术名词,1.3,计算机编码及总线的概念,1.4 8086/8088,微处理器,内部结构,本课程内容简介,-,汇编语言,第二章,8086,基本指令,系,统,第三章,MASM,汇编语言,第四章 汇编语言程序设计,本课程内容简介,-,接口技术,第七章,微型计算机的输入与输出,第八章 半导体存储器,第九章 中断控制器及,DMA,控制器,第十章 定时器、并行及串行接口,1.1.1,概述,1.1.2,微处理器的发展过程,1.1.3,微处理器的,发展趋势,1.1,微处理器的发展简史,1.2,微处理器有关的技术名词,1.2.1,高速缓冲存储器,Cache,1.2.2,复杂指令系统计算机,CISC,和精简指令系统,计算机,RISC,第一章 微处理器技术基础,1.3,计,算机编码及总线的概念,1,.3.1,带符号数的表示方法,1.3.2,计算机中常用编码,1.3.3,微型计算机系统的三总线,1.4,8086/8088,微处理器,内部结构,1.4.1 8086,的基本结构,1.4.2 8086,的内部寄存器功能,第一章 微处理器技术基础,1.1,微处理器的发展简史,1.1.1,概述,一、了解：,现代计算机的基本结构，是建立在美籍匈牙利数学家,冯,.,诺依曼,计算机模型的基础上，并继续沿用他提出的,程序,存储,和,二进制,的设计思想。,二、计算机的基本结构有：,1,、微处理器,（,CPU,）,2,、存储器,（,ROM,、,RAM,）,3,、输入,/,输出设备,（,Input,、,Output,）,微处理器,CPU,存储器,RAM,接口电路,时钟,外存,I/O,设备,接口电路,存储器,ROM,数据总线（双向）,地址总线（单向）,控制总线,1.1,微处理器的发展简史,计算机的基本结构,1.1,微处理器的发展简史,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。,存储器,功能：存放程序和数据。,存储器,内存（主存）,外存（辅存）,RAM,ROM,SRAM,DRAM,ROM,EPROM,E,2,PROM,软盘,硬盘,光盘,1.1,微处理器的发展简史,I/O,设备和,I/O,接口,I/O,设备：,微机配备的输入,/,输出设备（外设）。,标准输入,/,输出设备（控制台）：键盘和显示器（,CRT,）。,I/O,设备,输入设备,输出设备,键盘,鼠标,扫描仪、数码相机,显示器,打印机,绘图仪,1.1,微处理器的发展简史,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。,键盘接口、打印机接口等。,RS232,接口：串行数据接口。,USB,接口：通用串行接口。,1.1,微处理器的发展简史,系统总线,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,2,16,=64 KB,。,20,条地址线可访问,2,20,=1 MB,。,1K=1024B 1M=1024 KB 1G=1024 MB,1.1,微处理器的发展简史,（,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。,1.1,微处理器的发展简史,三、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。,1.1,微处理器的发展简史,硬件,微计算机,外围设备,微处理器,内存储器,I/O,接口电路,系统总线,外部设备,过程,I/O,通道,1.1,微处理器的发展简史,软件,系统软件,程序设计语言,应用软件：软件包，数据库,机器语言,汇编语言,高级语言,监控程序,操作系统,编辑程序,解释程序,编译程序,诊断程序,1.1,微处理器的发展简史,1.1.2,微处理器的发展过程,一、第一代：,19711973,年，,4,位或低档,8,位微处理器,4004,（,1971,年）：,4,条数据线，字长是,4,位,8008,（,1972,年）：,8,条数据线，字长是,8,位,二、第二代：,19741978,年，中高档,8,位微处理器,特点：,8,位字长，,16,位地址线,(64K),产品：,Intel,公司的,8080,划分阶段的标志：,以字长和微处理器型号。,1.1,微处理器的发展简史,1.1.2,微处理器的发展过程,三、第三代：,19781982,年，,16,位微处理器,特点：,16,位字长（内、外数据总线均为,16,位），,20,位地址线,(1M),产品：,Intel,公司的,8086,特点：外部数据总线为,8,位，内部数据总线为,16,位，,20,位地址线,(1M),产品：,Intel,公司的,8088,（在,8086,的基础上推出）,特点：内、外数据总线均为,16,位，,24,位地址线,(16M),产品：,Intel,公司的,80286,1.1,微处理器的发展简史,1.1.2,微处理器的发展过程,四、第四代：,1985,年后，,32,位高档微处理器,特点：,32,位数据线，,32,位地址线,(4G),产品：Intel,公司的,80386,和,80486,五、第五代：,1993,年后，,64,位高档微处理器,特点：外部数据总线为,64,位，内部数据总线为,32,位，,32,位地址线,(4G),产品：,Intel,公司的,Pentium,（,586,），中文名“奔腾”,1.1,微处理器的发展简史,1.1.2,微处理器的发展过程,六、第六代：高能奔腾微处理器,特点：外部数据总线为,64,位，内部数据总线为,32,位，,36,位地址线,(64G),产品：,Intel,公司的,Pentium,（,686,），中文名“高能奔腾”,七、第七代：多能奔腾（在,Pentium,的基础上增加了,MMX,）,特点：外部数据总线为,64,位，内部数据总线为,32,位，,36,位地址线,(64G),产品：,Intel,公司的,Pentium,II,、,Pentium,III,、,Pentium 4,1.1.3,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,数据处理（信息处理）,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,工业控制,用单板微型计算机实现,DDC,级控制，用卫星计算机实现,SCC,级监督管理控制，用高档微型计算机实现,SCC,或低层,MIS,管理已屡见不鲜。,1.1,微处理器的发展简史,1.1,微处理器的发展简史,4,计算机辅助系统,计算机辅助系统主要有计算机辅助教学（,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。,1.1,微处理器的发展简史,1.1.4,计算机,的发展趋势,1,、朝着微型计算机和巨型计算机两级方向发展。,2,、当前开发和研究的热点是多媒体计算机。,3,、未来计算机发展的总趋势是智能化计算机。,4,、今后计算机应用的主流是计算机与通信相结合的网络技术。,5,、非冯,诺依曼型体系结构的计算机是提高现代计算机性能的,另一个研究焦点。,当前微型计算机市场上，大多数微型计算机的微处理器是,Intel,公司推出的,8086,微处理器家族成员，有,8086,、,80186,、,80286,、,80386,、,80486,、,Pentium(80586),、,Pentium,及,Pentium,。可以把,8086,微处理器看作基础，以后所推出的,80286,等微处理器虽然都有改进，但都保持与,8086,兼容，即都具有,8086,的基本逻辑结构。,总结,以,8086,微处理器组成的微机系统是,IBM PC/XT,及其兼容,机，虽然市场上已经少见了，但从学习的角度出发，它仍然可,以作为基本例机学习。,1.2,微处理器有关的技术名词,1.2.1,高速缓冲存储器,Cache,目的：为了解决处理器速度快而存储器慢的矛盾，在两,者之间加一级高速缓冲器,Cache,。,作用：在,CPU,要从主存中读取一个数据时，它先在,Cache,中查找是否有该数据。若有，立即从,Cache,中读取到,CPU,，,若没有，从主存中读取这个数据送,CPU,，同时将包含这个,数据的整个数据块送到,Cache,。,1.2.2,复杂指令系统计算机,CISC,和精简指令系统计 算机,RISC,1.2,微处理器有关的技术名词,前者指令系统多，使用频率较低而造成硬件和资源的,浪费。,后者只有少数简单的指令，使用频率高。,