微机系统与接口:第1章 微机系统导论

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1、微机系统与接口微机系统与接口1 微机系统导论微机系统导论 (计算机发展史计算机发展史)1.1 微机系统组成微机系统组成1.2 微机硬件系统结构微机硬件系统结构1.3 微处理器组成微处理器组成1.4 存储器概述存储器概述1.5 微机工作原理微机工作原理1.6 微机系统主要性能指标微机系统主要性能指标计算机发展史史前时代:16231895 电子管时代:19111946晶体管时代:19471958集成电路时代:19591970微处理器时代:19711979PC时代一:19801985PC时代二:19861994PC时代一:19941997PC时代三:19981999PC时代四:20002002PC时

2、代五:2003年计算机发展史1666年年,在在英英国国Samuel Morland发发明明了了一一部部可可以以计计算算加数及减数的机械计数机。加数及减数的机械计数机。1673年年,Gottfried Leibniz 制制造造了了一一部部踏踏式式(stepped)圆圆柱柱形形转转轮轮的的计计数数机机,叫叫“Stepped Reckoner”,这这部部计计算算器器可可以以把把重重复复的的数数字字相相乘乘,并并自自动动地地加加入入加加数数器器里。里。1694年年,德德国国数数学学家家,Gottfried Leibniz,把把巴巴斯斯卡卡的的Pascalene 改改良良,制制造造了了一一部部可可以以计

3、计算算乘乘数数的的机机器器,它它仍然是用齿轮及刻度盘操作。仍然是用齿轮及刻度盘操作。计算机发展史史前时代:16231895 1623年:德国科学家契克卡德(W.Schickard)制造了人类有史以来第一台机械计算机,这台机器能够进行六位数的加减乘除运算。计算机发展史史前时代:162318951642年:法国科学家帕斯卡(B.Pascal)发明了著名的帕斯卡机械计算机,首次确立了计算机器的概念。计算机发展史史前时代:162318951674年:莱布尼茨改进了帕斯卡的计算机,使之成为一种能够进行连续运算的机器,并且提出了“二进制”数的概念。计算机发展史史前时代:162318951725年:法国纺织

4、机械师布乔(B.Bouchon)发明了“穿孔纸带”的构想。1805年:法国机械师杰卡德(J.Jacquard)根据布乔“穿孔纸带”的构想完成了“自动提花编织机”的设计制作,在后来电子计算机开始发展的最初几年中,在多款著名计算机中我们均能找到自动提花机的身影。计算机发展史史前时代:162318951822年:英国科学家巴贝奇(C.Babbage)制造出了第一台差分机,它可以处理3个不同的5位数,计算精度达到6位小数。1871年:为计算机事业贡献了毕生精力的巴贝奇(C.Babbage)去世。他与阿达所设想的分析机最终也未能问世,但是他们却为后人留下了一份宝贵的遗产,那就是面对困难不屈不挠的精神,以

5、及那数十种设计方案和程序。计算机发展史史前时代:162318951834年:巴贝奇提出了分析机的概念,机器共分为三个部分:堆栈,运算器,控制器。他的助手,英国著名诗人拜伦的独生女阿达奥古斯塔(Ada Augusta)为分析机编制了人类历史上第一批计算机程序。阿达和巴贝奇为计算机的发展创造了不朽的功勋,他们对计算机的预见起码超前了一个世纪以上,正是他们的辛勤努力,为后来计算机的出现奠定了坚实的基础。计算机发展史史前时代:162318951847年:英国数学家布尔(G.Boole)发表著作逻辑的数学分析。1854年:布尔发表思维规律的研究逻辑与概率的数学理论基础,并综合自己的另一篇文章逻辑的数学分

6、析,从而创立了一门全新的学科布尔代数,为百年后出现的数字计算机的开关电路设计提供了重要的数学方法和理论基础。计算机发展史史前时代:162318951868年:美国新闻工作者克里斯托夫肖尔斯(C.Sholes)发明了沿用至今的QWERTY键盘。1873年:美国人鲍德温(F.Baldwin)利用自己过去发明的齿数可变齿轮制造了第一台手摇式计算机。计算机发展史史前时代:162318951886年:美国人Dorr E.Felt(1862-1930),制造了第一台用按键操作的计算器。计算机发展史史前时代:162318951890年:美国在第12次人口普查中使用了由统计学家霍列瑞斯(H.Hollerith

