第1章 微型计算机基础知识.ppt

第1章微型计算机基础知识
【本章重点】微型计算机的组成和各部分的作
用,以及计算机中数的表示方法。
【本章难点】计算机中数的表示方法:原码、
反码、补码的关系。
§ 微型计算机的组成及工作原理
微型计算机中的基本概念
(Microprocessor)

(1)单片微处理机
(2)通用微型计算机

微型计算机的基本结构
C
P
U
总线形成
电路
接口
接口
接口
内存
内存
外设
外设
外设
系统总线
微型计算机的基本组成
微型计算机的基本工作过程
微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程,也就是CPU自动从程序存放的第1个存储单元起,逐步取出指令、分析指令,并根据指令规定的操作类型和操作对象,执行指令规定的相关操作。如此重复,周而复始,直至执行完程序的所有指令,从而实现程序的基本功能,这就是微型计算机的基本工作原理。
工作过程:
取指令
分析指令
执行指令
§
微处理器的发展历史
,Intel公司第一枚微处理器芯片4004,4位机,它总共集成了2200个晶体管。
1972年4月,Intel公司宣布另一种型号的微处理器8008研制成功。 8位机。
1975年1月,Motorola公司宣布推出它的8位微处理器6800。
1979年,Intel公司推出了Intel 8086/8088微处理器,它是最早的PC机的CPU。
1983年,Intel公司推出了Intel 80286微处理器,它是完全16位微处理器。
1985年,Intel公司推出了Intel 80386微处理器。
1989年,Intel公司推出了Intel 80486微处理器。
1993年3月,Intel公司推出了名为Pentium(经典奔腾)的微处理。
1995年11月Intel公司又推出了Pentium Pro(高能奔腾)。
1997年1月,Intel公司又推出了Pentium MMX(多能奔腾)。
1997年5月,Intel公司推出了PentiumⅡ(奔腾二代)
1999年2月,Intel公司推出了Pentium Ⅲ(奔腾三代)
2000年11月,Intel公司推出了Pentium4(奔腾四代)。
第一代
1971年~1973年
第二代
1974年~1977年
第三代
1978年~1980年
第四代
1980年以后
典型的微处理器芯片
Intel 4004
Intel 4040
Intel 8008
Intel 8080
M6800
Z-80
Intel 8086/8088
M68000
Z-8000
Intel 80X86
M68020
Z-80000
字长(位)
4/8
8
16
16/32
集成度(晶体管数/芯片)
1000~2000
5000~9000
20000~70000
>100000
时钟频率(MHZ)
~
1~4
5~10
>10
数据总线宽度(位)
4/8
8
16
16/32
地址总线宽度(位)
4~8
8
20~24
24~32
存储容量
≤16KB实存
≤64KB实存
≤1MB实存
≤4GB实存和64GB虚存
指令执行时间(s)
10~15
1~2
<1
<
软件水平
机器语言
汇编语言
汇编语言
高级语言
操作系统
汇编语言
高级语言
操作系统
汇编语言
高级语言
部分软件硬化
各代微处理器的特点
微处理器的内部结构






Pentium系列微处理器
Pentium奔腾微处理器的主要特点:
1、标量体系结构
2、双流水线结构
(1)转移预测部件
(2)高性能的浮点运算
(3)存储器页面大小任选
Pentium MMX的主要特点
Pentium MMX是在奔腾芯片基础上增加了MMX技术。MMX技术的特点主要有二项。
①采用S1MD型指令。SIMD(Single Introduction Multi Data,单指令多数据流)是计算
机系统结构的一种。
②拥有积和运算功能。
③拥有饱和运算功能。
采用MMX技术后,提高了不同种类的应用性能,尤其对图形、图像、动画、音频数据处理的改进最为明显。
Pentium Pro的主要特点


(1)数据流分析
(2)增强的转移预测
(3)推理执行