1、微型计算机概述 1 2020年9月23日11时40 分 第第1章章 微型计算机概述微型计算机概述 本章主要教学内容本章主要教学内容 计算机的发展、分类、基本结构及工作原理计算机的发展、分类、基本结构及工作原理 微处理器的产生和发展、微处理器系统微处理器的产生和发展、微处理器系统 微型计算机的分类、性能指标微型计算机的分类、性能指标 微型计算机系统的组成及应用微型计算机系统的组成及应用 微型计算机概述 2 2020年9月23日11时40 分 第第1章章 微型计算机概述微型计算机概述 本章教学目的及要求本章教学目的及要求 熟悉计算机的发展历史、发展前景、工作特点、熟悉计算机的发展历史、发展前景、工
2、作特点、 组成分类、应用领域等相关知识组成分类、应用领域等相关知识 掌握计算机的基本结构及工作原理掌握计算机的基本结构及工作原理 熟悉微处理器的产生和发展，掌握微型计算机的熟悉微处理器的产生和发展，掌握微型计算机的 分类、性能指标分类、性能指标 掌握微型计算机系统组成，软、硬件基本结构掌握微型计算机系统组成，软、硬件基本结构 熟悉微型计算机的特点及应用熟悉微型计算机的特点及应用 微型计算机概述 3 2020年9月23日11时40 分 第第1章章 微型计算机概述微型计算机概述 1.1 计算机的发展与应用计算机的发展与应用 1.2 计算机的基本结构和工作原理计算机的基本结构和工作原理 1.3 微型
3、计算机的基本概念微型计算机的基本概念 1.4 微型计算机系统的组成微型计算机系统的组成 1.5 微型计算机的特点及应用微型计算机的特点及应用 微型计算机概述 4 2020年9月23日11时40 分 1.1 计算机的发展与应用计算机的发展与应用 1.1.1 计算机的发展历史计算机的发展历史 1第一台电子计算机第一台电子计算机 时间：时间：1946年年2月月 地点：美国宾夕法尼亚大学地点：美国宾夕法尼亚大学 名字：名字：ENIAC，即，即Electronic Numerical Integrator and Calculator，电子数字积分，电子数字积分 计算机。计算机。 特征：特征：重量重量3
4、0吨，占地吨，占地170平方米，每小时耗电平方米，每小时耗电150千瓦，价值约千瓦，价值约 40万美元。采用万美元。采用18000电子管，电子管，70000电阻，电阻，10000电容，电容， 研制时间近三年，运算速度为每秒研制时间近三年，运算速度为每秒5000次加减法运算。次加减法运算。 评价：评价：运算速度慢、存储容量小、全部指令没有存放在存储器中、运算速度慢、存储容量小、全部指令没有存放在存储器中、 机器操作复杂、稳定性差机器操作复杂、稳定性差 。 微型计算机概述 5 2020年9月23日11时40 分 2冯冯 诺依曼结构计算机诺依曼结构计算机 时间：时间：1946年年6月月 人物：美籍匈
5、牙利科学家冯人物：美籍匈牙利科学家冯 诺依曼诺依曼 Johe Von Neumman 成果：成果： “存储程序”的计算机设计方案“存储程序”的计算机设计方案 特点：特点： 采用二进制数形式表示数据和计算机指令采用二进制数形式表示数据和计算机指令 指令和数据存储在计算机内部存储器中，能自动依次执行指令和数据存储在计算机内部存储器中，能自动依次执行 指令指令 由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备5大部大部 分组成计算机硬件分组成计算机硬件 工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制” 按照这一原理设计的计算
6、机称为冯按照这一原理设计的计算机称为冯 诺依曼型计算机诺依曼型计算机 评价：冯评价：冯 诺依曼体系结构奠定了现代计算机结构理诺依曼体系结构奠定了现代计算机结构理 论的基础，被誉为计算机发展史上的里程碑。论的基础，被誉为计算机发展史上的里程碑。 微型计算机概述 6 2020年9月23日11时40 分 3按逻辑部件化分的计算机发展阶段按逻辑部件化分的计算机发展阶段 第一代（第一代（1946年年1958年）：电子管年）：电子管 特点：体积大、耗电多、运算速度慢，存储容量小。特点：体积大、耗电多、运算速度慢，存储容量小。 第二代（第二代（1959年年1964年）：晶体管年）：晶体管 特点：体积减小，重