7、)博士发明的制表机,从而完成了人类历史上第一次大规模数据处理。此后霍列瑞斯根据自己的发明成立了自己的制表机公司,并最终演变成为IBM公司。计算机发展史史前时代:162318951891年:利兰斯坦福与其妻子一道在靠近帕洛阿尔托(Palo Alto)的地方开办了面积达8,000英亩的斯坦福大学,从而为日后硅谷的诞生埋下了伏笔。1893年:德国人施泰格尔研制出一种名为“大富豪”的计算机,该计算机是在手摇式计算机的基础上改进而来,并依靠良好的运算速度和可靠性而占领了当时的市场,直到1914年第一次世界大战爆发之前,这种“大富豪”计算机一直畅销不衰。计算机发展史史前时代:162318951895年:英

8、国青年工程师弗莱明(J.Fleming)通过“爱迪生效应”发明了人类第一只电子管。计算机发展史 电子管时代:191119461911年:6月15日,美国华尔街金融投资家弗林特(C.Flent)投资霍列瑞斯的制表机公司,成立了全新的CTR公司,但公司创立之初并没有涉足任何电子领域,反而生产诸如碎纸机或者土豆削皮机之类的产品。1912年:美国青年发明家德福雷斯特(L.De Forest)在帕洛阿托小镇首次发现了电子管的放大作用,为电子工业奠定了基础,而今日的帕洛阿托小镇也已成为硅谷的中心地带。计算机发展史 电子管时代:191119461913年:美国麻省理工学院教授万布什(V.Bush)领导制造了

9、模拟计算机“微分分析仪”。机器采用一系列电机驱动,利用齿轮转动的角度来模拟计算结果。计算机发展史 电子管时代:191119461924年:硅谷之父特曼担任斯坦福大学教授,对创建HP、成立斯坦福工业园区起到决定性作用;2月,由霍列瑞斯创办的制表机公司几经演变,最终更名为国际商用机器公司,即我们今天看到的IBM。计算机发展史 电子管时代:191119461935年:IBM制造了IBM601穿孔卡片式计算机,该计算机能够在一秒钟内计算出乘法运算。它对科学及商业的计算起很大的作用。总共制造了1500 部。计算机发展史 电子管时代:191119461936年:阿兰.图灵发表论文论可计算数及其在判定问题中

10、的应用,首次阐明了现代电脑原理,从理论上证明了现代通用计算机存在的可能性图灵把人在计算时所做的工作分解成简单的动作,与人的计算类似,机器需要:(1)存储器,用于贮存计算结果;(2)一种语言,表示运算和数字;(3)扫描;(4)计算意向,即在计算过程中下一步打算做什么;(5)执行下一步计算。具体到一步计算,则分成:(1)改变数字可符号;(2)扫描区改变,如往左进位和往右添位等;(3)改变计算意向等。整个计算过程采用了二进位制,这就是后来人们所称的“图灵机”。计算机发展史 电子管时代:1911194620多岁的德国工程师楚泽(K.Zuse)研制出了机械可编程计算机Z1,并采用了二进制形式,其理论基础

11、即来源于布尔代数。1937年:11月,美国AT&T贝尔实验室研究人员斯蒂比兹(G.Stibitz)制造了电磁式数字计算机“Model-K”。计算机发展史 电子管时代:191119461938年:克劳德艾尔伍德香农(Claude Elwood Shannon)发表了著名论文继电器和开关电路的符号分析,首次用布尔代数对开关电路进行了相关的分析,并证明了可以通过继电器电路来实现布尔代数的逻辑运算,同时明确地给出了实现加,减,乘,除等运算的电子电路的设计方法。这篇论文成为开关电路理论的开端。计算机发展史 电子管时代:191119461939年:元旦,美国斯坦福大学研究生比尔休利特(B.Hewllet)

