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1、微机原理及应用(B),主讲教师:,王江红,EMAIL: TEL:2786221-802,微机原理及应用是计算机专业的核心课程及相关专业的一门重要的主干课程。适用于计算机、电气、机械、轻工、汽车等工科专业。,本课程是在学习了数字逻辑、汇编语言程序设计、计算机组成原理等课程后开设的一门重要的专业基础课程，通过这门课的学习，不仅要把将前期的课程内容应用于其中，而且还要为后续的计算机体系结构、计算机维护技术、嵌入式系统开发、课程设计、毕业实习、毕业设计打下坚实的理论和技术基础，因此，微机原理这门课在其它专业基础课与专业课之间起着重要的桥梁作用。,本课程是基于微处理器的角度来研究计算机系统结构。通过本课
2、程的学习使学生掌握微型计算机技术的基本理论知识，包括微处理器的功能及原理、汇编语言的指令系统及其编程，微型计算机系统中常用接口电路的功能、原理、初始化程序设计、控制程序的设计及计算机应用系统的设计等。,课程情况 课堂教学：40学时； 实验：8学时 考试：期末考试 形式：,教材： 微机原理与接口技术（第1版） 牟琦、聂建萍清华大学出版社,参考书,、微型计算机原理及应用 郑学坚 清华 、微型计算机原理及应用实验指导 郑学坚 清华 、微型计算机技术及应用 戴梅萼 清华 、微型计算机技术及应用习题与实验题集 戴梅萼 清华 、微型计算机技术及应用微型机软件硬件开发指南 戴梅萼 清华 、微机原理与接口技术
3、 雷丽之 电子工业出版社,、微型计算机接口原理与技术 邹逢兴 国防科技大学出版社 、微型计算机系统原理及应用 周明德 清华 、微型计算机技术 孙德文 高等教育 、计算机硬件技术 孙德文 高等教育出版社 、微型计算机原理及应用INTEL 80X86系列 薛均义 西安交通大学 、微型计算机原理及应用 许立梓 机械工业 、IBMPC汇编语言程序设计(第2版)沈美明 清华 、IBMPC汇编语言程序设计例题习题集 温冬婵 清华 、IBMPC汇编语言程序设计实验教程 沈美明 清华 、微机原理与接口技术课程设计宋杰机械工业 、微机原理与接口技术牟琦、聂建萍清华,学习进度：,每一二个星期左右学习一章。,学习建
4、议：,1、提前预习。,2、认真听讲。,3、课后全面复习，包括做习题、实验课、课程设计等。（理论应用于实践！）,1.1 概述,1.2 计算机中的数据表示与编码,1.3 微型计算机的逻辑电路基础,1.4 微型计算机基本结构与工作原理,1.5 例题解析,第1章 绪 论,是一个由硬件、软件组成的复杂的电子装置，它能够存储程序和原始数据、中间结果和最终运算结果，并自动完成运算，是一种能对各种数字化信息进行处理的“信息处理机”。,计算机系统,利用计算机不仅能够处理信息,而且还能够完成数学运算，逻辑运算，同时还具有推理判断的能力。因此，人们又称它为“电脑”。现在，科学家们正在研究具有“思维能力”的智能计算机
5、。随着科学技术的发展，人们对计算机能力的认识、开发也在不断地深入。,1.1 概述,1.1.1 微型计算机及其发展概况,1946年，世界上出现第一台数字式电子计算机ENIAC,1971年，Intel公司设计了世界上第一个微处理器芯片Intel4004,以大规模集成电路为主要部件的微型计算机已经历了五代。,微处理器（Microprocessor），简称P或MP，是由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算和控制功能的中央处理机部件，即CPU（Central Processing Unit）。,微型计算机（Microcomputer），简称C或MC，是指以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制作的存储
6、器、输入/输出接口电路及系统总线所组成的计算机装置。（主板/机）,微型计算机系统（Microcomputer System），简称CS或MCS，是指以微型计算机为中心，以相应的外围设备、电源、辅助电路以及控制微型计算机工作的系统软件所构成的计算机系统。（电脑）,1. 微型计算机,微型机（微型计算机系统）,服务器,大型机,巨型机,内存储器 总线 输入输出 接口电路,外部设备 软件,微处理器,微型计算机,微型计算机系统,外围设备,系统软件,存储器（ROM、RAM）,输入/输出接口,系统总线,算术逻辑部件,累加器、寄存器,控制部件,内部总线,微 型 计 算 机 系 统,微 型 计 算 机,微处理器,
7、目前流行的双核CPU芯片,下一页,CPU：Central Processing Unit 中央处理器,8086CPU芯片,16位字长 双列直插式 40根引脚,下一页,2. 微型计算机系统的主要性能指标, 指令系统, 系统软件的配置, 容许配置的外设数量, 运算速度, 字长, 内存容量,微处理器一次可以处理的二进制数码的位数,位bit：,数据存储的最小单位,字节：,数据处理的基本单位,内存：,存储程序和数据的部件,CPU能识别的所有指令的集合,指令：,规定计算机执行某种操作的命令,程序：,指令的有序集合,单位时间内执行指令的平均条数,容许挂接的外设数量越多，微机的功能就越强,速度与容量是我们不懈
8、的追求！,3. 微型计算机/微处理器的发展简史,第1代：4位和低档8位微机(19711973年) I4004I4040I8008,第2代：中高档8位微机(19731978年) M6800、 I8080、Z80( Zilog )公司、I8085 Apple-II 微机、MCS-48、MCS-51系列,第3代：16位微机(19781983年) M68000、Z8000 I8086/ 8088 80286， IBM PC系列机,第4代：32位微机(19831993/2001年) I80386 80486 Pentium（准64位微机1993年）Pentium II Pentium III Penti
9、um 4,第5代：64位微机(1993/2001.5开始) Itanium安腾、64位RISC（reduced instruction set computer, RISC）微处理器芯片,80X86微处理器概况,4. 微型计算机的新技术, 流水线技术, 芯片上存储管理技术, 虚拟存储管理技术(奶粉中加三聚氰胺(实际不完全一样！), 并行处理的哈佛HarVard结构, RISC结构（reduced instruction set computer, RISC）, 整片集成技术(单芯片多处理器并行处理技术), 多媒体技术,将大的顺序操作分解为由不同功能部件分别完成、在时间上可以重叠子操作,把存储器
10、管理部件与中央处理器集成在一个芯片上。cache,采用硬件、软件相结合的方法，使用户感觉有一个足够大的内存可以使用,采用多个内部数据/地址总线，将指令和数据缓存的存取分开，实现并行操作,将不常用的由硬件实现的复杂指令改由软件实现，硬件只支持常用的简单指令,在MPU(微处理单元)中再增加存储管理,高速缓存,浮点运算,I/O接口,定时器等,用计算机来存储、管理和处理多种信息和信息媒体,食堂里的流水线-烫粉,打卡计费,烫粉,加调料,加配菜,10秒,15秒,30秒,10秒,65秒,+,+,+,=,不采用流水线：465=260S,采用流水线：65+330=155S,4个人的服务时间：,1.1.2 微型计算机的特点(自学！),1. 功能强,2. 可靠性高,3. 价格低廉,4. 适应性强，系统设计灵活,5. 周期短、见效快,6. 体积小、重量轻、耗电省,7. 维护方便,思考题：P32,1.计算机可分为哪几类?各有什么特点?,2.简述微处理器、微型计算机及微型计算机系统三个术语的内涵。,