7、量轻、省电、寿命长、可靠性提高，运算速度特点：体积减小，重量轻、省电、寿命长、可靠性提高，运算速度 可达每秒百万次。可达每秒百万次。 第三代（第三代（1965年年1970年）：中小规模集成电路年）：中小规模集成电路 特点：存储容量提高到特点：存储容量提高到14兆字节。运算速度每秒几百万至千万次，兆字节。运算速度每秒几百万至千万次， 可靠性有较大提高，体积进一步缩小，成本进一步降低，出现了向可靠性有较大提高，体积进一步缩小，成本进一步降低，出现了向 大型化和小型化发展的趋势。大型化和小型化发展的趋势。 第四代（第四代（1971年年-）：大规模和超大规模集成电路）：大规模和超大规模集成电路 特点：
8、大规模集成电路使计算机发生了巨大的变化，半导体特点：大规模集成电路使计算机发生了巨大的变化，半导体 存储器的集成度越来越高。存储器的集成度越来越高。Intel公司推出了微处理器，诞生公司推出了微处理器，诞生 了微型计算机，使计算机的存储容量、运算速度、可靠性、了微型计算机，使计算机的存储容量、运算速度、可靠性、 性能价格比等方面都比上一代计算机有较大突破。性能价格比等方面都比上一代计算机有较大突破。 微型计算机概述 7 2020年9月23日11时40 分 4按计算机应用划分的计算机发展阶段按计算机应用划分的计算机发展阶段 超、大、中、小型计算机阶段（超、大、中、小型计算机阶段（1946年年19
9、80年）年） 特点：采用计算机来代替人的脑力劳动，提高了工作效率，特点：采用计算机来代替人的脑力劳动，提高了工作效率， 能够解决较复杂的数学计算和数据处理。能够解决较复杂的数学计算和数据处理。 微型计算机阶段（微型计算机阶段（1981年年1990年）年） 特点：微型计算机大量普及，几乎应用于所有领域，对世界特点：微型计算机大量普及，几乎应用于所有领域，对世界 科技和经济的发展起到了重要的推动作用。科技和经济的发展起到了重要的推动作用。 计算机网络阶段（计算机网络阶段（1991年至今）年至今） 特点：计算机网络为人类实现资源共享提供了有力的帮助，特点：计算机网络为人类实现资源共享提供了有力的帮助
10、， 从而促进了信息化社会的到来，实现了遍及全球的信息资源从而促进了信息化社会的到来，实现了遍及全球的信息资源 共享。共享。 微型计算机概述 8 2020年9月23日11时40 分 1.1.2 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 1未来计算机的发展趋势未来计算机的发展趋势 朝着微型计算机和巨型计算机两级方向发展朝着微型计算机和巨型计算机两级方向发展。 当前开发和研究的热点是多媒体计算机当前开发和研究的热点是多媒体计算机。 未来计算机发展的总趋势是智能化计算机未来计算机发展的总趋势是智能化计算机。 今后计算机应用的主流是计算机与通信相结合的网络今后计算机应用的主流是计算机与通信相结合的网络 技术技术
11、。 非冯非冯诺依曼型体系结构的计算机是提高现代计算机诺依曼型体系结构的计算机是提高现代计算机 性能的另一个研究焦点性能的另一个研究焦点。 微型计算机概述 9 2020年9月23日11时40 分 2新型计算机新型计算机 生物计算机：使用由生物工程技术产生的蛋白分子生物计算机：使用由生物工程技术产生的蛋白分子 为材料的为材料的“生物芯片生物芯片”，不仅具有巨大的存储能力不仅具有巨大的存储能力， 而且能以波的形式传播信息而且能以波的形式传播信息。由于它具备生物体的由于它具备生物体的 某些机能某些机能，所以更易于模拟人脑的机制所以更易于模拟人脑的机制。 光子计算机：用光子代替电子光子计算机：用光子代替
12、电子，用光互连代替导线用光互连代替导线 互连互连，用光硬件代替电子硬件用光硬件代替电子硬件，用光运算代替电子用光运算代替电子 运算运算。 微型计算机概述 10 2020年9月23日11时40 分 1.1.3 计算机的特点、分类及应用计算机的特点、分类及应用 1计算机的特点计算机的特点 运算速度快：运算速度快：PC机每秒种可以处理几百万条指令机每秒种可以处理几百万条指令，巨型机的巨型机的 运算速度可以达到几亿次以上运算速度可以达到几亿次以上。 计算精度高：计算精度高：普通微型计算机的计算精度已达到普通微型计算机的计算精度已达到3264位二位二 进制数进制数。 具有具有“记忆记忆”和逻辑判断功能：
