微机原理导论

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1、第1章 微型计算机系统导论 微机原理与接口技术课程介绍课程介绍本课程是计算机各专业非常重要的专业基础课之一。本课程是计算机各专业非常重要的专业基础课之一。 本课程以本课程以Intel Intel 80x86CPU80x86CPU构成的微机为主讲机型，系统深构成的微机为主讲机型，系统深 入地介绍微型计算机的工作原理、入地介绍微型计算机的工作原理、80x8680x86指令系统、汇编指令系统、汇编 语言程序设计、半导体存储器、输入语言程序设计、半导体存储器、输入/ /输出与中断技术以输出与中断技术以 及可编程接口芯片等。通过本课程学习，要求学生及可编程接口芯片等。通过本课程学习，要求学生重点掌重点掌

2、 握握80x86CPU80x86CPU内部结构和工作原理，内部结构和工作原理，80x8680x86指令系统，以及指令系统，以及 汇编语言程序设计方法，汇编语言程序设计方法，能够熟练地编写和调试汇编语言能够熟练地编写和调试汇编语言 程序。程序。第1章 微型计算机系统导论 微型计算机原理Principles of Microcomputers王忠民 主编 王忠民 王钰 王晓婕 编著教材指定教材西安电子科技大学出版社第1章 微型计算机系统导论 周明德编著，微型计算机系统原理 及应用（第四版），清华大学出版 社，2002年教学参考书戴梅萼编著，微型计算机技术 及应用（第三版） 清华大学出版社，2003

3、年第1章 微型计算机系统导论 “微机原理与汇编语言实验指导”潘峰、樊如锦编写 电子工业出版社出版，1997实验指导本课程教学辅助网站提供的 “实验CAI课件”“微机接口实验指导” 冯学军等编写 西安邮电学院，1999第1章 微型计算机系统导论 总学时总学时64H64H（授课授课54H+54H+实验实验10H10H）上课上课60H60H：3030次次 上课时间：周一上课时间：周一 1-21-2节节 ；周三；周三 1-21-2节节 ; ; 周五周五 3-43-4节节微机原理与接口技术上机上机10H10H：1010次次 上机时间：上机时间：提前一周通知提前一周通知第1章 微型计算机系统导论 现在开始

4、 本课程的学习第1章 微型计算机系统导论 第1章 微型计算机系统导论(本章授课学时：4H） 1.1 引言 1.2 计算机的发展概况1.3 微型计算机系统的组成1.4 微型计算机硬件系统 1.5 微型计算机的工作过程 第1章 微型计算机系统导论 教学内容 本章简要介绍微型计算机的发展历史；根据冯.诺依曼计算机 设计思想，主要介绍微型计算机硬件系统的组成，三总线结 构（地址总线AB、数据总线DB、控制总线CB）以及组成计 算机的五大部件（运算器、控制器、存储器、输入及输出设 备）；介绍软件在计算机系统中的作用；通过在模型机上运 行一个简单的程序说明计算机的工作过程。具体内容如下： 计算机发展概况

5、微型计算机系统的组成 微型计算机硬件系统 微型计算机的工作过程第1章 微型计算机系统导论 学习要求 通过本章学习，应对微型计算机的基本概念、基本组成及 工作过程有一个基本了解，建立计算机整机概念，为后续各章 节的学习打下基础。具体要求如下： 1、了解微处理器及微型计算机的发展、分类和特点。 2、熟悉微型计算机系统各个组成部分的功能，掌握地址总线 AB、数据总线DB、控制总线CB的概念及其作用。 3、掌握CPU的概念、组成及基本工作原理。 4、了解存储器在微型计算机的作用和内存的读写操作过程，掌握有关概念：位、字节、字、存储器容量、存储单元地址等。 5、熟悉微型计算机的工作过程，初步建立计算机整

6、机的概念第1章 微型计算机系统导论 1.1 1.1 引引 言言 计算机的应用领域计算机的应用领域2 2、数据（信息）处理、数据（信息）处理1 1、科学计算、科学计算3 3、过程控制、过程控制第1章 微型计算机系统导论 1.1 引 言 为什么要学习为什么要学习微机原理与接口技术微机原理与接口技术？ 实时数据（信息）处理和过程控制要求实时性，希望编写的程序更精练，运行起来更快（一般情况下，对于完成相同的任务，用机器语言或汇编语言编写的程序运行起来比用高级语言编出的程序快得多）；专用的输入输出设备与计算机的连接和编程控制（称为接口），更不是只具有高级语言编程知识所能胜任的。为此，必须对计算机的工作原

7、理有更深入的了解，对计算机的逻辑组成、工作原理、与外界的接口技术以及直接依赖于计算机逻辑结构的机器语言、汇编语言编程方法等需要进一步的学习。本课程就是基于此目的而设置的。第1章 微型计算机系统导论 1.2 计算机的发展概况 世界上第一台数字电子计算机世界上第一台数字电子计算机19461946年在美国陆军阿伯丁弹道实年在美国陆军阿伯丁弹道实 验室研制成功的，取名为验室研制成功的，取名为ENIACENIAC。第一台计算机第一台计算机该计算机共用该计算机共用1800018000多个电子管、多个电子管、60006000余个开关、余个开关、70007000个电阻个电阻 、1000010000个电容器和个

