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工程类课程
重视练习
经验很重要
不要钻牛角尖
授课内容有侧重
考查方式
闭卷考试
卷面成绩 70％，平时成绩 30％（作业和实验）
作业和实验的重要性，平时成绩对最终成绩的影响
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛第一章 计算机基本知识
绪论
计算机的发展概况
微型计算机中信息的表示及运算基础
几个重要的数字逻辑电路
微机基本结构
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1·1 绪 论
1946年 2月 15日 世界第一台电子计算机问世 1946年世界上第一台电子计算机由美国宾夕法尼亚大学研制成功 。 尽管它重达 30吨,占地 170平方米,耗电 140千瓦,用了 18800多个电子管,每秒钟仅能做 5000次加法,
这台计算机有五个基本部件：输入器,输出器,
运算器,存储器和控制器,奠定了当代电子数字计算机体系结构的基础 。
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http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛运作了九年之久。吃电很凶,据传 ENIAC
每次一开机，整个费城西区的电灯都为之黯然失色。 另外，真空管的损耗率相当高，几乎每 15分钟就可能烧掉一支真空管，操作人员须花 15分钟以上的时间才能找出坏掉的管子，使用上极不方便。曾有人调侃道：,只要那部机器可以连续运转五天，而没有一只真空管烧掉，
发明人就要额手称庆了,。
。
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——电子计算机工作的基础
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛几个概念
控制器,CPU
计算机主机
计算机硬件系统
计算机软件系统
计算机系统
字长,CPU并行处理二进制的数据位数 。 8位机,16位机,32位机和 64位机 。
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1·2 计算机的发展概况
微型化 ─ 便携式、低功耗
巨型化 ─ 尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、高速度
智能化 ─ 模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理能力
系列化、标准化 ─ 便于各种计算机硬、软件兼容和升级
网络化 ─ 网络计算机和信息高速公路
多机系统 ─ 大型设备、生产流水线集中管理 (独立控制、
故障分散、资源共享 )
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CNET中国,ZOL 06年 8月 18日报道,今天下午，从英特尔酷睿 2 Merom技术说明会上获悉，英特尔酷睿 2 Merom处理器将于本月 29日正式发布。
据英特尔公司技术工程师介绍：酷睿 2 Merom为笔记本提供更优的性能功耗比，其中双核 u2500的最低功耗仅为
9.5瓦，笔记本电脑可以更轻薄更省电。
— http://nb.zol.com.cn/33/331307.html
日本 NEC公司的,地球模拟机,(EarthSimulator)计算机在两年前曾是世界最快超级计算机，其计算能力达
35.86Tflops。现在美国的 IBM蓝色基因 /L已经重夺这项桂冠，它的计算能力是 280.6Tflops(新浪科技注：这台
IBM超级计算机服务于美国国家核安全局，主要用于模拟核试验。 )。 —— http://www.newmaker.com/mgz
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1·2 计算机的发展概况
一、计算机的发展概况第一代：电子管计算机时代（ 1947~1957）
第二代：晶体管计算机时代（ 1958~1964）
第三代：集成电路计算机时代（ 1964～ 1972）
第四代：超大规模集成电路（ VLSI）计算机时代
（ 1972年 ~ ）。
第五代：智能计算机（ 1981年 ~ ）。
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛二、微处理器及微型计算机的发展概况第一代微处理器 是以 Intel公司 1971年推出的 4004,4040
为代表的四位微处理机。
第二代微处理机 （ 1973年 ~1977年），典型代表有,Intel
公司的 8080,8085； Motorola公司的 M6800以及 Zlog公司的 Z80。
第三代微处理机 第三代微机是以 16位机为代表，基本上是在第二代微机的基础上发展起来的。其中 Intel公司的 8088。
8086是在 8085的基础发展起来的； M68000是 Motorola公司在 M6800 的基础发展起来的；
第四代微处理机 以 Intel公司 1984年 10月推出的 80386CPU
和 1989年 4月推出的 80486CPU为代表，
第五代微处理机 的发展更加迅猛,1993年 3月被命名为
PENTIUM的微处理机面世,98年 PENTIUM 2又被推向市场。
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INTEL CPU 发展历史
Intel第一块 CPU 4004,4位主理器,主频
108kHz,运算速度 0.06MIPs(Million
Instructions Per Second,每秒百万条指令 ),集成晶体管 2,300个,10微米 制造工艺,最大寻址内存 640 bytes,生产曰期
