《微机接口原理》课程第一章主要讲解了微机系统的基础概念和组成部分,旨在为学习者构建微机系统的基本框架。本章内容包括微机系统组成、微处理器的构成、存储器概述、微机工作过程以及微机系统性能的评估指标。 1. 微机系统组成: 微机系统由微处理器、存储器、输入/输出接口电路和系统总线等组成。微处理器(μP或MP)是微机的核心,具备运算器和控制器功能,但并不等同于微型计算机,它只是微型计算机的CPU。微型计算机(μC或MC)是以微处理器为核心,加上存储器、输入/输出接口电路构成的。微型计算机系统(μCS或MCS)则更进一步,包括微型计算机、外围设备、电源、辅助电路以及系统软件。 2. 微处理器: 微处理器是微机的心脏,负责执行算术和逻辑运算,并对整个系统进行控制。它可以是单片集成电路,例如CPU。微处理器通常包括运算器(算术逻辑单元ALU)、控制器(控制单元CU)、寄存器阵列(RA)以及内存储器如RAM、ROM、EPROM和Cache等。 3. 存储器: 存储器分为内存(主存)和外存。内存用于存储可被微处理器直接执行的程序和数据,包括RAM(随机访问存储器)和ROM(只读存储器)等不同类型的存储介质。外存如软盘、硬盘、磁带等用于长期存储大量数据。 4. 输入/输出(I/O)接口: I/O接口芯片是微处理器与外部输入/输出设备之间的桥梁,如键盘、鼠标、显示器、打印机、A/D和D/A转换器等。接口电路使得微处理器能与这些设备有效地通信。 5. 微机工作过程: 基于典型单总线微机硬件系统,微处理器和存储器的结合形成了微机模型。通过具体实例,课程会解释微机如何执行指令、处理数据以及工作流程。 6. 性能指标: 评估微机系统性能的主要指标包括计算速度、存储容量、功耗、可靠性和兼容性等。 7. 计算机历史: 本章还提及了第一台电子计算机ENIAC,它的出现标志着现代计算机的起源。冯·诺依曼对计算机科学的贡献不可忽视,他的体系结构——冯·诺依曼结构至今仍广泛应用于现代计算机设计中,采用二进制表示信息。 本章内容全面介绍了微机系统的基础知识,为后续深入学习微机接口原理和技术奠定了基础。通过学习,学生能够理解微机系统的工作原理,为实际应用和系统设计提供理论支持。
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