1、1,微型计算机 硬件技术基础,计算机教学实验中心 2003年9月,2,课程目标,在总整体上建立起微机系统的整体概念； 掌握微型机硬件系统各部分的构成及工作原理； 掌握Intel 8086基本指令系统，并了解80X86部分主要扩展指令； 掌握微型机的输入输出技术及常用接口电路,3,教材及主要参考书,教材： 微型计算机硬件技术基础冯博琴主编，高等教育出版社，2003.8 参考书： 微机原理与接口技术冯博琴主编，清华大学出版社，2002.2 实验指导书： 微机原理与接口实验指导书，交大，轻印,4,考核方式,平时作业 10% 实 验 10% 期末考试 80%,5,第1章 微型机系统概述,主要内容： 计
2、算机系统的层次结构 硬件系统的逻辑构成和物理构成 软件系统 微型机的一般工作过程,6,一、概 述,微型计算机的发展概况 计算机系统 计算机系统的应用,7,计算机的发展概况,电子计算机的发展： 电子管计算机（1946-1956） 晶体管计算机（1957-1964） 中小规模集成电路计算机（1965-1970） 超大规模集成电路计算机（1971-今） 电子计算机按其性能分类： 大中型计算机/巨型计算机（Mainframe Computer） 小型计算机（Minicomputer） 微型计算机（Microcomputer） 单片计算机（Single-Chip Microcomputer） 微型计算机
3、的核心：微处理器(中央处理器CPU) Intel CPU的发展见下页表,8,Intel微处理器的发展简况,9,微型计算机系统的组成,10,微型计算机系统的层次结构,用户应用程序,系统应用程序,操作系统,机器指令,微指令,硬件逻辑电路,应用程序,BIOS,硬件逻辑电路,从系统结构的观点,从程序员的观点,操作系统,11,计算机的应用,科学计算 天气预报、石油勘探、。 数据处理 统计、管理、银行、。 计算机控制（自动控制） 工业控制、遥控遥测、机器人、。 人工智能 思维、行为、推理、。 计算机辅助系统-设计/制造/教学/,12,二、主机的硬件系统,微处理器系统的核心 存储器记忆设备，内存/外存 总线
4、信息的传输设备（CPU总线、系统总线） I/O接口与外设进行信息交换的“桥梁”,13,微型计算机的概念结构,存 储 器,I/O 接 口,输 入 设 备,I/O 接 口,地址总线 AB,输 出 设 备,C P U,数据总线 DB,控制总线 CB,I/O 接 口,AB: Address Bus，DB: Data Bus，CB: Control Bus,14,微机硬件系统组成框图,CPU,北桥,南桥,RAM,Cache,AGP,CRT,BIOS,KBD，Mouse 串行/并行接口 HDD/CDROM(IDE) FDD USB,PCI,ISA,前端总线/CPU总线,接口卡,外设,总线扩展槽,15,主机
5、板,CPU插座 芯片组 内存插槽 高速缓存（Cache） CMOS存放硬件系统参数 系统BIOS POST, SysInit, Setup, 系统服务 总线扩展槽 串/并行接口,主板结构,16,Intel 845GE,17,三、软件系统,系统软件应用软件,操作系统系统应用软件,存储器管理 进程管理 设备管理 文件管理 用户界面GUI,网络软件 编译系统 系统维护程序 工具软件 系统增强软件,办公 数据库 图形图像 游戏 娱乐 。,18,四、冯诺依曼计算机结构,以运算器为核心、以存储程序原理为基础,运算器,输出设备,控制器,输入设备,存储器,指令驱动,指令流,控制命令,数据流,19,五、程序的执
6、行过程,程序,指令1,指令2,指令3,指令4,指令n, ,取指令,指令译码,取操作数,执行指令,存结果,指令周期,操作码,操作数,执行,20,指令执行过程,取指令,指令译码,取操作数,执行指令,存结果,问题： 1。CPU如何知道从哪里取出程序的第一条指令？操作系统 2。CPU如何按程序控制流执行指令？程序计数器 3。CPU如何知道从哪里取操作数？地址、寻址方式,21,指令执行过程(取指/译码/执行),地址寄存器AR,累加器A,加法器,数据寄存器DR,指令寄存器IR,指令译码器ID,时序逻辑电路,时序控制信号（控制命令）,1011 0000,0000 0101,0000 0100,0000 10
7、00,1111 0100,内部总线,存储器,0 1 2 3 4,程序计数器PC,地址,MOV A, 5 ADD A, 8 HLT,地址总线,地 址 译 码 器,读写控制电路,1011 0000,锁存,输出,22,微机启动的过程（DOS）,打开电源,CPU从固定地址处 执行一条跳转指令,系统自检POST,中断初始化,初始化BIOS数据区,从磁盘装入引导程序,检查操作系统文件,加载设备驱动程序 并初始化设备,加载DOS内核,加载用户界面,BIOS,OS,23,六、常用术语,Bit（位，比特） 1个二进制位 Byte（字节） 8个二进制位 KB，MB，GB，TB Word（字） 2个或多个字节,24,结束语,掌握： 微机系统的组成 主板主要器件的功能 冯诺依曼计算机的特点 计算机的一般工作过程,25,作业：,1.3 1.6 1.7 1.8 1.13,谢谢！,
