"微机原理与接口技术-周荷琴第4版ppt课件,包含微型计算机的组成、计算机中数制及其转换、符号数的表示及运算、数的定点与浮点表示等内容,以及微处理器的发展历史和摩尔定律的介绍。"
本文将深入探讨微机原理中的关键知识点,包括微型计算机的发展历程、组成结构,以及相关的计算表示方法。
首先,电子计算机的发展经历了从电子管到晶体管,再到集成电路和超大规模集成电路的演变。这一历程见证了计算机性能的飞速提升,尤其是在微处理器领域,遵循摩尔定律,即每18-24个月,微处理器的集成度翻倍,性能提升一倍。以Intel CPU为例,从4004到 Pentium,再到Itanium,其字长、晶体管数量、时钟频率和处理速度都有显著增长。
微型计算机的组成主要包括:CPU(中央处理器)、运算器、控制器、内存(RAM和ROM)、I/O设备以及I/O接口。CPU是计算机的核心,由运算器和控制器组成,负责执行指令和控制整个系统运行。内存分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM),分别用于临时数据存储和永久性数据存储。I/O设备如键盘、显示器、打印机等与CPU通过I/O接口进行通信,而接口芯片如8255、8250、8253和8259在其中起到重要作用,它们帮助处理输入输出操作,协调总线上的数据传输。
在计算机中,数据的表示和运算涉及到数制转换。常见的有二进制、八进制、十进制和十六进制,其中二进制是计算机内部的基本表示。符号数的表示方式有原码、反码和补码,这些在处理正负数时至关重要。定点数和浮点数是数值的不同表示形式,定点数用于表示整数或小数点固定不变的实数,而浮点数则能表示更大范围且精度较高的实数,其格式通常包括阶码和尾数两部分。
此外,微机接口技术是连接CPU与外部设备的关键,它涉及中断、DMA(直接存储器访问)和查询等输入输出控制方式。例如,查询式输入和输出程序流程图展示了如何通过不断检测设备状态来决定何时进行数据传输。
微机原理的学习涵盖了计算机硬件基础、数据表示、运算机制以及接口设计等多个方面,对于理解和开发计算机系统具有重要意义。通过深入学习这些知识点,可以为理解和解决实际的计算机系统问题打下坚实的基础。