1971年 11月,
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8085,8位主理器,主频 5M,运算速度
0.37MIPs,集成晶体管 6,500个,3微米制造工艺,最大寻址内存 64KB,生产曰期
1976年
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8086,16位主理器,主频
4.77/8/10MHZ,运算速度 0.75MIPs,
集成晶体管 29,000个,3微米制造工艺,最大寻址内存 1MB,生产曰期 1978年 6月,
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80486DX,DX2,DX4,32位主理器,主频
25/33/50/66/75/100MHZ,总线频率
33/50/66MHZ,运算速度 20~60MIPs,集成晶体管 1.2M个,1微米 制造工艺,168针 PGA,
最大寻址内存 4GB,缓存 8/16/32/64KB,生产曰期 1989年 4月
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Celeron一代,主频
266/300MHZ(266/300MHz w/o L2 cache,
Covington芯心 (Klamath
based),300A/333/366/400/433/466/500
/533MHz w/128kB L2 cache,Mendocino
核心 (Deschutes-based),总线频率
66MHz,0.25微米 制造工艺,生产曰期 1998
年 4月 )
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Pentium 4 (478针 ),至今分为三种核心,Willamette 核心 ( 主频 1.5G
起,FSB400MHZ,0.18 微米制造工艺 ),Northwood 核心 ( 主频
1.6G~3.0G,FSB533MHZ,0.13微米制造工艺,二级缓存 512K),Prescott核心 (主频
2.8G 起,FSB800MHZ,0.09 微米 制造工艺,1M二级缓存,13条全新指令集 SSE3),
生产曰期 2001年 7月,
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更大的缓存、更高的频率、
超级流水线、分支预测、乱序执行
超线程技术
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛微型计算机组成结构微型计算机系统硬件微型计算机
（ 主机 ）
微处理器
(CPU)
软件外围设备运算器控制器存储器
(内存 )
RAM
ROM
外部设备辅助设备输入设备 (键盘,扫描仪,语音识别仪 … )
输出设备 (显示器,打印机,绘图仪,… )
辅助存储器 (磁带,磁盘,光盘 )
输入 /输出接口 (PIO,SIO,CTC,ADC,DAC…)
(I/O接口 )
总线 (AB,DB,CB)
系统软件 (操作系统,编辑,编译程序,故障诊断,监控程序 …)
应用软件 (科学计算,工业控制,数据处理 …)
程序设计语言 (机器语言,汇编语言,高级语言 )
电源电路时钟电路
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛单片机简介
单片机 即单片机微型计算机,是将计算机主机 (CPU、
内存 和 I/O接口 )集成在一小块硅片上的微型机 。
单片机开发系统 有单片单板机和仿真器。实现单片机应用系统的硬、软件开发。
单片机为工业测控而设计，又称微控制器 。 具有三高优势 (集成度高、可靠性高、性价比高 )。
主要应用于工业检测与控制、计算机外设、智能仪器仪表、通讯设备、家用电器等。 特别适合于嵌入式微型机应用系统。
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三、计算机编程语言的发展概况机器语言 机器语言就是 0,1码语言,是计算机唯一能理解并直接执行的语言 。
汇编语言 用一些助记符号代替用 0,1码描述的某种机器的指令系统,汇编语言就是在此基础上完善起来的 。
高级语言 BASIC,PASCAL,C语言等等 。 用高级语言编写的程序称源程序,它们必须通过编译或解释,
连接等步骤才能被计算机处理 。
面向对象语言 C++,Java等编程语言是面向对象的语言 。
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1.3 微型计算机中信息的表示及运算基础
（一） 十进制 ND
有十个数码,0～ 9，逢十进一。
例 1234.5=1× 103 +2× 102 +3× 101 +4× 100
+5× 10-1
加权展开式以 10称为基数,各位系数为 0～ 9,10i为 权 。
一般表达式：
ND= dn-1× 10n-1+dn-2× 10n-2 +… +d0× 100 +d-1× 10-1+…
一、数的表示
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（二） 二进制 NB
两个数码,0,1,逢二进一 。
例 1101.101=1× 23+1× 22+0× 21+1× 20+1× 2-
1+1× 2-3
加权展开式以 2为基数，各位系数为 0,1,2i为 权。
一般表达式：
NB = bn-1× 2n-1 + bn-2× 2n-2 +… +b0× 20 +b-1× 2-1+…
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（三）十六进制 NH
十六个数码 0～ 9,A～ F，逢十六进一 。
