微机原理与系统设计：从算盘到电子计算机的演变

"西安电子科技大学-微机原理-PPT-001" 这是一份由冯育长教授编写的关于微机原理的PPT，主要涵盖了微型计算机的基本原理、发展历程、硬件组成以及计算机语言在数字系统中的地位等内容。课程旨在帮助学生理解和掌握微机的工作原理及其系统设计。 1. 计算机的起源与基本原理 计算机作为一种计算工具，从算盘到电子计算机经历了漫长的发展过程。算盘是中国古代的伟大发明，而在17世纪，对数计算尺的出现简化了乘法运算，成为专业计算工具。手摇计算机随后问世，尽管功能有限，但在早期的科学计算中发挥了重要作用。1946年，美国宾夕法尼亚大学的ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）标志着电子计算机时代的开始，尽管其体积庞大、功耗高，但其运算速度远超之前的计算工具。 2. 计算机的发展概况 ENIAC之后，计算机经历了从晶体管到集成电路的飞跃，体型逐渐缩小，性能不断提升。微型计算机的发展使得计算机进入了个人和家庭，成为日常生活中不可或缺的一部分。随着技术进步，计算机的运算速度、存储容量和能效比都有了巨大提升。 3. 微型计算机的硬件组成 微型计算机主要由中央处理器（CPU）、内存（RAM和ROM）、输入输出设备（键盘、鼠标、显示器等）以及存储系统（硬盘、固态硬盘等）组成。CPU是计算机的核心，负责执行指令和控制整个系统的运行；内存用于临时存储数据和程序；输入输出设备用于人机交互；存储系统则长期保存数据和程序。 4. 微机原理与系统设计课程内容 该课程会深入讲解CPU的结构、工作原理，包括运算器、控制器、寄存器等组成部分；还会涉及指令系统、汇编语言编程，以及计算机的总线系统、中断系统、输入输出系统等。此外，还会介绍微处理器的发展和典型应用，以及如何设计和分析微机系统。 5. 计算机语言在数字系统中的位置 计算机语言从低级到高级，包括机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言是计算机可以直接执行的语言，汇编语言是对机器语言的符号化表示，而高级语言如C、Java、Python等更接近人类自然语言，提高了编程效率。这些语言在数字系统中各有其应用领域，高级语言通常用于编写复杂的应用程序，而低级语言则在操作系统和硬件驱动开发中扮演重要角色。 这份PPT详细介绍了微机原理的历史背景、硬件构成以及计算机语言的重要地位，对于学习和理解微机系统设计具有重要意义。通过深入学习，不仅可以了解计算机的运作机制，还能为未来从事相关领域的研究或工作打下坚实的基础。