13、和逻辑判断功能：“记忆记忆”功能指的是计算功能指的是计算 机能够存储大量信息机能够存储大量信息，供用户随时检索和查询供用户随时检索和查询。逻辑判断功能逻辑判断功能 指的是计算机不仅能够进行算术运算指的是计算机不仅能够进行算术运算，还能进行逻辑运算和实还能进行逻辑运算和实 践推理践推理。记忆功能记忆功能、算术运算和逻辑运算相结合算术运算和逻辑运算相结合，使得计算机使得计算机 能够模仿人类的某些智能活动能够模仿人类的某些智能活动，成为人类脑力延伸的主要工具成为人类脑力延伸的主要工具， 所以计算机又称为所以计算机又称为“电脑电脑”。 能自动运行并且具备人机交互功能：能自动运行并且具备人机交互功能：自
14、动运行是把问题自动运行是把问题 编成程序输入计算机中编成程序输入计算机中，发出运行指令后发出运行指令后，计算机便在该程序计算机便在该程序 控制下依次逐条执行控制下依次逐条执行，不再需要人工干预不再需要人工干预。人机交互则是在人人机交互则是在人 想要干预时想要干预时，采用人机对话形式采用人机对话形式，有针对性地解决问题有针对性地解决问题。 微型计算机概述 11 2计算机的分类计算机的分类 个人计算机：面向个人或家庭使用的低档微型计算机个人计算机：面向个人或家庭使用的低档微型计算机。 工作站：介于工作站：介于PC机和小型机之间的高档微型机机和小型机之间的高档微型机。 小型计算机：结构简单小型计算机
15、：结构简单、成本较低成本较低、易维护和使用易维护和使用。 其规模和设置可满足一个小型部门的工作需要其规模和设置可满足一个小型部门的工作需要。 巨型计算机：也称为超级计算机巨型计算机：也称为超级计算机。具有极高的性能和具有极高的性能和 极大的规模极大的规模，价格昂贵价格昂贵，多用于尖端科技领域多用于尖端科技领域。 微型计算机概述 12 2020年9月23日11时40 分 3计算机的应用计算机的应用 科学计算：也称数值计算科学计算：也称数值计算，是指用计算机来解决科学研是指用计算机来解决科学研 究和工程技术中所提出的复杂的数学及数值计算问题究和工程技术中所提出的复杂的数学及数值计算问题。 数据处理
16、：数据处理也称为信息处理数据处理：数据处理也称为信息处理，是人们利用计算是人们利用计算 机对所获取的信息进行采集机对所获取的信息进行采集、记录记录、整理整理、加工加工、存储存储 和传输和传输，并进行综合分析等并进行综合分析等。 过程控制：过程控制是用传感器在现场采集受控对象的过程控制：过程控制是用传感器在现场采集受控对象的 数据数据，通过比较器求出与设定数据的偏差通过比较器求出与设定数据的偏差，由计算机按由计算机按 控制模型进行计算控制模型进行计算，产生相应的控制信号产生相应的控制信号，驱动伺服装驱动伺服装 置对受控对象进行控制和调整置对受控对象进行控制和调整。 计算机辅助系统：是采用计算机进
17、行各种辅助功能的系计算机辅助系统：是采用计算机进行各种辅助功能的系 统统。例如例如，CAD、CAM、CAE或或CAI等等。 人工智能：是用计算机执行某些与人的智能活动有关的人工智能：是用计算机执行某些与人的智能活动有关的 复杂功能复杂功能，模拟人类的某些智力活动模拟人类的某些智力活动，如图形和声音的如图形和声音的 识别识别，推理和学习的过程推理和学习的过程。 微型计算机概述 13 2020年9月23日11时40 分 1.2 计算机的基本结构和工作原理计算机的基本结构和工作原理 1.2.1 计算机的基本结构计算机的基本结构 运算器运算器 存储器存储器 输出设备输出设备 输入设备输入设备 控制器控
18、制器 程序和程序和 原始数据原始数据 计算结果计算结果 微型计算机概述 14 2020年9月23日11时40 分 输入设备：用于输入原始信息和处理信息的程序输入设备：用于输入原始信息和处理信息的程序。如如 键盘键盘、鼠标器和扫描仪等鼠标器和扫描仪等。 输出设备：用来输出计算机的处理结果及程序清单输出设备：用来输出计算机的处理结果及程序清单。 如显示器和打印机如显示器和打印机。 存储器：用来存放程序和数据存储器：用来存放程序和数据。在控制器的控制下在控制器的控制下， 可与输入设备可与输入设备、输出设备输出设备、运算器运算器、控制器交换信息控制器交换信息， 是计算机中各种信息存储和交流的中心是计算