12、和戴维帕卡德(D.Packard)正式签署企业合伙协议,创办了Hewllet-Packard(HP)公司,即国内通称的惠普公司。9月,贝尔实验室研制出M1型计算机。计算机发展史 电子管时代:1911194610月,约翰.阿塔纳索夫(John Vincent Atanasoff(1903-1995))制造了后来举世闻名的ABC计算机的第一台样机,并提出了计算机的三条原则,(1)以二进制的逻辑基础来实现数字运算,以保证精度;(2)利用电子技术来实现控制,逻辑运算和算术运算,以保证计算速度;(3)采用把计算功能和二进制数更新存贮的功能相分离的结构。这就是著名的计算机三原则。计算机发展史 电子管时代:

13、191119461940年:9月,贝尔实验室在美国达特默思大学演示M1型机。他们用电报线把安置在校园内的M1型机和相连,当场把一个数学问题打印出来并传输到纽约,M1型机在达特默思大学的成功表演,首次实现了人类对计算机进行的远距离控制的梦想。控制论之父维纳提出了计算机五原则,(1)不是模拟式,而是数字式;(2)由电子元件构成,尽量减少机械部件;(3)采用二进制,而不是十进制;(4)内部存放计算表;(5)在计算机内部存贮数据。计算机发展史 电子管时代:191119461941年:楚泽完成了Z3计算机的研制工作,这是第一台可编程的电子计算机。可处理7位指数、14位小数。使用了大量的真空管。每秒种能作

14、3到4次加法运算,一次乘法需要3到5秒。计算机发展史 电子管时代:191119461942年:时任美国依阿华州立大学数学物理教授的阿塔纳索夫(John V.Atanasoff)与研究生贝瑞(Clifford Berry)组装了著名的ABC(Atanasoff-Berry Computer)计算机,共使用了300多个电子管,这也是世界上第一台具有现代计算机雏形的计算机。但是由于美国政府正式参加第二次世界大战,致使该计算机并没有真正投入运行。计算机发展史 电子管时代:191119461943年:贝尔实验室把U型继电器装入计算机设备中,制成了M2型机,这是最早的编程计算机之一。此后的两年中,贝尔实验

15、室相继研制成功了M3和M4型计算机,但都与M2型类似,只是存储器容量更大了一些。10月,绰号为“巨人”的用来破译德军密码的计算机在英国布雷契莱庄园制造成功,此后又制造多台,为第二次世界大战的胜利立下了汗马功劳。计算机发展史 电子管时代:191119461944年:8月7日,由IBM出资,美国人霍德华艾肯(H.Aiken)负责研制的马克1号计算机在哈佛大学正式运行,它装备了15万个元件和长达800公里的电线,每分钟能够进行200次以上运算。女数学家格雷斯霍波(G.Hopper)为它编制了计算程序,并声明该计算机可以进行微分方程的求解。马克1号计算机的问世不但实现了巴贝奇的夙愿,而且也代表着自帕斯

16、卡计算机问世以来机械计算机和电动计算机的最高水平。计算机发展史 电子管时代:191119461946年:2月14日,美国宾西法尼亚大学摩尔学院教授莫契利(J.Mauchiy)和埃克特(J.Eckert)共同研制成功了ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)计算机。这台计算机总共安装了17468只电子管,7200个二极管,70000多电阻器,10000多 只电容器和6000只继电器,电路的焊接点多达50万个,机器被安装在一排2.75米高的金属柜里,占地面积为170平方米左右,总重量达 到30吨,其运算速度达到每秒钟5000次加法,可以

17、在3/1000秒时间内做完两个10位数乘法。计算机发展史晶体管时代:194719581947年:12月23号,贝尔实验室的肖克利(William B.Shockley),布拉顿(John Bardeen),巴丁(Walter H.Brattain)创造出了世界上第一只半导体放大器件,他们将这种器件重新命名为“晶体管”计算机发展史晶体管时代:194719581948年:6月10日,香农在贝尔系统技术杂志(Bell System Technical Journal)上连载发表了他影像深远的论文通讯的数学原理,并于次年在同一杂志上发表了自己的另一著名论文噪声下的通信。在这两篇论文中,香农阐明了通信的