例,DFC.8=13× 162 +15× 161 +12× 160 +8× 16-1
展开式以十六为基数，各位系数为 0～ 9,A～ F,16i
为权。
一般表达式：
NH= hn-1× 16n-1+ hn-2× 16n-2+… + h0× 160+ h-1× 16-
1+…
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛不同进位记数制对照表十进制 二进制 十六进制 十进制 二进制 十六进制
0 0000 0 8 1000 8
1 0001 1 9 1001 9
2 0010 2 10 1010 A
3 0 0 1 1 3 11 1 0 1 1 B
4 0100 4 12 1 1 0 0 C
5 0101 5 13 1 1 0 1 D
6 0 1 1 0 6 14 1 1 1 0 E
7 0 1 1 1 7 15 1111 F
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛二,不同进位计数制之间的转换
（一） 一个 R进制的数转换成十进制数的方法：
按权展开，先乘后加举例：
1011.1010B=1× 23+1× 21+1× 20+1× 2-1+1× 2-3=11.625D
0DFC.8H=13× 162+15× 161+12× 160+8× 16-1 = 3580.5D
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（ 二 ） 二进制与十六进制数之间的转换
24=16,四位二进制数对应一位十六进制数 。
举例,
3AF.2H= 0011 1010 1111.0010 ＝
1110101111.001B
1111101.11B= 0111 1101.1100 = 7D.CH
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（三） 十进制数转换成二、十六进制数
整数,小数分别转换
1.整数转换法
,除基取余,,十进制整数不断除以转换进制基数,直至商为 0。 每除一次取一个余数,从低位排向高位 。 举例,
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛例,39转换成二进制数
39 =100111B
2 39 1 （ b0）
2 19 1 （ b1）
2 9 1 （ b2）
2 4 0 （ b3）
2 2 0 （ b4）
2 1 1 （ b5）
0
例,208转换成十六进制数
208 = D0H
16 208 余 0
16 13 余 13 = DH
0
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2,小数转换法
,乘基取整,,用转换进制的基数乘以小数部分,
直至小数为 0或达到转换精度要求的位数 。 每乘一次取一次整数,从最高位排到最低位 。 举例,
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1,0.625转换成二进制数
0.625 × 2 = 1.250 1 (b-1)
0.25 × 2 = 0.5 0 0 (b-2)
0.5 × 2= 1.0 1 (b-3)
0.625 = 0.101B
2,0.625转换成十六进制数
0.625 × 16 = 10.0
0.625 = 0.AH
3,208.625 转换成十六进制数 208.625 = D0.AH
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛三、带符号数的表示方法
机器中，数的符号用,0”,,1” 表示。
最高位作符号位，,0” 表示,+”，,1” 表示
,-” 。
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机器数,机器中数的表示形式。
真值,机器数所代表的实际数值。
举例,一个 8位机器数与它的真值对应关系如下：
真值,X1=+84=+1010100B X2=-84=-1010100B
机器数,[X1]机 = 01010100 [X2]机 = 11010100
（一）机器数与真值
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最高位为符号位,0表示,+”,1表示“－”。
数值位与真值数值位相同。
例 8位 原码 机器数：
真值,x1 = +1010100B x2 =－ 1010100B
机器数,[x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100
原码表示简单直观,但 0的表示不唯一,加减运算复杂 。
1、原码 (True Form)
(二 )原码、反码、补码
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正数的反码与原码表示相同。
负数反码符号位为 1，数值位为原码数值各位取反。
例 8位 反码 机器数,
x= +4,[x]原 = 00000100 [x]反 = 00000100
x= -4,[x]原 = 10000100 [x]反 = 11111011
2、反码（ One’s Complement）
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3、补码（ Two’s Complement）
正数的补码表示与原码相同。
负数补码等于 2n－ abs（ x）
例,求 8位 补码 机器数：
x=+4 [x]原 =[x]反 =[x]补 = 00000100
x=-4 [x]原 = 10000100
[x]反 = 11111011
[x]补 = 100000000－ 00000100
= 11111100
补码＝反码加 1。
补码表示的优点：
