【正文】 （ 19811992） （ 1993后） 特點(diǎn)： 速度越來越快。 微機(jī)概念：以大規(guī)模、超大規(guī)模構(gòu)成的微處理器作為核心，配以存儲(chǔ)器、輸入 /輸出接口電路及系統(tǒng)總路線所制造出的計(jì)算機(jī)。該芯片能同時(shí)處理 4位二進(jìn)制數(shù)，集成了 2300個(gè)晶體管，每秒可進(jìn)行 6萬次運(yùn)算，成本約為 200美元。 （ 3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段（ 1991年至今） 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為人類實(shí)現(xiàn)資源共享提供了有力的幫助，從而促進(jìn)了信息化社會(huì)的到來，實(shí)現(xiàn)了遍及全球的信息資源共享。 4．按計(jì)算機(jī)應(yīng)用劃分的計(jì)算機(jī)發(fā)展階段 （ 1）超、大、中、小型計(jì)算機(jī)階段（ 1946年 1980年） 采用計(jì)算機(jī)來代替人的腦力勞動(dòng)，提高了工作效率，能夠解決較復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。 11 （ 4）第四代（ 1971年 ）：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) 大規(guī)模集成電路使計(jì)算機(jī)發(fā)生了巨大的變化，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的集成度越來越高。 （ 3）第三代（ 1965年 1970年）： 中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) 特點(diǎn)：存儲(chǔ)容量 1 4兆字節(jié)。 10 3．按邏輯部件化分的計(jì)算機(jī)發(fā)展階段 按電子部件的演變經(jīng)歷了 四代 ： （ 1）第一代（ 1946年 1958年）： 電子管計(jì)算機(jī) 特點(diǎn)：體積大、耗電多、運(yùn)算速度慢，存儲(chǔ)容量小。 控制器具有判斷能力 ，能根據(jù)指令 ， 選擇不同的動(dòng)作流程 ? 微處理器 包括運(yùn)算器和控制器。諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu) 運(yùn)算器 存儲(chǔ)器 控制器 輸出設(shè)備 輸入設(shè)備 原始數(shù)據(jù)和指令 計(jì)算結(jié)果 計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)框圖 9 馮 諾依曼提出的體系結(jié)構(gòu)奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)，被譽(yù)為計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑。諾依曼型計(jì)算機(jī)。 工作原理的核心是 “ 存儲(chǔ)程序 ” 和 “ 程序控制 ” 。 指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器中，能自動(dòng)依次執(zhí)行指令。諾依曼（ Johe Von Neumman）提出了 “ 存儲(chǔ)程序 ” 的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)方案。 7 2．馮 采用 18000只電子管， 70000個(gè)電阻， 10000支電容，研制時(shí)間近三年，運(yùn)算速度為每秒 5000次加減法運(yùn)算。1 微機(jī)原理與接口技術(shù) 大家好 ！ 2 課程目標(biāo) 掌握： ? 微型計(jì)算機(jī)的基本工作原理 ? 匯編語言程序設(shè)計(jì)方法 ? 微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù) ? 建立微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體概念，形成微機(jī)系統(tǒng)軟硬件開發(fā)的初步能力 3 教材及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 ? 教材： – 《微機(jī)原理與接口技術(shù)》（第 2版） . 馮博琴，吳寧主編 . 清華大學(xué)出版社 ? 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 – 《微機(jī)原理與接口技術(shù)題解及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》（第 2版） . 吳寧，陳文革編 . 清華大學(xué)出版社 4 第 1章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)概論 主要內(nèi)容： ? 微機(jī)系統(tǒng)的組成、發(fā)展 ? 計(jì)算機(jī)中的常用計(jì)數(shù)制、編碼及其相互間的轉(zhuǎn)換 ? 無符號二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算 ? 符號數(shù)的表示及補(bǔ)碼運(yùn)算 ? 二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算中的溢出 ? 基本邏輯門及譯碼器 5 第一章 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) ? 了解微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展、應(yīng)用及其分類 ? 掌握計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的表示 ? 掌握計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu) ? 理解微型計(jì)算機(jī)的工作過程 6 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展 1．