18、基本问题,给出了通信系统的模型,提出了信息量的数学表达式,并解决了信道容量、信源统计特性、信源编码、信道编码等一系列基本技术问题。两篇论文成为了信息论的奠基性著作,此时尚不足三十岁的香农也成为了信息论的奠基人。计算机发展史晶体管时代:194719581948年 12月,ENAIC的两位缔造者共同创办了世界上第一家电脑公司“埃克特莫契利计算机公司”(EMCC)。计算机发展史晶体管时代:194719581949年:当时尚在美国哈佛大学计算机实验室的上海籍华人留学生王安向美国国家专利局申请了磁芯的专利。计算机发展史晶体管时代:19471958贝尔实验室制造了M系列计算机的最后一个型号:M6。贝尔实验

19、室所研制的M系列继电器计算机,是从机械计算机过波到电子计算机的重要桥梁。计算机发展史晶体管时代:194719589月,“马克”3号计算机研制成功,“马克”3号也是霍德华艾肯研制的第一台内存程序的大型计算机,他在这台计算机上首先使用了磁鼓作为数与指令的存储器,这是计算机发展史上的一项重大改进,从此磁鼓成为第一代电子管计算机中广泛使用的存储器。计算机发展史晶体管时代:19471958英国剑桥大学数学实验室的Wilkes和他的小组建成了一台存储程序的计算机EDSAC,输入输出设备仍是纸带。计算机发展史晶体管时代:194719581950年:东京帝国大学的Yoshiro Nakamats发明了软磁盘,

20、从而开创了计算机存储的新纪元。10月,阿兰.图灵发表自己另外一篇及其重要的论文机器能思考吗,从而为人工智能奠定了基础,图灵也获得了“人工智能之父”的美誉。甚至有人说在第一代电脑占统治地位的那个时代,这篇论文我们可以把它看作第五代,第六代电脑的宣言书。计算机发展史晶体管时代:194719581951年:6月14日,当时已在雷明顿兰德(Remington-Rand)公司任职的莫契利和埃克特再次联袂制造的UNIVAC计算机正式移交美国人口普查局使用,从而使电脑走出了实验室,开始为人类社会服务,从此人类社会进入了计算机时代。计算机发展史晶体管时代:194719581951年6月,王安创办了王安实验室,

21、即王安电脑公司的前身,从此开始了王安电脑传奇般的历程。计算机发展史晶体管时代:194719581952年:1月,由计算机之父,冯诺伊曼(Von Neumann)设计的IAS电子计算机EDVAC问世。这台IAS计算机总共采用了2300个电子管,运算速度却比拥有18000个电子管的“埃尼阿克”提高了10倍,冯诺伊曼的设想在这台计算机上得到了圆满的体现。计算机发展史晶体管时代:194719581953年:4月7日,IBM正式对外发布自己的第一台电子计算机 IBM701。并邀请了冯诺依曼、肖克利和奥本海默等人共150名各界名人出席揭幕仪式,为自己的第一台计算机宣传。8月,IBM发布了应用与会计行业的I

22、BM702计算机。计算机发展史晶体管时代:194719581954年,IBM推出了中型计算机IBM650,以低廉的价格和优异的性能在市场中获得了极大的成功,至此,IBM在市场中确立了领导者的地位 计算机发展史晶体管时代:19471958贝尔实验室使用800只晶体管组装了世界上第一台晶体管计算机TRADIC。计算机发展史晶体管时代:194719581956年:美国达特莫斯大学(Dartmouth)青年助教麦卡锡,哈佛大学明斯基、贝尔实验室香农(E.Shannon)和IBM公司信息研究中心罗彻斯特(N.Lochester)共同在达特莫斯大学举办了一个沙龙式的学术会议,他们邀请了卡内基梅隆大学纽厄尔

23、和赫伯特西蒙、麻省理工学院塞夫里奇(O.Selfridge)和索罗门夫(R.Solomamff),以及IBM公司塞缪尔(A.Samuel)和莫尔(T.More)。这就是著名的“达特莫斯”会议。在经过充分的讨论后,他们首次提出了“人工智能”这一术语,从而标志着人工智能作为一门新兴学科的出现。计算机发展史晶体管时代:194719581956年9月,IBM的一个工程小组向世界展示了第一台磁盘存储系统IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)计算机发展史晶体管时代:194719581957年:8月,“数字设备公司”(简称D

