微型计算机课件：第1章 微型计算机的硬件基础.pdf

微型计算机的硬件基础 微型计算机是当前计算机技术的基础，微型计算机的硬件基础是指微型计算机的组成、结构和工作原理。微型计算机的发展经历了电子管计算机、晶体管计算机、中小规模集成电路计算机和超大规模集成电路计算机等阶段，微型计算机的发展速度是以微处理器的发展来表征的，摩尔定律描述了微处理器的集成度每隔两年就会翻一番。 微型计算机的硬件组成包括中央处理器（CPU）、内存（Memory）和输入/输出（I/O）设备。中央处理器（CPU）是微型计算机的核心组件，负责执行指令和处理数据。内存（Memory）是微型计算机的记忆体，负责存储数据和程序。输入/输出（I/O）设备是微型计算机与外部世界交互的接口，负责输入数据和输出结果。 微型计算机的工作原理是基于fetch-decode-execute循环的基本原理。微型计算机的结构包括指令系统、寄存器、算术逻辑单元（ALU）和控制单元等组件。微型计算机的工作过程包括指令的fetch、decode和执行三个阶段。 微型计算机的发展历史可以追溯到1946年，世界上第一台现代意义的电子计算机ENIAC的出现。此后，微型计算机经历了晶体管计算机、中小规模集成电路计算机和超大规模集成电路计算机等阶段。1971年，Intel推出了世界上第一片单片微处理器Intel 4004，标志着微型计算机的发展进入了新的时代。1972年，Intel推出了世界上第一片8位微处理器Intel 8008。1974年，Intel推出了Intel 8080，采用的6μm生产工艺，集成了6000个晶体管，主频为2MHz。1976年，Intel推出了Intel 8085，工作频率提高到5MHz，指令系统的指令数上升到246条。 X86系列微型计算机的发展是微型计算机发展的重要组成部分。1978年，Intel推出了8086，采用了3μm工艺，集成了29,000个晶体管，工作频率为4.77 MHz。1979年，Intel推出了8088，除了它的数据总线为8位以外，其余均与8086相同。1981年，IBM公司推出以8088为CPU的世界上第一台16位微型计算机IBM 5150 Personal Computer。第二代的80286于1982年推出，采用1.5μm工艺，集成了134,000个晶体管，工作频率为6MHz。 微型计算机的发展对人类社会产生了深远的影响，改变了人们的生活方式和工作方式。微型计算机的发展还在继续，新的技术和材料的出现将推动微型计算机的发展进入新的时代。