19、机中各种信息存储和交流的中心。 运算器：用来对信息及数据进行处理和计算运算器：用来对信息及数据进行处理和计算。也称为也称为 算术逻辑部件算术逻辑部件ALU（Arithmetic and Logic Unit）。 控制器：是整个计算机的指挥中心控制器：是整个计算机的指挥中心，用来指挥计算机用来指挥计算机 各部件的操作各部件的操作，使其协调一致地工作使其协调一致地工作。 计算机中的两类信息流：计算机中的两类信息流： 数据信息流数据信息流，它包括原始数据它包括原始数据、中间结果中间结果、计算结果和程计算结果和程 序中的指令；序中的指令； 控制信息流控制信息流，它是控制器发出的各种操作命令它是控制器发
20、出的各种操作命令。 微型计算机概述 15 2020年9月23日11时40 分 1.2.2 计算机的工作原理计算机的工作原理 1存储程序存储程序 把事先编制好的由计算机指令组成的程序存放到把事先编制好的由计算机指令组成的程序存放到 存储器内存储器内。 2自动执行自动执行 CPU负责从存储器中逐条取出指令负责从存储器中逐条取出指令，分析识别分析识别 指令指令，然后执行指令然后执行指令，直至整个程序结束直至整个程序结束。 微型计算机概述 16 2020年9月23日11时40 分 1.3 微型计算机的基本概念微型计算机的基本概念 1.3.1 微处理器的产生和发展微处理器的产生和发展 1. 微处理器的产
21、生微处理器的产生 将计算机基本结构中的运算器和控制器集成在一块将计算机基本结构中的运算器和控制器集成在一块 大规模集成电路芯片上作为中央处理单元大规模集成电路芯片上作为中央处理单元(Central Processing Unit CPU)使用使用，又称为微处理器又称为微处理器 （Microprocessor）。 微型计算机是以微处理器为核心微型计算机是以微处理器为核心，再配上存储器再配上存储器、 接口电路等芯片构成的接口电路等芯片构成的。 微型计算机概述 17 2020年9月23日11时40 分 2. 微处理器的发展微处理器的发展 按照按照CPU的字长和功能划分的字长和功能划分，共经历了共经历
22、了5代的代的 演变演变: 第一代第一代（1971年年1973年年）：4/8位微处理器位微处理器 第二代第二代（1974年年1978年年）：8位微处理器位微处理器 第三代第三代（1978年年1980年年）：16位微处理器位微处理器 第四代第四代（1981年年1992年年）：32位微处理器位微处理器 第五代第五代（1993年以后年以后）：全新高性能系列：全新高性能系列64位以位以 上微处理器上微处理器，如如Intel公司公司，AMD等公司出品的系等公司出品的系 列列CPU。 微型计算机概述 18 2020年9月23日11时40 分 1. 3. 2 微型计算机的分类微型计算机的分类 按照按照CPU字
23、长来分类：字长来分类： 有有4位位、8位位、16位位、32位位、64位微型计算机等位微型计算机等。 按照微处理器的器件工艺来分类：按照微处理器的器件工艺来分类： 可分成可分成MOS工艺工艺、TTL工艺的微处理器工艺的微处理器。 按照微型计算机的使用形态来分类：按照微型计算机的使用形态来分类： 有单片机、单板机、微机系统等。有单片机、单板机、微机系统等。 微型计算机概述 19 2020年9月23日11时40 分 1. 3. 3 微型计算机的性能指标介绍微型计算机的性能指标介绍 位：计算机中所表示的最基本位：计算机中所表示的最基本、最小的数据单元最小的数据单元。 字长：计算机在交换字长：计算机在交
24、换、加工和存放信息时的最基本的加工和存放信息时的最基本的 长度长度，由所包含的位数表示由所包含的位数表示。 字节字节（Byte）：计算机中通用的基本单元：计算机中通用的基本单元，由由8个二个二 进制位组成进制位组成。 字：计算机内部进行数据处理的基本单位字：计算机内部进行数据处理的基本单位。 主频：也称时钟频率主频：也称时钟频率，指计算机中时钟脉冲发生器所指计算机中时钟脉冲发生器所 产生的频率产生的频率。 微型计算机概述 20 2020年9月23日11时40 分 访存空间：指微处理器构成系统中所能访问的存储单访存空间：指微处理器构成系统中所能访问的存储单 元个数元个数。 指令数：构成微型计算机