24、EC)在美国波士顿成立。创立者是来自于麻省理工学院的肯奥尔森(K.Olsen)。此后的数十年中,DEC公司依靠自己的PDP系列,开创了小型机时代。计算机发展史晶体管时代:1947195810月,诺依斯(N.Noyce)、摩尔(R.Moore)、布兰克(J.Blank)、克莱尔(E.Kliner)、赫尔尼(J.Hoerni)、拉斯特(J.Last)、罗伯茨(S.Boberts)和格里尼克(V.Grinich)共同从晶体管之父肖克利的实验室出走,创办了仙童(fairchild)公司,这就是历史上著名的“八天才叛逆”,从此,才有了我们熟悉的intel,AMD,IDT等等一大批我们熟知的企业。八天才叛

25、逆的两个重要人物,诺里斯和摩尔。八天才叛逆的两个重要人物,诺里斯和摩尔。计算机发展史晶体管时代:194719581958年:11月,IBM推出了自己的IBM709大型计算机,这时IBM公司自IBM701以来性能最为优秀的电子管计算机,但同时它也是IBM最后一款电子管计算机。计算机发展史集成电路时代:195919701959年:2月6日,来自曾开发出第一台晶体管收音机的TI公司的基尔比(J.Kilby)向美国专利局申报专利“半导体集成电路”。计算机发展史集成电路时代:195919707月30日,仙童公司向美国专利局申请专利“半导体集成电路”1960年:麻省理工学院教授约瑟夫立克里德(J.Lick

26、lider)发表了著名的计算机研究论文人机共生关系,从而提出了分时操作系统的构想,并第一次实现了计算机网络的设想1962年:供职于蓝德公司的保罗巴兰发表了一篇具有里程碑式意义的学术报告论分布式通信,在文中他首次提出了“分布式自适应信息块交换”,这就是我们现在称之为“分组交换”的通讯技术。1963年:8月,控制数据公司(CDC)的西蒙克雷(S.Cray)博士带领自己的研发小组研制成功CDC6600巨型机,CDC6600仍属于第二代电脑,共安装了35万个晶体管。计算机发展史集成电路时代:195919701964年:4月7日,在IBM成立50周年之际,由年仅40岁的吉恩阿姆达尔(G.Amdahl)担

27、任主设计师,历时四年研发的IBM360计算机问世,标志着第三代计算机的全面登场,这也是IBM历史上最为成功的机型。计算机发展史集成电路时代:195919701965年:DEC公司推出了PDP-8型计算机,标志着小型机时代的到来。当时尚在仙童公司的摩尔发表了一篇仅有三页篇幅的论文,这就是对今后半导体发展有着深远意义的“摩尔定律”。计算机发展史集成电路时代:195919701966年:时任美国国防部高级研究规划属(ARPA)信息处理技术办公室(IPTO)主管的鲍伯泰勒启动了“阿帕”(ARPA)网的研究计划。虽然他本人在事后一直强调“阿帕”网本身不是用于军事目的,但是他所在的部门却是冷战时期的产物。

28、计算机发展史集成电路时代:195919701968年:IBM公司首次提出“温彻斯特/Winchester”技术,探讨对硬盘技术做重大改造的可能性。4月,“通用数据公司”(简称DGC)成立,创办人为从DEC离职的PDP-8设计师卡斯特罗。7月18日,从仙童公司辞职的戈登.摩尔(Gordon.Moore),罗伯特.诺伊斯(Robert.Noyce),威廉.肖克利(William.Shockley)共同创立了Intel公司,从此为计算机的发展和普及做出了不可磨灭的贡献。计算机发展史集成电路时代:195919701968年12月9日,美国加利福尼亚大学的恩格巴特(Douglas Englebart)博

29、士发明了世界上第一只鼠标。但是在鼠标诞生最初的十多年中人们并没有认识到这种操作方式的简便性,直到1984年苹果Macintosh的诞生才改变了人们的陈旧观念。计算机发展史集成电路时代:195919701969年:DGC公司推出了自己的小型机Nova,成功的打入了一直被DEC把持的小型机市场,并成为当年最为红火的新兴企业。计算机发展史集成电路时代:19591970贝尔实验室的ken Thompson,Dennis Ritchie在一部PDP7上开发了Unix操作系统。计算机发展史集成电路时代:195919701969年5月1日,桑德斯(Jerry Sanders)从仙童公司辞职,并利用十万美元创

