淺談微機應(yīng)用-微機原理與接口技術(shù)論文-微機原理課程設(shè)計提報告微機原理與接口技術(shù)淺談微機的應(yīng)用院系班級學(xué)號姓名微型計算機的歷史現(xiàn)狀及開展前景微機是電子計算機的一種，是根據(jù)其性能指標分類稱其為微機，即微型計算機。它由微處理機(核心)、存儲片、輸入和輸出片、系統(tǒng)總線等組成。特點是體積小、靈巧性大、價格廉價、使用方便。1、微型計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大局部組成。其中存儲器又分內(nèi)存儲器、外存儲器；通常我們把輸入設(shè)備及輸出設(shè)備統(tǒng)稱為外圍設(shè)備；而運算器和控制器又稱為中央處理器——CPU(CentralProcessingUnit)。

2、由微型計算機配以相應(yīng)的外圍設(shè)備(如打印機、顯示器、磁盤機和磁帶機等)及其他專用電路、電源、面板、機架以及足夠的軟件構(gòu)成的系統(tǒng)叫做微型計算機系統(tǒng)(MicrocomputerSystem)〔就是我們通常說的電腦〕。硬件：計算機系統(tǒng)中所使用的電子線路和物理設(shè)備，是看得見、摸得著的實體，如中央處理器〔CPU〕、存儲器、外部設(shè)備〔I／O設(shè)備，如鍵盤，打印機等〕及總線等。

①存儲器。主要功能是存放程序和數(shù)據(jù)，程序是計算機操作的依據(jù)，數(shù)據(jù)是計算機操作的對象。存儲器是由存儲體、地址譯碼器、讀寫控制電路、地址總線和數(shù)據(jù)總線組成。能由中央處理器直接隨機存取指令和數(shù)據(jù)的存儲器稱為主存儲器，磁盤、磁帶、光盤等大容量存儲器稱為外存儲器〔或輔助存儲器〕。由主存儲器、外部存儲器和相應(yīng)的軟件，組成計算機的存儲系統(tǒng)。

②中央處理器的主要功能是按存在存儲器內(nèi)的程序，逐條地執(zhí)行程序所指定的操作。中央處理器的主要組成局部是：數(shù)據(jù)存放器、指令存放器、指令譯碼器、算術(shù)邏輯部件、操作控制器、程序計數(shù)器〔指令地址計數(shù)器)、地址存放器等。

③外部設(shè)備是用戶與機器之間的橋梁。輸入設(shè)備的任務(wù)是把用戶要求計算機處理的數(shù)據(jù)、字符、文字、圖形和程序等各種形式的信息轉(zhuǎn)換為計算機所能接受的編碼形式存入到計算機內(nèi)。輸出設(shè)備的任務(wù)是把計算機的處理結(jié)果以用戶需要的形式(如屏幕顯示、文字打印、圖形圖表、語言音響等〕輸出。輸入輸出接口是外部設(shè)備與中央處理器之間的緩沖裝置，負責(zé)電氣性能的匹配和信息格式的轉(zhuǎn)換。

④硬件：也稱硬設(shè)備，計算機系統(tǒng)中所使用的電子線路和物理設(shè)備都是硬件是能看見、摸得著的實體，如主機，顯示器，鍵盤，鼠標等。軟件：對能使計算機硬件系統(tǒng)順利和有效工作的程序集合的總稱。程序總是要通過某種物理介質(zhì)來存儲和表示的，它們是磁盤、磁帶、程序紙、穿孔卡等，但軟件并不是指這些物理介質(zhì)，而是指那些看不見、摸不著的程序本身。可靠的計算機硬件如同一個人的強壯體魄，有效的軟件如同一個人的聰穎思維。

計算機的軟件系統(tǒng)可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩局部。系統(tǒng)軟件是負責(zé)對整個計算機系統(tǒng)資源的管理、調(diào)度、監(jiān)視和效勞。應(yīng)用軟件是指各個不同領(lǐng)域的用戶為各自的需要而開發(fā)的各種應(yīng)用程序。計算機軟件系統(tǒng)包括：

①操作系統(tǒng)：系統(tǒng)軟件的核心，它負責(zé)對計算機系統(tǒng)內(nèi)各種軟、硬資源的管理、控制和監(jiān)視。

②數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：負責(zé)對計算機系統(tǒng)內(nèi)全部文件、資料和數(shù)據(jù)的管理和共享。

③編譯系統(tǒng)：負責(zé)把用戶用高級語言所編寫的源程序編譯成機器所能理解和執(zhí)行的機器語言。

④網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：負責(zé)對計算機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)資源進行組織和管理，使得在多臺獨立的計算機間能進行相互的資源共享和通信。