25、的操作命令数指令数：构成微型计算机的操作命令数。 基本指令执行时间：计算机执行指令所花的最短时间基本指令执行时间：计算机执行指令所花的最短时间。 可靠性：指计算机在规定时间和条件下正常工作不发可靠性：指计算机在规定时间和条件下正常工作不发 生故障的概率生故障的概率。 兼容性：指计算机硬件设备可用于构成其他多种系统兼容性：指计算机硬件设备可用于构成其他多种系统 的性能的性能。 性能价格比：是衡量计算机产品优劣的综合性指标性能价格比：是衡量计算机产品优劣的综合性指标。 微型计算机概述 21 2020年9月23日11时40 分 1.4 微型计算机系统的组成微型计算机系统的组成 微型计算机系统由硬件和
26、软件两大系统组成，微型计算机系统由硬件和软件两大系统组成， 二者缺一不可，否则不能正常工作二者缺一不可，否则不能正常工作 。 1.4.1 硬件系统硬件系统 由电子部件和机电装置所组成的计算机实体由电子部件和机电装置所组成的计算机实体。 基本功能：接受计算机程序基本功能：接受计算机程序，并在程序的控制下完并在程序的控制下完 成数据输入成数据输入、数据处理和输出结果等任务数据处理和输出结果等任务。 微型计算机概述 22 2020年9月23日11时40 分 硬件硬件 微计算机微计算机 外围设备外围设备 微处理器微处理器 内存储器内存储器 I/O接口电路接口电路 系统总线系统总线 外部设备外部设备 过
27、程过程I/O通道通道 1. 微型计算机硬件系统组成微型计算机硬件系统组成 电源电源 微型计算机概述 23 2020年9月23日11时40 分 2. 微型计算机硬件系统结构微型计算机硬件系统结构 微处理器微处理器 CPU 存储器存储器RAM 接口电路接口电路 时钟时钟 外存外存 I/O设备设备 接口电路接口电路 存储器存储器ROM 数据总线数据总线（双向双向） 地址总线地址总线（单向单向） 控制总线控制总线（双向双向） 微型计算机概述 24 2020年9月23日11时40 分 3. 硬件系统的相关概念硬件系统的相关概念 中央处理单元中央处理单元 中央处理单元中央处理单元CPU（Central P
28、rocessing Unit）是微型计算）是微型计算 机的核心部件，是包含有运算器、控制器、寄存器组以及总机的核心部件，是包含有运算器、控制器、寄存器组以及总 线接口等部件的一块大规模集成电路芯片，俗称微处理器。线接口等部件的一块大规模集成电路芯片，俗称微处理器。 主存储器主存储器 主存储器是微型计算机中存储程序、原始数据、中间结果和主存储器是微型计算机中存储程序、原始数据、中间结果和 最终结果等各种信息的部件。按其功能和性能，可以分为：最终结果等各种信息的部件。按其功能和性能，可以分为： 随机存储器随机存储器RAM（Random Access Memory） 只读存储器只读存储器ROM（Re
29、ad Only Memory） 微型计算机概述 25 2020年9月23日11时40 分 系统总线系统总线 系统总线是系统总线是CPU与其他部件之间传送信息的公共通道与其他部件之间传送信息的公共通道。根据根据 传送内容可分成以下传送内容可分成以下3种：种： 数据总线数据总线DB（Data Bus）：用于：用于CPU与主存储器及与主存储器及I/O 接口之间传送数据接口之间传送数据。 地址总线地址总线AB（Address Bus）：用于：用于CPU访问主存储器访问主存储器 和外部设备时和外部设备时，传送相关的地址传送相关的地址。 控制总线控制总线CB（Control Bus）：用于传送：用于传送C
30、PU对主存储对主存储 器和外部设备的控制信号器和外部设备的控制信号。 输入输出接口电路输入输出接口电路 输入输入/输出接口电路也称为输出接口电路也称为I/O（Input /Output）电路电路，即通即通 常所说的适配器常所说的适配器、适配卡或接口芯片等适配卡或接口芯片等。它是微型计算机与它是微型计算机与 外部设备交换信息的桥梁外部设备交换信息的桥梁。 微型计算机概述 26 2020年9月23日11时40 分 主机板主机板 主机板也称为系统主板，简称主板。主机板上有主机板也称为系统主板，简称主板。主机板上有CPU芯片、芯片、 内存槽、接口芯片、扩展槽、各种跳线和一些辅助电路。内存槽、接口芯片、
