微型计算机技术及应用 王 健 主讲 授课学时：40学时 大连理工大学计算机系.

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1 微型计算机技术及应用 王 健 主讲 授课学时：40学时 大连理工大学计算机系

2 与我联系 姓 名：王健 单 位：电信学院计算机系 办公室：电信学院B0811 电 话：84706009-2811
姓 名：王健 单 位：电信学院计算机系 办公室：电信学院B0811 电 话： 教学资源网址:

3 课程目标 建立微型计算机系统的整体概念，培养微机应用系统软硬件开发的综合能力。 微型计算机的基本结构与工作原理 汇编语言程序设计
微型计算机接口技术

4 参考书 戴梅萼，史嘉权，微型计算机技术及应用（第4版）清华大学出版社
Barry B.Brey（美），金惠华等译，Intel微处理器（原书第7版） ，机械工业出版社 李继灿，微型计算机技术及应用，清华大学出版社

5 教学内容 第1章 微型计算机概述 第2章 16位和32位微处理器 第3章 Pentium的指令系统（复习和自学）
第1章 微型计算机概述 第2章 16位和32位微处理器 第3章 Pentium的指令系统（复习和自学） 第4章 微型计算机存储器系统 第5章 微机与外设的数据传输 第6章 串并行通信和接口技术 第7章 中断及中断控制器 第8章 计数器/定时器 第9章 微机中的常用总线

6 第 1 章 微型计算机概述 1.1 微型计算机的特点和发展 1.2 微型计算机的分类 1.3 微型计算机系统的三个层次
第 1 章 微型计算机概述 1.1 微型计算机的特点和发展 1.2 微型计算机的分类 1.3 微型计算机系统的三个层次 1.4 微型计算机的应用

7 1.1 微型计算机的特点和发展 1.1.1 微型计算机的特点 体积小、重量轻 价格低廉 可靠性高、结构灵活 应用面广

8 1.1.2 微型计算机的发展 1.微处理器的发展 （1）INTEL微处理器的发展（见表） Pentium 4的主要技术特性
于2000年6月面世，第一代主频为1.4GHz~2GHz,第二代主频为1.6GHz~3.06GHz, 目前超过3GHz 采用超线程技术 3条超标量流水线，20级流水线深度 高效的乱序执行功能 新型片上跟踪缓存，能存储x86指令解码后的微操作指令 采用64位4倍数据速率（QDR）前端总线FSB，外频X4倍频方式实现CPU和内存的配合。 SSE2指令扩展，处理128位SIMD的整数和双精度浮点

9 Intel台式机微处理器的发展年表 代 发表 年份 字长 型号 线宽 (m) 晶体管数 (万个) 时钟频率 (MHz) 速度 (MIPS)
(bits) 型号 线宽 (m) 晶体管数 (万个) 时钟频率 (MHz) 速度 (MIPS) 一 1971 1972 4 8 4004/4040 8008 50 0.2 0.3 <1 0.05 二 1974 8080 20 0.5 2-4 三 1978 1982 16 8086/8088 80286 2-3 2.9 13.4 8-16 1-2 四 1985 1989 32 80386 80486 27.5 120 16-33 25-66 6-12 20-40 五 1993 Pentium 330 60-200 六 1995 1996 1997 1999 2000 P/Pro P/MMX PII PIII P4 0.6 0.35 550 450 750 850 4200 >300 七 2002 ？ 64 Itanium 0.13 CPU:2.5K Cache:30K 800(20条指令/时钟周期) >3000

10 （2）从单处理器向多处理器发展 80486一个定点处理器，一个浮点处理器； Pentium二个定点处理器，一个浮点处理器； Pentium Pro四个定点处理器，二个浮点处理器，支持多CPU; Pentium II片内内集成了二级Cache。 英特尔® 酷睿™ 2 双核处理器包含 2.91 亿个晶体管。

11 （3）指令系统由复杂指令系统向精简指令系统发展
复杂指令系统（CISC） 精简指令系统（RISC） MIPS R2000/R3000 Motorola 88000 INTEL Intel486以上计算机支持精简指令 （4）嵌入式处理器（单片机）应用前景广阔 主要应用在工业系统或家用电器等专用场合。 INTEL MSC-48,51,96单片机 Rabbit2000 ARM嵌入式处理器 DSP数字信号处理器

12 2. 微型计算机系统的发展 （1）多种形式 台式机 笔记本 台式机 笔记本 工作站 工作站 平板电脑 掌上电脑 掌上电脑 平板电脑

13 （2）开放的硬件结构 ISA，VESA，PCI，AGP，USB等总线连接 DIY装机：主板，CPU，芯片组，内存，硬盘，光驱，显示卡，显示器，机箱，键盘，鼠标，声卡，音箱等。