⑤標準程序庫：按標準格式所編寫的一些程序的集合，這些標準程序包括求解初等函數(shù)、線性方程組、常微分方程、數(shù)值積分等計算程序。

⑥效勞性程序：也稱實用程序。為增強計算機系統(tǒng)的效勞功能而提供的各種程序，包括對用戶程序的裝置、連接、編輯、查錯、糾錯、診斷等功能。為了使計算機能算得快和準、記得多和牢，數(shù)十年來，對提高單機中的中央處理器的處理速度和精度，對提高存儲器的存取速度和容量作了許多改良，如：增加運算器的根本字長和提高運算器的精度；增加新的數(shù)據(jù)類型，或?qū)?shù)據(jù)進行自定義，使數(shù)據(jù)帶有標志符，用以區(qū)別指令和數(shù)，及說明數(shù)據(jù)類型；在CPU內(nèi)增設(shè)通用存放器、采用變址存放器、增加間接尋址功能和增設(shè)高速緩沖存儲器和采用堆棧技術(shù)；采用存儲器交叉存取技術(shù)及虛擬存儲器技術(shù)；采用指令流水線和運算流水線；采用多個功能部件和增設(shè)協(xié)處理器等。

充分開掘了單個處理器的潛力后，人們轉(zhuǎn)向開展并行處理技術(shù)。開始時〔1952年〕是在運算器中設(shè)計了并行的算術(shù)運算邏輯，繼而開始采用多功能部件，即在中央處理器中設(shè)立相互獨立、而又可能同時工作的功能部件。經(jīng)過30年的開展，用單處理器構(gòu)成的計算機系統(tǒng)，性能已到達相當高的水平，向量巨型計算機就是這時期的技術(shù)的結(jié)晶。1946年美國賓夕法尼亞大學(xué)為了彈道設(shè)計的需要設(shè)計了世界上第一臺數(shù)字電子計算機。它的運算速度不高，卻是一個龐然大物――――18000個電子管、1500個繼電器、占地300平方米、重30噸、消耗功率為50KW、價值48萬美元。雖然它既大又貴，但卻是現(xiàn)在各種計算機的先驅(qū)，為開展至今的數(shù)字電子計算機奠定了根底。自第一臺計算機問世以來，隨著電子器件的不斷開展、更新，計算機的開展日新月異，至今已開展了四代。一般來說，電子計算機開展歷程的各個階段，是以所采用的電子器件的不同來劃分的，即電子管、晶體管、中小規(guī)模集成電路和大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路計算機。微型計算機屬于第四代電子計算機產(chǎn)品，即大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路計算機，是集成電路技術(shù)不斷開展，芯片集成度不斷提高的產(chǎn)物。微機的開展與LSI緊密相連。自1971年第一臺計算機〔INTEL4004〕問世以來微機的開展突飛猛進。微機系統(tǒng)的核心部件為CPU，因此我們主要以CPU的開展、演變過程為線索，來介紹微機系統(tǒng)的開展過程，主要以Intel公司的CPU為主線。1.第一代微機

第一代PC機以IBM公司的IBMPC/XT機為代表，CPU是8088，誕生于1981年，如圖1-3所示。后來出現(xiàn)了許多兼容機。

2.第二代微機

IBM公司于1985年推出的IBMPC/AT標志著第二代PC機的誕生。它采用80286為CPU，其數(shù)據(jù)處理和存儲管理能力都大大提高。

3.第三代微機

1987年，Intel公司推出了80386微處理器。386又進一步分為SX和DX兩檔，檔次由低到高依次為386SX、386DX。用各檔CPU組裝的機器，稱為該檔次的微機，如386DX。

4.第四代微機

1989年，Intel公司推出了80486微處理器。486也分為SX和DX兩檔，即486SX、486DX。486檔次的微機也已很少使用。

5.第五代微機

1993年Intel公司推出了第五代微處理器Pentium〔中文名“奔騰〞〕。Pentium實際上應(yīng)該稱為80586，但Intel公司出于宣傳競爭方面的考慮，改變了“x86〞傳統(tǒng)的命名方法。

其他公司推出的第五代CPU還有AMD公司的K5、Cyrix公司的6x86。1997年Intel公司推出了多功能PentiumMMX。奔騰檔次的微機由于可運行Windows95，所以現(xiàn)在仍有局部在使用。

6.第六代微機

1998年Intel公司推出了PentiumⅡ、Celeron，后來推出了PentiumⅢ、Pentium4，主要用于高檔微機。其他公司也推出了相同檔次的CPU，如K6、AthlonXP、VIAC3等，第六代CPU是目前最流行的檔次。