0的表示唯一，加减运算方便。
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8位机器数表示的真值
8 位机器数 有符号数十六进制 二进制无符号数原码 反码 补码
00
01
7F
80
FE
FF
00000000
00000001
01 1 1 1 1 1 1
10000000
1 1 1 1 1 1 10
1 1 1 1 1 1 1 1
0
1
127
128
254
255
+0
+1
+12 7
- 0
- 12 6
- 12 7
+0
+1
+12 7
- 127
- 1
- 0
+0
+1
+12 7
- 12 8
- 2
- 1
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛四,二进制编码例：求十进制数 876的 BCD码
876= 1000 0111 0110 BCD
876= 36CH = 1101101100B
1,BCD码 (Binary Coded
Decimal) 二进制代码表示的十进制数。
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2,字符编码美国标准信息交换码 ASCII码，用于计算机与计算机、计算机与外设之间传递信息。
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000 001 010 01 1 100 101 1 10 111
0000 NUL DL E SP 0 @ P,p
0001 SOH DC1 ! 1 A Q a q
0010 STX DC2,2 B R b r
00 1 1 ETX DC3 # 3 C S c s
0100 EOT DC4 $ 4 D T d t
0101 EN Q NAK % 5 E U e u
01 10 ACK SYN & 6 F V f v
01 1 1 BEL ETB ’ 7 G W g w
1000 BS C AN ( 8 H X h x
1001 HT EM ) 9 I Y i y
1010 LF SUB *,J Z j z
10 1 1 VT ESC + ； K [ k {
1 10 0 FF FS,＜ L \ l |
1 10 1 CR GS － = M ] m }
1 1 10 SO RS · ＞ N ↑ n ～
1111 SI US /？ O _ o DE L
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3、汉字编码
,国家标准信息交换用汉字编码,
（ GB2312-80标准），简称 国标码 。
用两个 七位 二进制 数编码表示一个汉字例如,巧,字的代码是 39H,41H
汉字内码例如,巧,字的代码是 0B9H,0C1H
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1·4 运算基础
一,二进制数的运算
加法规则：,逢 2进 1”
减法规则：,借 1当 2”
乘法规则：,逢 0出 0，全 1出 1”
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1010
x 1011
1010
1010
0000
+ 1010
1101110
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1011 1010 y=0
01011 1010 y=y+1010=1010
00101 10100 y=y+10100=11110
00010 101000 y=11110
00001 1010000 y=y+1010000=1101110
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二、二 —十进制数的加、减运算
BCD数的运算规则 循十进制数的运算规则,逢 10进 1”。但计算机在进行这种运算时会出现潜在的错误。为了解决 BCD数的运算问题，采取调整运算结果的措施：即,加六修正,和,减六修正,
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛例,10001000(BCD)+01101001(BCD)
=000101010111(BCD)
1 0 0 0 1 0 0 0
＋ 0 1 1 0 1 0 0 1
1 1 1 1 0 0 0 1
＋ 0 1 1 0 0 1 1 0 …… 调整
1 0 1 0 1 0 1 1 1
进位
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛例：
10001000(BCD)－ 01101001(BCD)= 00011001(BCD)
1 0 0 0 1 0 0 0
－ 0 1 1 0 1 0 0 1
0 0 0 1 1 1 1 1
－ 0 1 1 0 …… 调整
0 0 0 1 1 0 0 1
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三,带符号二进制数的运算
1,加法运算,直接相加。
2,减法运算,变补相加。
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1.5 几个重要的数字逻辑电路
编码器
译码器
计数器
微机自动工作的条件
程序指令顺序存放
自动跟踪指令执行
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1.6 微机基本结构
微机结构
各部分组成
连接方式
1、以 CPU为中心的双总线结构； 2、以内存为中心的双总线结构； 3、单总线结构
CPU结构
管脚特点 1、多功能； 2、分时复用
内部结构 1、控制 ; 2、运算 ; 3、寄存器 ; 4、地址