14 （3）丰富的软件支持 操作系统：Windows 9x/2000/XP，OS/2，Unix，Linux 开发语言： ASM，C，C++，VB，VC++，Delphi，JAVA 应用软件：Office，金山词霸，财务软件，CAD/CAM 计算机网络：广域网，局域网(LAN)，无线局域网(WLAN)，蓝牙(Bluetooth)，Internet 多媒体技术：媒体播放器，Realone

15 1.2 微型计算机的分类 字长： 按字长分类： CPU一次能处理的数据宽度，与ALU的位数和内部数据线的宽度有关。 1位机 4位机 8位机
16位机 32位机 64位机

16 1.3 微型计算机系统的三个层次 微处理器 微型计算机 微型计算机系统 Microprocessor Microcomputer
外围设备 系统软件 系统总线 输入/输出接口 存储器（ROM、RAM） 处 理 器 算术逻辑部件 累加器、寄存器 控制部件 内部总线 微处理器 Microprocessor 微型计算机 Microcomputer 微型计算机系统 Microcomputer System

17 微型计算机系统的层次结构 运算器 控制器 微处理器 寄存器 存储器 I/O接口 总线 硬件系统 键盘、鼠标 显示器 微 型 软驱、硬盘、光驱
软件系统 微 型 计算机 系 统 外 设 运算器 控制器 寄存器 键盘、鼠标 显示器 软驱、硬盘、光驱 打印机、扫描仪 系统软件 应用软件

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19 1.3.1 微处理器 1. CPU （Central Processing Unit） 主要由控制器和运算器组成，是计算机的核心。
微处理器（Microprocessor），即微型计算机中的CPU，将运算器和控制器等部件集成在一个芯片上，是微型计算机的核心。 微处理器主要包括：运算器、控制器和寄存器。 实现运算功能和控制功能

20 2.CPU一般应具备的功能 可以进行算术运算和逻辑运算； 可以保存少量数据； 能对指令进行译码并执行规定的动作； 能和存储器、外设交换数据； 提供整个系统所需要的定时和控制； 可以响应其他部件发来的中断和DMA请求。

21 3. CPU的组成 算术逻辑部件（ALU） 累加器和通用寄存器 程序计数器（指令指针） 指令寄存器和译码器 时序和控制部件 移位寄存器 标志寄存器等

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23 1.3.2 微型计算机 微型计算机（Microcomputer）：以微处理器为核心，配上存储器(RAM、ROM)、输入/输出(I/O)接口电路及系统总线等部件，就构成了微型计算机。 微处 理器 CPU 存储器 输入输出 接口电路 地址总线AB 数据总线DB 控制总线CB

24 1.3.3 微型计算机系统 1.微型计算机系统（Microcomputer System）
以微型计算机为核心，配上外部设备、电源和软件系统等，能独立工作的完整计算机系统。 微型计算机 系统软件 操作系统 实用程序：编辑程序、汇编编译程序、调试程序 外部设备 输入设备 输出设备 外存设备

25 2. 微机系统典型硬件结构 ROM RAM I/O接口 外设 CPU 总 线 控 制 逻 辑 CPU部分 数据总线DB 地址总线AB
控制总线CB 地址总线AB 数据总线DB CPU 总 线 控 制 逻 辑 CPU部分

26 3.IBM-PC硬件结构框图（系统板部件框图）
总线控制逻辑 8237 DMA控制器 RAM ROM 8087协处理器 8284A时钟发生器 8088 微处理器 8259A中断控制器 8253/4计数器/定时器 8255A 并行接口 系统配置开关 扬声器接口 键盘接口 62 芯 总 线 键盘 8288总线控制器 地址 锁存器 数据 收发器

27 1.4 微型计算机的应用 科学计算 信息处理和事务管理 过程控制 仪器、仪表控制 家用电器和民用产品

28 作业1（1-2班必做） 1.1 微处理器内部主要由哪几部分组成？简述各部分的功能。 1.2 微型计算机主要由哪几部分组成？简述各部分的功能。
1.1 微处理器内部主要由哪几部分组成？简述各部分的功能。 1.2 微型计算机主要由哪几部分组成？简述各部分的功能。 1.3 微型计算机系统主要由哪几部分组成？简述各部分的功能。 1.4 查阅相关资料，综述微处理器的发展动态和主要技术特点， 更新设计讲义中“Intel台式机微处理器的发展年表”。