7.第七代微機

2023年9月，AMD公司發(fā)布了面向臺式機的64位處理器：Athlon64和Athlon64FX，標志著64位微機的到來。自1981年美國IBM公司推出了第一代微型計算機IBM-PC/XT以來，以微處理器為核心的微型計算機便以其執(zhí)行結(jié)果精確、處理速度快捷、小型、廉價、可靠性高、靈巧性大等特點迅速進入社會各個領(lǐng)域，且技術(shù)不斷更新、產(chǎn)品不斷換代，先后經(jīng)歷了80286、80386、80486乃至當前的80586(Pentium)微處理器芯片階段,并從單純的計算工具開展成為能夠處理數(shù)字、符號、文字、語言、圖形、圖像、音頻和視頻等多種信息在內(nèi)的強大多媒體工具。如今的微型計算機產(chǎn)品無論從運算速度、多媒體功能、軟硬件支持性以及易用性方面都比早期產(chǎn)品有了很大的飛躍，便攜式計算機更是以小巧、輕便、無線聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)勢受到了越來越多的移動辦公人士的喜愛，一直保持著高速開展的態(tài)勢。我們通常所說的微型計算機簡稱微機，俗稱電腦。其準確的稱謂應(yīng)是微型計算機系統(tǒng)，可以簡單定義為：在微型計算機硬件系統(tǒng)的根底上配置必要的外部設(shè)備和軟件構(gòu)成的實體。微型計算機系統(tǒng)從全局到局部存在三個層次：微型計算機系統(tǒng)——微型計算機——微處理器。微處理器〔Microprocessor〕也常稱為微處理機，它包括算術(shù)邏輯部件ALU〔ArithmeticLogicUnit〕，控制部件CU〔ControlUnit〕和存放器組R〔Registers〕三個根本局部和內(nèi)部總線，相當于一般計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的運算器和控制器的組合。通常是利用大規(guī)模集成電路(LSI)或超大規(guī)模集成電路(VLSI)技術(shù)將這些功能制作在一塊集成電路芯片上，即一般計算機系統(tǒng)概念的中央處理器〔CPU〕。微處理器先后經(jīng)歷了4位、8位、16位、32位和64位的開展階段，目前生產(chǎn)的微型計算機所用的微處理器主要是64位Pentium4芯片，除Intel公司之外,AMD、Motorola及Cyrix公司也有類似的產(chǎn)品。微型計算機〔MicroComputer〕是以微處理器為核心，加上由LSI制作的內(nèi)存儲器M〔ROM、RAM〕、I/O〔輸入／輸出〕接口和系統(tǒng)總線〔包括地址總線AB、數(shù)據(jù)總線DB、控制總線CB〕組成的裸機。該層次也就是我們所說的主板,它已安裝了CPU和內(nèi)存條。微型計算機系統(tǒng)〔MicroComputerSystem〕是以微型計算機為核心，再配以相應(yīng)的外部設(shè)備、電源、輔助電路和控制微型計算機工作的軟件而構(gòu)成的完整的計算系統(tǒng)。由此可見，單純的微處理器不是計算機，單純的微型計算機也不是完整的微型計算機系統(tǒng)，它們都不能獨立工作，只有微型計算機系統(tǒng)才是完整的〔數(shù)值的及非數(shù)值的〕信息處理系統(tǒng)，才具有實用意義。一個完整的計算機系統(tǒng)應(yīng)該包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大局部。目前的各種微型計算機系統(tǒng)，無論是簡單的單片機〔又稱為微控制器或嵌入式計算機〕、單板機〔屬微型計算機系統(tǒng)〕，還是較復(fù)雜的個人計算機〔PC〕系統(tǒng)，其硬件體系結(jié)構(gòu)采用的根本上是計算機的經(jīng)典結(jié)構(gòu)——馮.諾依曼結(jié)構(gòu)：由運算器、控制器、存儲器〔含內(nèi)存和外存〕、輸入設(shè)備和，輸出設(shè)備五大局部組成，采用“指令驅(qū)動〞方式。微型計算機軟件的種類很多，功能各異，但按計算機專業(yè)可劃分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩類。系統(tǒng)軟件是計算機系統(tǒng)的核心，管理和控制計算機硬件各局部協(xié)調(diào)工作，為各種應(yīng)用軟件提供運行平臺。系統(tǒng)軟件主要包括：操作系統(tǒng)、標準實用程序、各種語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及各種工具軟件〔如殺毒軟件〕,其中操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件的核心，用戶只有通過操作系統(tǒng)才能完成對計算機的各種操作。應(yīng)用軟件指系統(tǒng)軟件之外的所有軟件，是為某種應(yīng)用目的而編制的計算機程序，如文字處理軟件、圖形圖像處理軟件、網(wǎng)絡(luò)通信軟件、財務(wù)管理軟件、CAD/CAM軟件、各種應(yīng)用軟件包等。計算機