程序计数器
堆栈定义 1、定义； 2、管理； 3、堆栈形式
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作业和实验的重要性，平时成绩对最终成绩的影响
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几个重要的数字逻辑电路
微机基本结构
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1·1 绪 论
1946年 2月 15日 世界第一台电子计算机问世 1946年世界上第一台电子计算机由美国宾夕法尼亚大学研制成功 。 尽管它重达 30吨,占地 170平方米,耗电 140千瓦,用了 18800多个电子管,每秒钟仅能做 5000次加法,
这台计算机有五个基本部件：输入器,输出器,
运算器,存储器和控制器,奠定了当代电子数字计算机体系结构的基础 。
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http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛运作了九年之久。吃电很凶,据传 ENIAC
每次一开机，整个费城西区的电灯都为之黯然失色。 另外，真空管的损耗率相当高，几乎每 15分钟就可能烧掉一支真空管，操作人员须花 15分钟以上的时间才能找出坏掉的管子，使用上极不方便。曾有人调侃道：,只要那部机器可以连续运转五天，而没有一只真空管烧掉，
发明人就要额手称庆了,。
。
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——电子计算机工作的基础
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛几个概念
控制器,CPU
计算机主机
计算机硬件系统
计算机软件系统
计算机系统
字长,CPU并行处理二进制的数据位数 。 8位机,16位机,32位机和 64位机 。
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1·2 计算机的发展概况
微型化 ─ 便携式、低功耗
巨型化 ─ 尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、高速度
智能化 ─ 模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理能力
系列化、标准化 ─ 便于各种计算机硬、软件兼容和升级
网络化 ─ 网络计算机和信息高速公路
多机系统 ─ 大型设备、生产流水线集中管理 (独立控制、
故障分散、资源共享 )
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CNET中国,ZOL 06年 8月 18日报道,今天下午，从英特尔酷睿 2 Merom技术说明会上获悉，英特尔酷睿 2 Merom处理器将于本月 29日正式发布。
据英特尔公司技术工程师介绍：酷睿 2 Merom为笔记本提供更优的性能功耗比，其中双核 u2500的最低功耗仅为
9.5瓦，笔记本电脑可以更轻薄更省电。
— http://nb.zol.com.cn/33/331307.html
日本 NEC公司的,地球模拟机,(EarthSimulator)计算机在两年前曾是世界最快超级计算机，其计算能力达
35.86Tflops。现在美国的 IBM蓝色基因 /L已经重夺这项桂冠，它的计算能力是 280.6Tflops(新浪科技注：这台
IBM超级计算机服务于美国国家核安全局，主要用于模拟核试验。 )。 —— http://www.newmaker.com/mgz
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1·2 计算机的发展概况
一、计算机的发展概况第一代：电子管计算机时代（ 1947~1957）
第二代：晶体管计算机时代（ 1958~1964）
第三代：集成电路计算机时代（ 1964～ 1972）
第四代：超大规模集成电路（ VLSI）计算机时代
（ 1972年 ~ ）。
第五代：智能计算机（ 1981年 ~ ）。
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛二、微处理器及微型计算机的发展概况第一代微处理器 是以 Intel公司 1971年推出的 4004,4040
为代表的四位微处理机。
第二代微处理机 （ 1973年 ~1977年），典型代表有,Intel
公司的 8080,8085； Motorola公司的 M6800以及 Zlog公司的 Z80。
第三代微处理机 第三代微机是以 16位机为代表，基本上是在第二代微机的基础上发展起来的。其中 Intel公司的 8088。
8086是在 8085的基础发展起来的； M68000是 Motorola公司在 M6800 的基础发展起来的；
第四代微处理机 以 Intel公司 1984年 10月推出的 80386CPU
和 1989年 4月推出的 80486CPU为代表，
第五代微处理机 的发展更加迅猛,1993年 3月被命名为
PENTIUM的微处理机面世,98年 PENTIUM 2又被推向市场。
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INTEL CPU 发展历史
Intel第一块 CPU 4004,4位主理器,主频
108kHz,运算速度 0.06MIPs(Million
Instructions Per Second,每秒百万条指令 ),集成晶体管 2,300个,10微米 制造工艺,最大寻址内存 640 bytes,生产曰期
1971年 11月,
