什么是微型计算机?

什么是微型计算机?

[拼音]：weixing jisuanji

[外文]：microcomputer

用大规模集成电路或超大规模集成电路制成的微处理器、存储器和配套的输入输出接口等组成的计算机。可以按不同应用要求，配置相应的外围设备和软件，形成完整的微型计算机系统。微型计算机是微电子技术发展到大规模集成阶段的产物，它的体积小、重量轻、耗电少、可靠性高。随着集成电路集成度的提高而价格降低，微型计算机的性能价格比按指数上升，应用日益广泛，已成为工厂自动化、办公室自动化和家庭自动化的基础。

分类

微型计算机是体积最小的计算机，可分为单片机、单板机和多板机三类。

单片机

将处理器、存储器、输入输出接口等都集成到一块芯片上的微型计算机，通常“嵌入”到设备、仪表、甚至玩具中，作为微电子装置使用，使产品更新换代。

单板机

将微处理器芯片和 1～60块其他支持芯片安装在同一块印刷电路板上的微型计算机。除存储器芯片通用外，接口、时标和其他支持芯片，一般都是为特定的微处理器芯片而配套设计的。具有60块芯片的单板机可有近300条不同的指令，每秒运算10～1000万次，最多能访问8个输入输出设备，存储器容量为4096～65536个字节。单板机常“嵌入”各种数字系统中使用。

多板机

将单板机模块、附加存储器模块和输入输出接口模块等插到带电源的机箱底板上，通过底板上的总线互相连接而成的微型计算机。总线一般由三部分组成(见图)：

（1）数据总线用于传送数据，可以来回两个方向传送；

（2）地址总线用于传送数据的地址，由微处理器给出，按一个方向传送到存储器等其他模块上；

（3）控制总线用于管理这些传送。总线上信号的逻辑意义与电气要求、模块所用印刷电路板的尺寸大小以及引线多少，都有具体规范。有些总线规范已成为标准总线规范，为许多厂家所采用。

多板机的外围设备，如键盘显示设备、磁带机和磁盘设备等，或是安放在同一机箱内，或是放在另外的机箱内，用短电缆将这些机箱连接起来。微型计算机与外围设备交换信息，一般以位串行或字节串行方式进行，即每一个时钟节拍传送一位或一个字节。这种传送按规定的通信协议完成。串行通信协议多用于速度较慢或距离较远的传送场合。对于速度很快或距离很近的传送，还可以采用并行方式，用特殊接口直接完成外围设备与存储器之间的传送。

功能

微型计算机是功能提高最快的计算机，常按数据总线的宽度，即一次 *** 作中所能传送的二进制位数最大值，细分为4位机、8位机、16位机和32位机等。总线宽度通常与在存储器单元或寄存器中保存的、或运算部件所处理的二进制位数相同。为使运算达到更高的精度，许多微型计算机允许用一对寄存器来保留双倍长的值。

4位机

1971年问世的微处理器芯片是4位宽的，可以表示一个十进制数字，是为计算器而设计的。1974年问世的第一块单片机也是4位的。

8位机

在计算机中称8位宽的数为字节，可以用来表示整数、字符或两个十进制数字。最早的8位机于1972年问世，用在键盘显示器终端，后来的8位机带有双精度运算指令等，指令系统与寻址方式更加完善，可用于智能终端、商业销售点终端、通信交换、数据采集和办公室自动化等许多方面。8位单片机于1977年问世。

16位机

最早的16位机于1973年问世，是针对工业控制而设计的。16位是小型机的数据宽度，它标志着微型计算机的功能已达到一个新的高度。很多16位机具有虚拟存储和多道程序处理的能力，便于构成多处理器协同工作。在小型机方案的微型化方面出现了双极型16位机，它能执行对应小型机的同样程序。16位单片机于1979年问世。特别是16位信号处理用的单片机，在同一块芯片上包含有快速阵列乘法器或模拟接口电路，使微型计算机的应用扩展到了模拟信号处理领域。

32位机

1981年以来，用超大规模集成电路实现的32位微处理器，不仅具有浮点运算功能，而且用硬件实现了编译程序和 *** 作系统中一些原来用软件完成的功能。32位单片机，不仅包含有一般的存储器与外围设备的接口作为一般的单片机使用，而且还包含有专门的通信链路接口，能按计算方法的特点直接连成线形的、树形的或矩形的阵列，满足快速响应的要求。32位信号处理用的单板机，可用于信号处理、仪表、通信、数据处理、图像处理、高速控制和语音处理等许多方面。

公共密钥加密算法要求完成几百位宽的数的几百次乘法，已经制成具有 512位运算的单片微处理器，完成(A*B)±C等快速运算，用作一般微型计算机的协处理器。

应用

微型计算机是应用最广的计算机，可分为通用与专用两类。通用微型计算机的指令系统，一般可用于数值计算和信息处理等许多方面，配有比较完善的系统软件和外围设备。专用微型计算机的逻辑结构根据具体算法特点而进行设计，用以满足快速响应要求。这两类机器用于信息作业的物理形式转换、存储、处理和传输等各个环节。

信息的转换

为了能应用计算技术，必须把输入信息从其他物理形式转换成计算机用的代码形式，而对输出信息进行相反的转换。办公室自动化用的微型计算机，利用多用键盘机械将字符转换成代码，或用字符识别设备把印刷字符或手写字符转换成数字代码。再进一步的发展，就是将口述的话直接转换成代码。将图像、语音、电信号等用各种物理形式表示的信息转换成数字形式或反转换，都是用接口硬件和软件完成的。这些是微型计算机应用的重要组成部分。

信息的保存和处理

利用微型计算机，借助编码的文件存储能力，用数据库取代档案柜，可以减少各种文件记录的体积，实现寻找和检索的自动化。信息的保存需要足够容量的文件存储器，主要是用磁盘设备。信息的处理包括识别、变换、计算、逻辑推理和判断等，其复杂程度取决于用途。

信息的传输

微型计算机和各种信息技术通过数据网互相联系，完成信息交换。数字通信具有保真、保密、清楚、距离远、与计算机兼容等许多优点。在通信应用中，微型计算机完成控制和转换功能。使用专用的加密微处理器芯片，可用电子方式传送个人信件、秘密金融信息和签字等，不必担心窃听或伪造。电子办公室的文件分发、商业上的销售点终端以及家用计算机等，都是和信息的传输相辅相成的。

研制系统

能为用户系统的软件和硬件提供综合调试的工具。一般包含有一个主处理器，用来控制和管理整个研制系统的资源；一个从处理器，用来仿真目标系统的功能;足够容量的存储器，用来存放数据和程序;各种基本软件。设计者利用此系统设计、调试、优化现成的微处理器、相应的外围设备和附件；设计研制目标系统的软件和相应的硬件等。