30、立了AMD公司。计算机发展史集成电路时代:195919701969年10月29日,阿帕网美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)节点与斯坦福研究院(SRI)节点实现了第一次分组交换技术的远程通讯,这也标志着互联网的正式诞生。计算机发展史集成电路时代:195919701970年10月,美国施乐(Xerox)公司在今天硅谷的帕洛阿托成立了Palo Alto Research Center(PARC)研究中心,更为重要的是施乐并没有为来到这里的科学家制定任何地研究计划,而是让他们自由得发挥。在此后的几年中,PARC诞生了以太网、鼠标、面相对象、图标、菜单、视窗等等一系列改变今后计算机发展方向的全新概念,并

31、间接孵化了Windows、Office、Macintosh等划时代的软件作品,从其间走出的科学家还创立了Adobe、3Com、Novell等等改变IT世界格局的企业。计算机发展史微处理器时代:197119791971年:来自电子新闻的记者唐赫夫勒(Don Hoefler)依据半导体中的主要成分硅命名了当时帕洛阿托地区,硅谷由此得名计算机发展史微处理器时代:19711979月,INTEL的特德.霍夫研制成功了第一枚能够实际工作的微处理器4004,该处理器在面积约12平方毫米的芯片上集成了2250个晶体管,运算能力足以超过ENICA。Intel于同年11月15日正式对外公布了这款处理器。计算机发展

32、史微处理器时代:197119791972年:曾经开发了Unix操作系统的Dennis Ritchie领导开发出C语言。计算机发展史微处理器时代:197119791973年:5月22日,由施乐PARC研究中心的鲍伯梅特卡夫(Bob Metcalfe)组建的世界上第一个个人计算机局域网络-ALTO ALOHA网络开始正式运转,梅特卡夫将该网络改名为“以太网”。计算机发展史微处理器时代:197119791974年:4月1日,Intel推出了自己的第一款8位微处理芯片8080。12月,电脑爱好者爱德华罗伯茨(E.Roberts)发布了自己制作的装配有8080处理器的计算机“牛郎星”,这也是世界上第一台

33、装配有微处理器的计算机,从此掀开了个人电脑的序幕。计算机发展史微处理器时代:197119791975年7月,比尔盖茨(B.Gates)在成功为牛郎星配上了BASIC语言之后从哈佛大学退学,与好友保罗.艾伦(Paul Allen)一同创办了微软公司,并为公司制定了奋斗目标:“每一个家庭每一张桌上都有一部微型电脑运行着微软的程序!”计算机发展史微处理器时代:197119791976年:4月1日,斯蒂夫.沃兹尼亚克(Stephen Wozinak)和斯蒂夫.乔布斯(Stephen Jobs)共同创立了苹果公司,并推出了自己的第一款计算机:Apple。计算机发展史微处理器时代:197119791979

34、年:6月,鲍伯梅特卡夫离开了PARC,并同Howard Charney、Ron Crane、Greg Shaw和 Bill Kraus组成一个计算机通信和兼容性公司,这就是现在著名的3Com公司。计算机发展史PC时代:1980现在1980年8月12日,经过了一年的艰苦开发,由后来被IBM内部尊称为PC机之父的唐埃斯特奇(D.Estridge)领导的开发团队完成了IBM个人电脑的研发,IBM宣布了IBM PC的诞生,由此掀开了改变世界历史的一页。1981年8月12日,微软推出来MS-DOS 1.0版。1982年2月,Intel发布80286处理器。时钟频率提高到20MHz,并增加了保护模式,可访

35、问16M内存。支持1GB以上的虚拟内存。每秒执行270万条指令,集成了134000个晶体管。1983年5月8日,IBM推出了IBM PC的改进型号IBM PC/XT,并为其内置了硬盘。1984年1月24日,苹果公司推出了划时代的Macintosh计算机,不仅首次采用了图形界面的操作系统,并且第一次使个人计算机具有了多媒体处理能力。1985年7月,intel公司推出了计算机历史上有着举足轻重地位的80386处理器,这也是intel公司的第一枚32位处理器。11月,在经历了多次延期之后,微软公司终于正式推出了Windows操作系统。1987年11月,微软推出了Windows 2.0版。相比于上一个