31、扩展槽、各种跳线和一些辅助电路。 外存储器外存储器 分为软磁盘分为软磁盘、硬磁盘硬磁盘、光盘存储器光盘存储器。 磁盘存储器由磁盘磁盘存储器由磁盘、磁盘驱动器和驱动器接口电路组成磁盘驱动器和驱动器接口电路组成，统称统称 为磁盘机为磁盘机。 光盘存储器是由光盘光盘存储器是由光盘、光盘驱动器和接口电路组成光盘驱动器和接口电路组成。 输入输入/输入设备输入设备 计算机最常用的输入设备是键盘和鼠标计算机最常用的输入设备是键盘和鼠标。 计算机最常用的输出设备是显示器和打印机。计算机最常用的输出设备是显示器和打印机。 微型计算机概述 27 2020年9月23日11时40 分 1.4.2 软件系统软件系统 为
32、计算机运行提供服务的全部技术资料和各种程序为计算机运行提供服务的全部技术资料和各种程序。 基本功能：保证计算机硬件的功能得以充分发挥基本功能：保证计算机硬件的功能得以充分发挥，并为用户并为用户 提供一个方便友好的工作环境提供一个方便友好的工作环境。 1. 微型计算机软件系统组成微型计算机软件系统组成 软件软件 系统软件系统软件 程序设计语言程序设计语言 应用软件：软件包应用软件：软件包，数据库数据库 机器语言机器语言 汇编语言汇编语言 高级语言高级语言 监控程序监控程序 操作系统操作系统 编辑程序编辑程序 解释程序解释程序 编译程序编译程序 诊断程序诊断程序 微型计算机概述 28 2. 软件系
33、统的相关概念软件系统的相关概念 系统软件的主要功能是简化计算机操作，充分发挥系统软件的主要功能是简化计算机操作，充分发挥 硬件功能，支持应用软件的运行并提供服务。硬件功能，支持应用软件的运行并提供服务。 应用软件处于软件系统的最外层，直接面向用户服应用软件处于软件系统的最外层，直接面向用户服 务。应用软件是为了解决各类应用问题而编写的程务。应用软件是为了解决各类应用问题而编写的程 序，包括用户编写的特定程序，以及商品化的应用序，包括用户编写的特定程序，以及商品化的应用 软件和套装软件。软件和套装软件。 计算机语言也称为程序设计语言，是人机交流信息计算机语言也称为程序设计语言，是人机交流信息 的
34、一种特定语言。在编写程序时用指定的符号来表的一种特定语言。在编写程序时用指定的符号来表 达语义。达语义。 微型计算机概述 29 2020年9月23日11时40 分 1.5 微型计算机的特点及应用微型计算机的特点及应用 1. 微型计算机的特点微型计算机的特点 功能强、价格低、适应性强、体积小、重量轻、功能强、价格低、适应性强、体积小、重量轻、 耗电省、维护方便耗电省、维护方便 2. 微型计算机的应用微型计算机的应用 微型计算机按其复杂程度的不同，可适用于各微型计算机按其复杂程度的不同，可适用于各 种行业，从仪器仪表和家电的智能化，到科学计算、种行业，从仪器仪表和家电的智能化，到科学计算、 自动控
35、制、数据和事务处理、辅助设计、办公自动自动控制、数据和事务处理、辅助设计、办公自动 化、生产自动化、数据库应用、网络应用、人工智化、生产自动化、数据库应用、网络应用、人工智 能、计算机模拟、计算机辅助教育等各个领域均得能、计算机模拟、计算机辅助教育等各个领域均得 到了广泛的应用。到了广泛的应用。 微型计算机概述 30 2020年9月23日11时40 分 微机应用相关概念（补充）微机应用相关概念（补充） 办公自动化：简称为办公自动化：简称为OA（Office Automation）。）。 它是计算机、通信与自动化技术相结合的产物，也它是计算机、通信与自动化技术相结合的产物，也 是当前最为广泛的一
36、类应用。是当前最为广泛的一类应用。 生产自动化：包括计算机辅助设计生产自动化：包括计算机辅助设计、计算机辅助制计算机辅助制 造和计算机集成制造系统等造和计算机集成制造系统等，它们是计算机在现代它们是计算机在现代 生产领域特别是制造业中的典型应用生产领域特别是制造业中的典型应用，不仅提高了不仅提高了 自动化水平自动化水平，而且使传统的生产技术发生了革命性而且使传统的生产技术发生了革命性 的变化的变化。 数据库应用：数据库是在计算机存储设备中按照某数据库应用：数据库是在计算机存储设备中按照某 种关联方式存放的一批数据种关联方式存放的一批数据。借助数据库管理系统借助数据库管理系统 DBMS，可对其中