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8085,8位主理器,主频 5M,运算速度
0.37MIPs,集成晶体管 6,500个,3微米制造工艺,最大寻址内存 64KB,生产曰期
1976年
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8086,16位主理器,主频
4.77/8/10MHZ,运算速度 0.75MIPs,
集成晶体管 29,000个,3微米制造工艺,最大寻址内存 1MB,生产曰期 1978年 6月,
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80486DX,DX2,DX4,32位主理器,主频
25/33/50/66/75/100MHZ,总线频率
33/50/66MHZ,运算速度 20~60MIPs,集成晶体管 1.2M个,1微米 制造工艺,168针 PGA,
最大寻址内存 4GB,缓存 8/16/32/64KB,生产曰期 1989年 4月
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Celeron一代,主频
266/300MHZ(266/300MHz w/o L2 cache,
Covington芯心 (Klamath
based),300A/333/366/400/433/466/500
/533MHz w/128kB L2 cache,Mendocino
核心 (Deschutes-based),总线频率
66MHz,0.25微米 制造工艺,生产曰期 1998
年 4月 )
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Pentium 4 (478针 ),至今分为三种核心,Willamette 核心 ( 主频 1.5G
起,FSB400MHZ,0.18 微米制造工艺 ),Northwood 核心 ( 主频
1.6G~3.0G,FSB533MHZ,0.13微米制造工艺,二级缓存 512K),Prescott核心 (主频
2.8G 起,FSB800MHZ,0.09 微米 制造工艺,1M二级缓存,13条全新指令集 SSE3),
生产曰期 2001年 7月,
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更大的缓存、更高的频率、
超级流水线、分支预测、乱序执行
超线程技术
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛微型计算机组成结构微型计算机系统硬件微型计算机
（ 主机 ）
微处理器
(CPU)
软件外围设备运算器控制器存储器
(内存 )
RAM
ROM
外部设备辅助设备输入设备 (键盘,扫描仪,语音识别仪 … )
输出设备 (显示器,打印机,绘图仪,… )
辅助存储器 (磁带,磁盘,光盘 )
输入 /输出接口 (PIO,SIO,CTC,ADC,DAC…)
(I/O接口 )
总线 (AB,DB,CB)
系统软件 (操作系统,编辑,编译程序,故障诊断,监控程序 …)
应用软件 (科学计算,工业控制,数据处理 …)
程序设计语言 (机器语言,汇编语言,高级语言 )
电源电路时钟电路
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛单片机简介
单片机 即单片机微型计算机,是将计算机主机 (CPU、
内存 和 I/O接口 )集成在一小块硅片上的微型机 。
单片机开发系统 有单片单板机和仿真器。实现单片机应用系统的硬、软件开发。
单片机为工业测控而设计，又称微控制器 。 具有三高优势 (集成度高、可靠性高、性价比高 )。
主要应用于工业检测与控制、计算机外设、智能仪器仪表、通讯设备、家用电器等。 特别适合于嵌入式微型机应用系统。
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三、计算机编程语言的发展概况机器语言 机器语言就是 0,1码语言,是计算机唯一能理解并直接执行的语言 。
汇编语言 用一些助记符号代替用 0,1码描述的某种机器的指令系统,汇编语言就是在此基础上完善起来的 。
高级语言 BASIC,PASCAL,C语言等等 。 用高级语言编写的程序称源程序,它们必须通过编译或解释,
连接等步骤才能被计算机处理 。
面向对象语言 C++,Java等编程语言是面向对象的语言 。
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1.3 微型计算机中信息的表示及运算基础
（一） 十进制 ND
有十个数码,0～ 9，逢十进一。
例 1234.5=1× 103 +2× 102 +3× 101 +4× 100
+5× 10-1
加权展开式以 10称为基数,各位系数为 0～ 9,10i为 权 。
一般表达式：
ND= dn-1× 10n-1+dn-2× 10n-2 +… +d0× 100 +d-1× 10-1+…
一、数的表示
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（二） 二进制 NB
两个数码,0,1,逢二进一 。
例 1101.101=1× 23+1× 22+0× 21+1× 20+1× 2-
1+1× 2-3
加权展开式以 2为基数，各位系数为 0,1,2i为 权。
一般表达式：
NB = bn-1× 2n-1 + bn-2× 2n-2 +… +b0× 20 +b-1× 2-1+…
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（三）十六进制 NH
十六个数码 0～ 9,A～ F，逢十六进一 。
例,DFC.8=13× 162 +15× 161 +12× 160 +8× 16-1
展开式以十六为基数，各位系数为 0～ 9,A～ F,16i
