1.1 微型计算机的基本原理和结构

所有的计算机都有两部分组成：硬件和软件。微型计算机由单片机组成的单片微机控制系统，主要由中央处理器［CPU，又称为微处理器（MPU）］、存储器和输入/输出（I/O）接口电路三大部分组成，各部分通过数据总线、地址总线和控制总线连接起来，并相互传递信息（即传送数据，又叫通信、访问）。如图1-1所示。

图1-1 硬件结构

1.中央处理器（CPU）

主要功能包括：处理系统数据，执行所有的数学运算和逻辑运算，对系统进行控制，进行数据传输。

2.存储器

用来存放指令（程序）和数据。指令（程序）和数据都用二进制数形式存放在存储器的一个一个单元中。它包括：随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。对于计算机来说还有磁盘和硬盘。

存储器性能：最重要的技术参数是容量和存取速度。

存储器容量：容量是存储器能存储数据多少的量度，存储器存储的数据都是二进制数。容量的单位有“位”、“字节”、“千字节”、“兆字节”和“吉字节”。

位（bit）：计算机能表示的最小单位是二进制数的一位（bit），一位二进制数不是0就是1。

字节（Byte，简写为B）：1字节（又称1单元）=8位；千字节：1KB=1024B=2¹⁰B；兆字节：1MB=1024KB=2²⁰B；吉字节：1GB=1024MB=2³⁰B。

3.总线

计算机各个部分之间发送和接收信息，所需要的一组二进制数据线或连接电缆。可以认为总线是数据在计算机内的高速公路。当用在个人计算机上时，总线一般指的是内部总线，它连接计算机内部的各个部件到CPU和主存储器。扩展总线使扩展板能访问CPU和存储器。

总线包括三个部分：地址总线、数据总线和控制总线。

数据总线用于传送数据信息。数据总线的位数是微型计算机的一个重要指标，通常与微处理的字长相一致。

地址总线是专门用来传送地址的，地址只能从CPU传向外部存储器或I/O端口。

控制总线用来传送控制信号和时序信号。

4.外部设备

上述三大部分组成计算机的主机，主机以外的部分叫外部设备。计算机应能接收外部设备向它们输入的命令和信息，这些外部设备称为输入设备。例如：键盘、鼠标、扫描仪、单片机控制系统的按键等等。计算机也能向外部设备输出控制命令和运算结果，这些外部设备称为输出设备。例如：显示器、打印机及其他受控执行元器件和装置。

图1-2 系统和硬件设备程序之间的连接

5.软件

计算机的软件包括系统软件和应用软件。系统软件提供了计算机进行交换信息的程序，实现对磁盘、打印机和计算机所使用的其他设备的操作。应用软件是指写入到计算机的、完成特定的应用程序。操作系统和硬件设备程序之间的连接如图1-2所示。