37、的数据实施控制可对其中的数据实施控制、管理和使用管理和使用。 微型计算机概述 31 2020年9月23日11时40 分 网络应用：计算机网络就是利用通信设备和线路等网络应用：计算机网络就是利用通信设备和线路等 与不同的计算机系统互连起来，并在网络软件支持与不同的计算机系统互连起来，并在网络软件支持 下实现资源共享和传递信息。通常有局域网下实现资源共享和传递信息。通常有局域网 （LAN）、广域网（）、广域网（WAN）、城市网（）、城市网（CAN）和）和 因特网（因特网（Internet）。）。 人工智能：人工智能研究方向中最具有代表性的两人工智能：人工智能研究方向中最具有代表性的两 个领域是专家
38、系统和机器人。个领域是专家系统和机器人。 计算机仿真：计算机仿真是使用仿真软件在计算机计算机仿真：计算机仿真是使用仿真软件在计算机 上进行必要的模拟试验，从而大大减少投资、避免上进行必要的模拟试验，从而大大减少投资、避免 风险。风险。 远程教育：远程教育是建立在互联网上的一种教学远程教育：远程教育是建立在互联网上的一种教学 环境环境。它以现代化的信息技术为手段它以现代化的信息技术为手段，以适合远程以适合远程 传输和交互式学习的教学资源为教材构成开放式教传输和交互式学习的教学资源为教材构成开放式教 育网络育网络。 微型计算机概述 32 2020年9月23日11时40 分 本章小节本章小节 本章从
39、计算机的发展和应用开始，对计算机特别本章从计算机的发展和应用开始，对计算机特别 是微型计算机的基本概念、硬件结构、工作原理、系是微型计算机的基本概念、硬件结构、工作原理、系 统组成、应用特点等基本知识进行了概述。统组成、应用特点等基本知识进行了概述。 通过本章的学习，要求了解微型计算机的发展历通过本章的学习，要求了解微型计算机的发展历 史和应用场合，当前微型计算机的发展动向，微处理史和应用场合，当前微型计算机的发展动向，微处理 器芯片的更新换代；掌握微型计算机分类方式，系统器芯片的更新换代；掌握微型计算机分类方式，系统 组成；熟悉微型计算机硬件和软件各主要模块的功能组成；熟悉微型计算机硬件和软
40、件各主要模块的功能 及其在系统中的作用，为后续内容的学习打下良好的及其在系统中的作用，为后续内容的学习打下良好的 基础。基础。 微型计算机概述 33 2020年9月23日11时40 分 THANK YOU VERY MUCHTHANK YOU VERY MUCH！ 本章到此结束，本章到此结束， 谢谢合作！谢谢合作！ 微型计算机概述 34 第第2章章 计算机中的数据表示计算机中的数据表示 本章主要教学内容本章主要教学内容 计算机中数制基本概念、数制之间的转换计算机中数制基本概念、数制之间的转换 无符号数和带符号数的表示方法无符号数和带符号数的表示方法 ASCII码和码和BCD码的相关概念和应用码
41、的相关概念和应用 汉字编码及其应用汉字编码及其应用 微型计算机概述 35 第第2章章 计算机中的数据表示计算机中的数据表示 本章教学目的及要求本章教学目的及要求 熟悉数制的基本概念和计算机中常用进位计数制熟悉数制的基本概念和计算机中常用进位计数制 掌握二、八、十、十六进制的表达和相互转换掌握二、八、十、十六进制的表达和相互转换 掌握机器数和带符号数的原码、反码、补码表示掌握机器数和带符号数的原码、反码、补码表示 熟悉美国信息交换标准代码（熟悉美国信息交换标准代码（ASCII码）和二码）和二 十进制编码十进制编码BCD码的表达及应用码的表达及应用 了解微型计算机常用的汉字编码及其应用了解微型计算
