微处理器发展与微型计算机系统

"周荷琴教授的《微机原理与接口技术》第四版PPT课件，涵盖了微型计算机的基本组成、数制转换、符号数表示与运算、定点与浮点表示等内容，特别强调了微处理器的发展历程和摩尔定律的影响。课件中详细列举了Intel CPU自1971年以来的主要型号、字长、线宽、晶体管数量、时钟频率等参数变化，展示了微处理器性能的快速提升。此外，还介绍了微型计算机系统中的关键组件如I/O设备、CPU、运算器、控制器、内存（RAM和ROM）、I/O接口以及各类总线（地址总线、数据总线、控制总线）和相关的接口芯片，如8255、8250（8251）、8253、8259等，并提及了这些组件在实际应用中的作用，如键盘、打印机、显示器和软磁盘驱动器的连接与通信。" 本资源详细讲解了微机原理中的核心概念，首先，微型计算机的发展历程按照时间顺序分为电子管、晶体管、中小规模集成电路和超大规模集成电路四个阶段，其中微处理器的发展是微型计算机发展的重要标志，遵循摩尔定律，即集成度每18-24个月翻一番，性能提升一倍。Intel的CPU发展历程从4004到Pentium再到Itanium，体现了微处理器在技术上的显著进步。 其次，课程深入浅出地介绍了计算机的基础知识，包括微型计算机的组成，例如运算器负责算术和逻辑运算，控制器负责指令的执行，内存分为RAM（随机访问存储器）和ROM（只读存储器），以及I/O接口在连接外部设备中的作用。此外，地址总线、数据总线和控制总线作为计算机内部信息传输的通道，对于理解计算机工作原理至关重要。 再者，数制转换和数据表示是计算机科学的基础，包括二进制、八进制、十进制和十六进制之间的转换，以及定点和浮点表示法在数值计算中的应用。符号数的表示涉及正负数的二进制编码，如补码、原码和反码。 最后，课件提到了一些常见的接口芯片，如8255、8250（8251）、8253、8259，它们在实现计算机与外设通信中起到关键作用，如定时计数、中断处理等。 通过学习这个课件，学生可以全面了解微机的基本构造、工作原理，以及如何通过各种接口和总线进行数据交换，为进一步学习计算机系统和嵌入式技术奠定坚实基础。