为权。
一般表达式：
NH= hn-1× 16n-1+ hn-2× 16n-2+… + h0× 160+ h-1× 16-
1+…
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛不同进位记数制对照表十进制 二进制 十六进制 十进制 二进制 十六进制
0 0000 0 8 1000 8
1 0001 1 9 1001 9
2 0010 2 10 1010 A
3 0 0 1 1 3 11 1 0 1 1 B
4 0100 4 12 1 1 0 0 C
5 0101 5 13 1 1 0 1 D
6 0 1 1 0 6 14 1 1 1 0 E
7 0 1 1 1 7 15 1111 F
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛二,不同进位计数制之间的转换
（一） 一个 R进制的数转换成十进制数的方法：
按权展开，先乘后加举例：
1011.1010B=1× 23+1× 21+1× 20+1× 2-1+1× 2-3=11.625D
0DFC.8H=13× 162+15× 161+12× 160+8× 16-1 = 3580.5D
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（ 二 ） 二进制与十六进制数之间的转换
24=16,四位二进制数对应一位十六进制数 。
举例,
3AF.2H= 0011 1010 1111.0010 ＝
1110101111.001B
1111101.11B= 0111 1101.1100 = 7D.CH
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（三） 十进制数转换成二、十六进制数
整数,小数分别转换
1.整数转换法
,除基取余,,十进制整数不断除以转换进制基数,直至商为 0。 每除一次取一个余数,从低位排向高位 。 举例,
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛例,39转换成二进制数
39 =100111B
2 39 1 （ b0）
2 19 1 （ b1）
2 9 1 （ b2）
2 4 0 （ b3）
2 2 0 （ b4）
2 1 1 （ b5）
0
例,208转换成十六进制数
208 = D0H
16 208 余 0
16 13 余 13 = DH
0
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2,小数转换法
,乘基取整,,用转换进制的基数乘以小数部分,
直至小数为 0或达到转换精度要求的位数 。 每乘一次取一次整数,从最高位排到最低位 。 举例,
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1,0.625转换成二进制数
0.625 × 2 = 1.250 1 (b-1)
0.25 × 2 = 0.5 0 0 (b-2)
0.5 × 2= 1.0 1 (b-3)
0.625 = 0.101B
2,0.625转换成十六进制数
0.625 × 16 = 10.0
0.625 = 0.AH
3,208.625 转换成十六进制数 208.625 = D0.AH
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛三、带符号数的表示方法
机器中，数的符号用,0”,,1” 表示。
最高位作符号位，,0” 表示,+”，,1” 表示
,-” 。
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机器数,机器中数的表示形式。
真值,机器数所代表的实际数值。
举例,一个 8位机器数与它的真值对应关系如下：
真值,X1=+84=+1010100B X2=-84=-1010100B
机器数,[X1]机 = 01010100 [X2]机 = 11010100
（一）机器数与真值
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最高位为符号位,0表示,+”,1表示“－”。
数值位与真值数值位相同。
例 8位 原码 机器数：
真值,x1 = +1010100B x2 =－ 1010100B
机器数,[x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100
原码表示简单直观,但 0的表示不唯一,加减运算复杂 。
1、原码 (True Form)
(二 )原码、反码、补码
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正数的反码与原码表示相同。
负数反码符号位为 1，数值位为原码数值各位取反。
例 8位 反码 机器数,
x= +4,[x]原 = 00000100 [x]反 = 00000100
x= -4,[x]原 = 10000100 [x]反 = 11111011
2、反码（ One’s Complement）
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3、补码（ Two’s Complement）
正数的补码表示与原码相同。
负数补码等于 2n－ abs（ x）
例,求 8位 补码 机器数：
x=+4 [x]原 =[x]反 =[x]补 = 00000100
x=-4 [x]原 = 10000100
[x]反 = 11111011
[x]补 = 100000000－ 00000100
= 11111100
补码＝反码加 1。
补码表示的优点：
0的表示唯一，加减运算方便。
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8位机器数表示的真值