42、机常用的汉字编码及其应用 微型计算机概述 36 第第2章章 计算机中的数据表示计算机中的数据表示 2.1 计算机中的数制及其转换计算机中的数制及其转换 2.2 计算机中数值数据的表示计算机中数值数据的表示 2.3 字符编码字符编码 2.4 汉字编码汉字编码 微型计算机概述 37 2.1 计算机中的数制及其转换计算机中的数制及其转换 通常，计算机中的数据分为两类：通常，计算机中的数据分为两类： 数：用来直接表示量的多少，有大小之分，数：用来直接表示量的多少，有大小之分， 能够进行运算。能够进行运算。 码：通常指代码或编码，在计算机中用来描码：通常指代码或编码，在计算机中用来描 述某种信息。述某种
43、信息。 微型计算机概述 38 2.1.1 数制的基本概念数制的基本概念 1数的表示数的表示 任何一种数制表示的数都可以写成按位权展开的任何一种数制表示的数都可以写成按位权展开的 多项式之和，即多项式之和，即 Nd n 1 b n 1 d n 2 b n 2 d n 3 b n 3 d m b m 式中：式中：n 整数的总位数。整数的总位数。 m 小数的总位数。小数的总位数。 d下标 下标 表示该位的数码。表示该位的数码。 b 表示进位制的基数。表示进位制的基数。 b上标 上标 表示该位的位权。表示该位的位权。 微型计算机概述 39 2. 计算机中常用的进位计数制计算机中常用的进位计数制 计数制
44、计数制 基数基数 数码数码 进位关系进位关系 二进制二进制 2 0，1 逢二进一逢二进一 八进制八进制 8 0，1，2，3，4，5，6，7 逢八进一逢八进一 十进制十进制 10 0，1，2，3，4， 5，6，7，8，9 逢十进一逢十进一 十六进制十六进制 16 0，1，2，3，4，5，6，7， 8，9，A，B，C，D，E，F 逢十六进一逢十六进一 微型计算机概述 40 3计数制的书写规则计数制的书写规则 在数字后面加写相应的英文字母作为标识。在数字后面加写相应的英文字母作为标识。 如：二进制数的如：二进制数的100可写成可写成100B 十六进制数十六进制数100可写成可写成100H 在括号外面
45、加数字下标。在括号外面加数字下标。 如：（如：（1011）2 表示二进制数的表示二进制数的1011 （2D2）16 表示十六进制数的表示十六进制数的2D2 微型计算机概述 41 2.1.2 数制之间的转换数制之间的转换 十进制整数转换为二进制整数：采用基数十进制整数转换为二进制整数：采用基数2连续去除连续去除 该十进制整数，直至商等于“该十进制整数，直至商等于“0为止，然后逆序排为止，然后逆序排 列余数。列余数。 十进制小数转化为二进制小数：连续用基数十进制小数转化为二进制小数：连续用基数2去乘以去乘以 该十进制小数，直至乘积的小数部分等于“该十进制小数，直至乘积的小数部分等于“0，然，然 后
46、顺序排列每次乘积的整数部分。后顺序排列每次乘积的整数部分。 十进制整数转换为八进制整数或十六进制整数：采十进制整数转换为八进制整数或十六进制整数：采 用基数用基数8或基数或基数16连续去除该十进制整数，直至商连续去除该十进制整数，直至商 等于“等于“0为止，然后逆序排列所得到的余数。为止，然后逆序排列所得到的余数。 十进制小数转换为八进制小数或十六进制小数：连十进制小数转换为八进制小数或十六进制小数：连 续用基数续用基数8或基数或基数16去乘以该十进制小数，直至乘去乘以该十进制小数，直至乘 积的小数部分等于“积的小数部分等于“0，然后顺序排列每次乘积的，然后顺序排列每次乘积的 整数部分。整数部
47、分。 微型计算机概述 42 二、八、十六进制数转换为十进制数：用其各位所二、八、十六进制数转换为十进制数：用其各位所 对应的系数，按“位权展开求和”的方法就可以得对应的系数，按“位权展开求和”的方法就可以得 到，其基数分别为到，其基数分别为2、8、16。 二进制数转换为八进制数：从小数点开始分别向左二进制数转换为八进制数：从小数点开始分别向左 或向右，将每或向右，将每3位二进制数分成位二进制数分成1组，不足组，不足3位数的位数的 补补0，然后将每组用，然后将每组用1位八进制数表示即可。位八进制数表示即可。 八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用3位位 二进制数表示即可。二进制数表示即可。 二进制数转换为十六进制数：从小数点开始分别向二进制数转换为十六进制数：从小数点开始分别向 左或向右，将每左或向右，将每4位二进制数分成位二进制数分成1组，不足组，不足4位的位的 补补