8、电容器和5050万条连线，重达万条连线，重达3030吨，占地吨，占地170170平方米，平方米， 耗电耗电140140千瓦，运算速度千瓦，运算速度50005000次加法次加法/ /秒。秒。尽管该计算机有诸多不足，如存储容量小、体积大、耗电多尽管该计算机有诸多不足，如存储容量小、体积大、耗电多 、可靠性差、使用不便等，但当时人们对它的速度还是相当、可靠性差、使用不便等，但当时人们对它的速度还是相当 满意。满意。它的诞生宣布了电子计算机时代的到来。它的诞生宣布了电子计算机时代的到来。第1章 微型计算机系统导论 1.2 计算机的发展概况 第一代：电子管计算机第一代：电子管计算机 特点是使用电子管，2

9、0世纪40年代末和 50年代初获得重大发展；计算机的发展计算机的发展经历了经历了4 4代代目前，各国正加紧研制和开发第五代目前，各国正加紧研制和开发第五代“ “非非 冯冯 诺依曼诺依曼” ”计算机和第六代计算机和第六代“ “神经神经” ”计算机计算机 。第二代：晶体管计算机第二代：晶体管计算机 于20世纪50年代中期问世，晶体管代替 电子管，并增加了浮点运算； 第三代：集成电路计算机第三代：集成电路计算机 1964年4月IBM360 系统问世，成为集 成电路的第三代计算机的著名代表； 第四代：大规模、超大规模集成电路计算机第四代：大规模、超大规模集成电路计算机 70年代以后，出现 使用超大规模

10、集成电路的第四代计算机，目前使用的计算机都 是第四代计算机。第1章 微型计算机系统导论 1.2 计算机的发展概况 30多年来，微处理器的发展速度极快，几乎每两年微处理器的 集成度翻一番，每24年更新换代一次，现已进入第五代。第一代：第一代：4 4位或低档位或低档8 8位机位机微处理器的发展经历微处理器的发展经历第二代：中档第二代：中档8 8位机位机第三代：第三代：1616位机位机第四代：第四代：3232位机位机第五代：第五代：6464位机位机第1章 微型计算机系统导论 有关有关微型计算机的概念微型计算机的概念微型计算机微型计算机 ( (MicroComputerMicroComputer) )

11、：是指以微处理器(CPU)为核心,配上存储器、输入/输出接口电路以及系统总线所组成的计算机。 微处理器微处理器( (MicroProcessorMicroProcessor) )：微型计算机的核心芯片，它是将计算机中的运算器和控制器集成在一片硅片上制成的集成电路。这样的芯片也被称为中央处理单元，简称为CPU(Central Processing Unit)。 1.3 微型计算机系统的组成 第1章 微型计算机系统导论 1.3 微型计算机系统的组成 把微处理器、存储器、输入输出接口电路组装在一块或多块电把微处理器、存储器、输入输出接口电路组装在一块或多块电路板上或集成在单片芯片上，分别称为单板机、

12、多板机或单片路板上或集成在单片芯片上，分别称为单板机、多板机或单片微型计算机。微型计算机。微型计算机微型计算机系统系统( (MicroComputerMicroComputer System) System)：指以微型计算机为中心，配上相应的外围设备、电源和辅助电路（通称硬件），以及指挥微处理机工作的系统软件所构成的系统。 第1章 微型计算机系统导论 1.3 微型计 算机系统的 组成 硬件微型机系统外围设备过程控制I/O通道A/D,D/A转换器开关量等外部设备键盘、鼠标等输入设备 显示器、打印机等输出设备 软驱、硬盘及磁带等外存储器主 机输入输出(I/O)接口电路微处理器(CPU)运算器(算术

13、逻辑运算单元 ALU)控制器(控制单元CU) 寄存器阵列(RA)内存储器RAM, ROM, EPROMEEPROM, Cash等系统软件 软件用户（应用）软件电源系统总线数据总线地址总线 控制总线第1章 微型计算机系统导论 所谓软件，就是为了管理、维护计算机以及为完成用户的某种特定任务而编写的各种程序的总和。计算机的工作就是运行程序，通过逐条地从存储器（内存）中取出程序中的指令并执行指令规定的操作而实现某种特定的功能，因此，软件是微型计算机系统不可缺少的组成部分。微型计算机的软件包括系统软件和用户（应用）软件。 1.4 微型计算机软件系统 第1章 微型计算机系统导论 用户软件就是用户为解决各种实际问题而编写的各种程序。系统软件是指不需要用户干预的，为其它程序的开发、调试以及运行等建立一个良好环境的程序。主要包括操作系统OS(Operating System)和系统应用程序。