第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī) 1946年 2月，美國 賓夕法尼亞大學(xué) 誕生了世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)： “ 埃尼阿克 ” （ ENIAC，即 Electronic Numerical Integrator and Calculator，電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)）。 重量 30噸，占地 170平方米，每小時(shí)耗電 150千瓦，價(jià)值約 40萬美元。 ENIAC的不足 ：運(yùn)算速度慢、存儲(chǔ)容量小、全部指令沒有存放在存儲(chǔ)器中、機(jī)器操作復(fù)雜、穩(wěn)定性差 。諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī) 1946年 6月，美籍匈牙利科學(xué)家馮 其特點(diǎn)是 ： 采用二進(jìn)制數(shù)形式表示數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)指令。 由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備 5大部分組成計(jì)算機(jī)硬件。 按照這一原理設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)稱為馮 馮 8 馮 諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu) ? 數(shù)據(jù)和程序以 二進(jìn)制 代碼形式不加區(qū)別地存放在存儲(chǔ)器中 ， 存放位置由地址指定 ， 地址碼也為二進(jìn)制 ? 由運(yùn)算器 、 控制器 、 存儲(chǔ)器 、 輸入設(shè)備和輸出設(shè)備 五部分 組成 ? 控制器 是根據(jù)存放在存儲(chǔ)器中的指令序列即程序 ? 來工作的 ， 并由一個(gè)程序計(jì)數(shù)器 （ 即指令地址計(jì)數(shù)器 ） 控制指令的執(zhí)行 。以其為核心，通過地址 (AB)、數(shù)據(jù) (DB)、控制 (CB)三總線連接存儲(chǔ)器、輸入 /輸出接口，進(jìn)而連接輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。 （ 2）第二代（ 1959年 1964年）： 晶體管計(jì)算機(jī) 特點(diǎn)：體積減小，重量輕、省電、壽命長、可靠性提高，運(yùn)算速度可達(dá)每秒百萬次。運(yùn)算速度每秒幾百萬至千萬次，可靠性有較大提高，體積進(jìn)一步縮小，成本進(jìn)一步降低，出現(xiàn)了向大型化和小型化發(fā)展的趨勢。 Intel公司推出了微處理器，誕生了微型計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)容量、運(yùn)算速度、可靠性、性能價(jià)格比等方面都比上一代計(jì)算機(jī)有較大突破。 （ 2）微型計(jì)算機(jī)階段（ 1981年 1990年） 微型計(jì)算機(jī)大量普及，幾乎應(yīng)用于所有領(lǐng)域，對世界科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。 12 5 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展 1971年，美國 Intel公司研究并制造了 I4004微處理器芯片。它是世界上第一個(gè)微處理器芯片，以它為核心組成的 MCS4計(jì)算機(jī)，標(biāo)志了世界第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的誕生。 劃分階段的標(biāo)志：以字長和微處理器型號。 容量越來越大。 14 6微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 科學(xué)計(jì)算和科學(xué)研究 計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用于解決科學(xué)研究和工程技術(shù)中所提出的數(shù)學(xué)問題（數(shù)值計(jì)算）。 工業(yè)控制 用單板微型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) DDC級控制，用衛(wèi)星計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) SCC級監(jiān)督管理控制，用高檔微型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) SCC或低層 MIS管理已屢見不鮮。 人工智能 人工智能主要就是研究解釋和模擬人類智能、智能行為及其規(guī)律的一門學(xué)科，包括智能機(jī)器人，模擬人的思維過程，計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)等等。 16 ? 諾依曼計(jì)算機(jī)的工作原理 存儲(chǔ)程序工作原理 17 馮 ? 諾依曼機(jī)的 特點(diǎn)： ? 將計(jì)算過程描述為由許多條指令按一定順序組成的程序，并放入存儲(chǔ)器保存 ? 程序中的數(shù)據(jù)和指令必須采用二進(jìn)制編碼，且能夠被執(zhí)行該程序的計(jì)算機(jī)所識(shí)別； ? 指令按其在存儲(chǔ)器中存放的順序執(zhí)行； ? 由控制器控制整個(gè)程序和數(shù)據(jù)的存取以及程序的執(zhí)行； ? 以運(yùn)算器為核心，所有的執(zhí)行都經(jīng)過運(yùn)算器。 完成 5+6=？的程序： MOV A， 05H /B0H 05H ；把 05送入累加器 A ADD A， 06H /04H 06H ； 06與 A中內(nèi)容相加， 結(jié)果存入累加器 A HLT /F4H ；停止所有操作。 （ 2）、程序計(jì)數(shù)器 PC的內(nèi)容自動(dòng)加 1變?yōu)?01H，為取下一條指令作好準(zhǔn)備， AR內(nèi)容不變。 （ 4）、 CPU發(fā)出“讀”命令。