36、版本,微软加入了动态数据交换和覆盖式窗口等先进技术。1989年:4月10 日,英特尔公司在拉斯维加斯电脑大展上首度发表集成有120万晶体管的486处理器。1990年5月22日,微软宣布推出Windows 3.0操作系统,并在年底创下销售100万套的纪录。当时的Windows 3.0操作系统提供了对多媒体,网络等众多最先进技术的支持,从而被成为软件技术的一场革命。1993年3月22日,Intel公司正式发布奔腾(pentium)处理器。初期发布的奔腾集成了300多万个晶体管,工作在60-66MHz,每秒钟可执行1亿条指令。8月24日,微软公司正式向全世界推出了划时代的Windows95操作系统。

37、这次发布微软采用了全球各地同时发布的办法,并斥资5亿美元作为宣传费用,创下了软件宣传费用的历史之最,而Windows95的发布,也开创了一个全新的wintel联盟。11月1日,intel公司正式宣布推出Pentium Pro处理器,其最高速度达到了200MHz,内部集成有550万晶体管,每秒可执行4.4亿次指令。这就是我们后来称之为“高能奔腾”的新一代处理器。1997年:1月9日,Intel推出了带有MMX技术的Pentium处理器。MMX是英文MultiMedia eXtension(多媒体扩展)的缩写,它主要包含:单指令多数据技术,借用寄存器,增加了57个MMX指令,并采用了新的数据类型。

38、这也是 Intel公司对X86微处理器结构的一次重大扩充,它直接推动了电脑多媒体应用的发展。1998年6月25日,身处美国司法部反垄断案困扰中的微软公司发布了其最新的计算机操作系统Windows 98,并且不顾司法部的极力反对而在系统中同样捆绑了IE浏览器。1999年:2月26日,Intel公司推出了Pentium处理器,Pentium采用了和Pentium相同的Slot 1架构,并增加了拥有70条全新指令的SSE指令集,以增强3D和多媒体的处理能力。最初时钟频率在450MHz 以上,总线速度在100MHz 以上,采 用0.25m 工艺制造,集成有512KB或 以上的二级缓存。2000年2月1

39、7日,美国微软公司正式发布Windows2000。3月18日,Intel公司推出了自己的1GHz Pentium3处理器。9月14日,微软正式推出了面向家庭用户的windows千僖年版本Windows Me,同时这也是微软最后一个基于 DOS的操作系统。11月20日,Intel正式推出了Pentium4处理器。该处理器采用全新的Netburst架构,总线频率达到了400MHz,并且另外增加了144条全新指令,用于提高视频,音频等多媒体及3D图形处理能力。2001年10月25日,微软推出Windows XP操作系统,比尔.盖茨宣布:“DOS时代到此结束。”Windows XP的发布,也推动了身处

40、低潮的全球PC硬件市场。2003年:1月7日,Intel发布全新移动处理规范“迅驰”微机系统组成微机系统组成一、基本定义一、基本定义 1、微处理器(、微处理器(P,Microprocessor)2 2、微型计算机微型计算机(C,Microcomputer)3 3、微型计算机系统微型计算机系统(CS,Microcomputer System)二、微型计算机系统组成二、微型计算机系统组成 1、硬件、硬件 2、软件、软件系统软件:操作系统(文件管理、系统软件:操作系统(文件管理、I/O驱动、常驻监控程序等)驱动、常驻监控程序等)用户软件:应用程序用户软件:应用程序 CS,C,P 的的组成及相互关系组

41、成及相互关系微处理器(微处理器(微处理器(微处理器(P P)内存储器内存储器内存储器内存储器I/OI/O系统总线系统总线系统总线系统总线微型计算机微型计算机微型计算机微型计算机(C C)键盘、显示器键盘、显示器键盘、显示器键盘、显示器打印机、磁盘打印机、磁盘打印机、磁盘打印机、磁盘绘图仪绘图仪绘图仪绘图仪模拟量模拟量模拟量模拟量 I/OI/O(A/DA/D、D/AD/A)数字量数字量数字量数字量 I/OI/O外设外设外设外设电源电源电源电源软件软件软件软件微型计算机系统微型计算机系统微型计算机系统微型计算机系统(CSCS )算术逻辑单元算术逻辑单元算术逻辑单元算术逻辑单元控制单元控制单元控制单