8 位机器数 有符号数十六进制 二进制无符号数原码 反码 补码
00
01
7F
80
FE
FF
00000000
00000001
01 1 1 1 1 1 1
10000000
1 1 1 1 1 1 10
1 1 1 1 1 1 1 1
0
1
127
128
254
255
+0
+1
+12 7
- 0
- 12 6
- 12 7
+0
+1
+12 7
- 127
- 1
- 0
+0
+1
+12 7
- 12 8
- 2
- 1
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛四,二进制编码例：求十进制数 876的 BCD码
876= 1000 0111 0110 BCD
876= 36CH = 1101101100B
1,BCD码 (Binary Coded
Decimal) 二进制代码表示的十进制数。
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2,字符编码美国标准信息交换码 ASCII码，用于计算机与计算机、计算机与外设之间传递信息。
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000 001 010 01 1 100 101 1 10 111
0000 NUL DL E SP 0 @ P,p
0001 SOH DC1 ! 1 A Q a q
0010 STX DC2,2 B R b r
00 1 1 ETX DC3 # 3 C S c s
0100 EOT DC4 $ 4 D T d t
0101 EN Q NAK % 5 E U e u
01 10 ACK SYN & 6 F V f v
01 1 1 BEL ETB ’ 7 G W g w
1000 BS C AN ( 8 H X h x
1001 HT EM ) 9 I Y i y
1010 LF SUB *,J Z j z
10 1 1 VT ESC + ； K [ k {
1 10 0 FF FS,＜ L \ l |
1 10 1 CR GS － = M ] m }
1 1 10 SO RS · ＞ N ↑ n ～
1111 SI US /？ O _ o DE L
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3、汉字编码
,国家标准信息交换用汉字编码,
（ GB2312-80标准），简称 国标码 。
用两个 七位 二进制 数编码表示一个汉字例如,巧,字的代码是 39H,41H
汉字内码例如,巧,字的代码是 0B9H,0C1H
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1·4 运算基础
一,二进制数的运算
加法规则：,逢 2进 1”
减法规则：,借 1当 2”
乘法规则：,逢 0出 0，全 1出 1”
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1010
x 1011
1010
1010
0000
+ 1010
1101110
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1011 1010 y=0
01011 1010 y=y+1010=1010
00101 10100 y=y+10100=11110
00010 101000 y=11110
00001 1010000 y=y+1010000=1101110
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二、二 —十进制数的加、减运算
BCD数的运算规则 循十进制数的运算规则,逢 10进 1”。但计算机在进行这种运算时会出现潜在的错误。为了解决 BCD数的运算问题，采取调整运算结果的措施：即,加六修正,和,减六修正,
http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛例,10001000(BCD)+01101001(BCD)
=000101010111(BCD)
1 0 0 0 1 0 0 0
＋ 0 1 1 0 1 0 0 1
1 1 1 1 0 0 0 1
＋ 0 1 1 0 0 1 1 0 …… 调整
1 0 1 0 1 0 1 1 1
进位
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10001000(BCD)－ 01101001(BCD)= 00011001(BCD)
1 0 0 0 1 0 0 0
－ 0 1 1 0 1 0 0 1
0 0 0 1 1 1 1 1
－ 0 1 1 0 …… 调整
0 0 0 1 1 0 0 1
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三,带符号二进制数的运算
1,加法运算,直接相加。
2,减法运算,变补相加。
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1.5 几个重要的数字逻辑电路
编码器
译码器
计数器
微机自动工作的条件
程序指令顺序存放
自动跟踪指令执行
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1.6 微机基本结构
微机结构
各部分组成
连接方式
1、以 CPU为中心的双总线结构； 2、以内存为中心的双总线结构； 3、单总线结构
CPU结构
管脚特点 1、多功能； 2、分时复用
内部结构 1、控制 ; 2、运算 ; 3、寄存器 ; 4、地址
程序计数器
堆栈定义 1、定义； 2、管理； 3、堆栈形式
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