01第一章微型计算机基础知识

《微型计算机原理》主讲：贾清泉

开设的基本目的： 计算机工作原理是电类专业学生知识结构的重要组成部 分，相关知识对后续课程、日常生活和工作、毕业设计 和硕博课题等各个方面都可能有不同程度的作用。 学习目标： 掌握微型计算机系统的结构组成、实现机理、工作原 理； 掌握汇编语言程序设计的初步方法和调试过程； 建立微型计算机系统整体概念，具备利用微机进行硬 件和软件开发的初步能力。 课程特点：抽象、难理解、乏味！虽然对象是具体的。 课时安排：共48学时，授课40学时，上机实验8学时。 要求：加强理解，把相关知识具体化而不要抽象化。

第一章 微型计算机概述1-1 计算机技术及其发展历史 1、电子数字计算机概念 目前通常所说的计算机是指电子数字计算机 。 电子技术实现、数字化信息处理方式、高度复 杂的逻辑电子电路。信息以二进制形式(逻辑 电平形式)表示；自动地进行信息处理。 2、计算机分类 按信息处理方式：数字计算机和模拟计算机。 模拟计算机由于受元器件质量影响，其计算 精度较低，目前已很少生产。

按用途：通用计算机和专用计算机。

专用计算机针对某用途专门设计。 按规模、速度( 没有一个统一的标准，1989年 IEEE(电气与电子工程师协会)提出一种分类)巨型计算机或超级计算机(Supercomputer) 小巨型计算机(Minisupercomputer) 大型主机(Mainframe) 小型计算机(Minicomputer) 工作站(Work Station) 个人计算机(Personal Computer—PC)

3、计算机发展简史1)机械计算机的诞生 1614 年:苏格兰人John Napier发明了一种可以进 行四则运算和方根运算的精巧装置。 …… 1890年:Herman Hollerith 设计了用于美国人口普 查的机器。结果仅用6周就得出了准确的人口统计 数据(如果用人工方法，大概要花10年时间)。 2)电子计算机时代 1906 年: 美国人Lee De Forest 发明电子管，为 电子计算机的发展奠定了基础。 …… 1946 年: 第一台真正意义上的数字电子计算机 (ENIAC)由美国宾夕法尼亚大学研制成功。

重达数吨，占据几间房间，需要多个操作员来维持 它们正常工作。 非常昂贵，以至于只有政府和大型机构才能够买得 起。 当时的人们认为几台或者几十台这样的机器就能够 满足全世界的需求了。

在此期间，冯.诺伊曼(VON.NEUMANM)也研制 出一台被认为是现代计算机原型的通用电子计算机。

根据使用电子器件的不同，电子计算机经历了四个阶段： 电子管计算机 用机器语言、汇编语言编写程序 (1946—1956) 用于军事和国防尖端技术 晶体管计算机 (1957—1964)

开始使用高级语言

开始用于工程技术、数据处理和 其它科学领域

集成电路计算机 采用微程序、流水线等技术，提高 运行速度 (1965—1970) 出现操作系统、诊断程序等软件 超大规模集成 电路计算机 (1971—至今)

采用半导体存储器 采用图形界面操作系统 器件速度更快, 软件、外设更加丰富

微型计算机是第四代计算机时期出现的一种形式。自从1981年IBM公司进入微型计算机领域推出了IBM -PC以后，计算机的发展开创了一个新的时代—微型

计算机时代。微型计算机的迅速、大规模的应用与普及，使计算机真正广泛地应用于工业、农业、科学技术以及

社会生活与日常生活的各个方面。随着微型计算机应用的普及和发展，芯片与微型机的功能和性能迅速提高， 其功能已经远远超过了20世纪80 年代以前的小型机、中 型机，甚至超过了大型机。

当前微机运算速度一般为20—30亿次/秒； 世界超级计算机情况(2010年6月最新数据):Top1 Top2 Top3 Top4 Top5 Top7 美洲豹 美国橡树岭国家实验室 曙光星云 深圳国家超级计算机中心 走鹃 美国洛斯阿拉莫斯国家实验室 海妖 美国田纳西大学国家计算科学研究院 尤金 德国尤利希超级计算机中心所 天河 天津国家超级计算机中心

2010年10月28日中国推出世界最快的计算 机:天河-1A,2.5千万亿次/秒，比美洲豹 高30%;安装在天津国家超级计算中心。

4、计算机的特点 处理速度快 运算精度高 存储记忆能力强 按人的预先安排自动执行任务 人机交互功能

5、计算机的应用 数值计算: 基本功能，但此功能应用逐渐缩小； 信息处理：数据库，管理信息系统，办公自动化 系统；目前世界约80%的计算机用于信息处理； 控制、自动化：过程控制，生产自动化 辅助分析、设计：CAD,CAM,CAI 仿真计算 网络应用 人工智能：模式识别、神经网络、专家系统、机 器人等

6、计算机发展方向 当前模式的电子计算机发展趋势是朝微型 化和巨型化两方面发展。 功能发展 多媒体计算机：更好地支持多媒体技术， 音频、视频数据压缩、解压缩技术，多媒体 数据的通信。 计算机智能化：具有推理、联想、学习等 思维功能和模式识别功能。 网络计算机：全面支持网络功能。

新型计算机的研究： 神经网络计算机：从内部结构模拟人脑神 经系统。 生物计算机：使用蛋白分子为材料的生物 芯片。 光学计算机：用光子代替电子，用光连接 代替金属导线连接，运算速度快千倍。

7、个人计算机的构成 中央处理器CPU、主板、内存、硬盘、显卡、 显示器、键盘等