42、元控制单元寄存器阵列寄存器阵列寄存器阵列寄存器阵列微机系统硬件组成微机系统硬件组成微处理器芯片微处理器芯片微处理器芯片微处理器芯片运算器运算器运算器运算器控制器控制器控制器控制器存储器存储器存储器存储器接接接接口口口口输输输输入入入入设设设设备备备备输输输输出出出出设设设设备备备备接接接接口口口口微机系统软件组成微机系统软件组成常驻监控程序常驻监控程序常驻监控程序常驻监控程序操作系统操作系统操作系统操作系统文件管理文件管理文件管理文件管理程程程程 序序序序I/OI/O驱动程序驱动程序驱动程序驱动程序系系系系 统统统统程序库程序库程序库程序库文本编辑文本编辑文本编辑文本编辑程程程程 序序序序翻译

43、程序翻译程序翻译程序翻译程序连接程序连接程序连接程序连接程序装入程序装入程序装入程序装入程序用户程序用户程序用户程序用户程序用户程序库用户程序库用户程序库用户程序库用户用户用户用户系统系统CPUCPU微机硬件系统结构微机硬件系统结构TimerTimer地址总线地址总线地址总线地址总线地址总线地址总线 Address BusAddress BusAddress Bus数据总线数据总线数据总线数据总线 Data BusData Bus控制总线控制总线控制总线控制总线 Control Control BusBusROMROMRAMRAMI/OI/Ointerfaceinterfaceoutoutin

44、in单单 总总 线、双线、双 总总 线线 结结 构构CPUCPUMEMMEMI/OI/O外设外设外设外设CPUCPUMEMMEMI/OI/O 外设外设外设外设单总线结构单总线结构双总线结构双总线结构存储器总线存储器总线I/O总线总线双双 重重 总总 线线 结结 构构CPUCPU总线控制逻辑总线控制逻辑总线控制逻辑总线控制逻辑局部局部局部局部 MEMMEM局部局部局部局部 I/OI/O缓冲器缓冲器缓冲器缓冲器BUFFERBUFFER全局全局全局全局MEMMEM全局全局全局全局I/OI/ODMADMA控制器控制器控制器控制器全局总线全局总线局部总线局部总线局部总线局部总线ALUALU微处理器微处理

45、器(P)结构结构I I1 1I I2 2OOFlagFlagProgramProgramCounterCounterRAMRAMDataDataRegisterRegisterRegister Register ArrayArrayInstructionInstruction Decoder DecoderProgrammableProgrammableLogic ArrayLogic Array地址总线地址总线地址总线地址总线数据总线数据总线数据总线数据总线内部数据总线内部数据总线内部数据总线内部数据总线取取指指控制控制执指执指控制控制Address RegisterAddress Regi

46、sterInstructionInstructionRegisterRegisterAccumulatorAccumulator随机存取存储器(Random Access Memory)地址地址地址地址译码器译码器译码器译码器地址总线地址总线地址总线地址总线0000单元单元单元单元0101单元单元单元单元0202单元单元单元单元0303单元单元单元单元FEFE单元单元单元单元FFFF单元单元单元单元数据总线数据总线数据总线数据总线读读读读/写信号写信号写信号写信号000102FEFF控制电路控制电路控制电路控制电路ABC读:读:A-B-C写:写:A-C-B操作码操作数操作码操作数操作码操作数操

47、作码操作数微机工作过程程序执行过程程序程序程序程序指令指令指令指令指令指令指令指令指令指令指令指令n n指令格式指令格式指令格式指令格式指令周期指令周期指令周期指令周期取取取取指指指指执执执执指指指指开始开始开始开始结束结束结束结束取出指令取出指令取出指令取出指令指令译码指令译码指令译码指令译码读读读读操作数操作数操作数操作数指令执行指令执行指令执行指令执行例:例:例:例:n1+n2n1+n2MOV A,n1MOV A,n1ADD A,n2ADD A,n2HLTHLTBOBOn1n10404n2n2F4F4模型机指令表例名称助记符机器码说明取立即数到累加器AMOV A,n110110000n1B0n1将n1移入A加立即数ADD A,n200000100n204n2将n2与A的内容相加,结果存入A暂停HLT11110100F4停止操作微机系统主要性能指标性能评估主板微处理器硬盘外设总线软件

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