微型计算机的基本结构

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ENIAC 与掌上电脑? ENIAC (1946)掌上电脑 (2000)诺依曼计算机的工作原理可概述为：“存储程序 ” + “程序控制 ”要点：1． 以二进制表示数据和指令 (程序 )2. 先将程序存入存储器中，再由控制器自动读取并执行输入设备 控制器输出设备CPU存储器运算器 ALU计算机发展简史1. 根据使用的基本电子器件，计算机经历了四个阶段：电子管计算机(1946—1956) 晶体管计算机(1957—1964) 集成电路计算机(1965—1970) 超大规模集成电路计算机(1971— 至今 )l 用机器语言、汇编语言编写程序l 用于军事和国防尖端技术 l 开始使用高级语言编写程序l 开始用于工程技术、数据处理和其它科学领域l 采用微程序、流水线等技术，提高运行速度l 出现操作系统、诊断程序等软件l 采用半导体存储器l 采用图形界面操作系统l 器件速度更快 , 软件、外设更加丰富 主要特点2． 计算机的两个方向发展：l 研制高速度、强功能的巨型机和大型机适应军事和尖端科学的需要。l 研制价格低廉的超小型机和微型机开拓应用领域和占领更广大的市场。微型计算机 是第四代计算机的典型代表。微型计算机的基本结构简介 (1) 构成部件 ; ( 2) 工作过程存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线 DB控制总线 CB地址总线 AB输出设备CPU微机的硬件由 CPU、 存储器 、 输入 /输出设备 构成；输入 /输出设备通过 输入 /输出接口 与系统相连； ( 输入 /输出接口简称 I/O接口 )各部件通过 总线 连接。构成部件构成部件q 总线l 总线是连接多个功能部件的一组公共信号线微机中各功能部件之间的信息是通过总线传输总线 BUS存储器I/O接口输入设备I/O接口输出设备CPUISA插槽PCI插槽 AGP插槽北桥芯片组南桥芯片组内存插槽CPU插槽IDE接口 软驱接口并口连接器串口连接器ROM BIOS鼠标键盘USB接口主板电源插座550MHzIDE2Pentium III北桥440BXAGP南桥PIIX4ECMOS & RTCUSB超级 I/OIDE1COM1COM2LPT1550MHz L1CacheL2Cache处理机总线 100MHz100MHzPCI 总线 33MHz PCI 插槽ISA 插槽ISA总线 8MHz内存条ROM BIOS显示器硬盘光驱软驱键盘鼠标打印机MODEM66MHz显卡l 按信号的作用，总线分为三类：地址总线、数据总线、控制总线 存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线 DB控制总线 CB地址总线 AB输出设备CPU地址总线 AB ( Address Bus) ： 单向用来传送 CPU输出的地址信号，确定被访问的存储单元、 I/O端口。存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线 DB控制总线 CB地址总线 AB输出设备CPU地址总线的条数 决定 CPU的寻址能力。10根 → 2 10 1024 1K 20根 → 2 20 1024K 1M32根 → 2 32 22 × 230 4G36根 → 236 26 × 230 64G数据总线 DB ( Data Bus )： 双向用来在 CPU与存储器、 I/O接口之间进行数据传送。存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线 DB控制总线 CB地址总线 AB输出设备CPU数据总线 的条数决定一次可最多传送数据的宽度。8 根 → 一次传送 8位16 根 → 一次传送 16位 32 根 → 一次传送 32位 64 根 → 一次传送 64位控制总线 CB ( Control Bus ) ： 用于传送各种控制信号。存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线 DB控制总线 CB地址总线 AB输出设备CPU有的是 CPU发出，如读控制信号、写控制信号； 有的是发向 CPU， 如外设向 CPU发出的中断申请信号。q 中央处理器 CPUl 计算机的核心部件用来实现指令的自动装入和自动执行，实现计算机本身的自动化。存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线 DB控制总线 CB地址总线 AB输出设备CPUq 外设和输入 /输出接口( I/O接口)外设的电信号、运行速度与 CPU不匹配，不能与 CPU直接相连，必须通过 I/O接口与 CPU相连。 存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线 DB控制总线 CB地址总线 AB输出设备CPU键 盘 → 键盘接口 显示器 → 显示卡鼠 标 → 串行接口 网 络 → 网卡打印机 → 并行接口 音箱、麦可风 → 声卡IDE2Pentium III北桥440BX南桥PIIX4ECMOS & RTCUSB超级 I/OIDE1COM1COM2LPT1L1CacheL2CachePCI 插槽ISA 插槽内存条ROM BIOS显示器硬盘光驱软驱键盘鼠标打印机MODEM显卡I/O接口结构示意图CPU通过对 I/O端口进行读 /写操作，实现对外设的控制。I/O端口 1I/O端口 2I/O端口 3地址译码数据缓冲控制电路外设ABDBCBCPU按主机装置分类桌上型：台式电脑 便携型：笔记本、掌上电脑等按 应用分类通用计算机 ： “非 嵌入 式 应用 ”独立 使用 的 计算机 系统。如： 个人计算机 ， 工作站 等嵌入 式 计算机 ： “嵌入 式 应用 ”作为其它 系统 组成部分 的 计算机 ，以 嵌入 的 形式 “隐藏 ”在 各种装置 ， 产品 和系统中。如： 家电产品 , 通信产品 , 汽车 , 航空航天设备 ,过程控制 ， 智能仪器仪表 等 IBM PC机的发展简史 关 键 词： 微型计算机 基本 结构

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