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1、1,微机原理与汇编语言,长沙理工大学计算机与通信工程学院夏卓群 Mobile:13975803985 2012.2.21,2,课程介绍,专业基础课、必修课 计算机组成原理的一个部分 软件开发的一个组成部分 一种低级语言的程序设计 高级语言程序设计的扩展,3,相关课程,先修课 高级语言程序设计,后续课 接口技术 编译原理,微机原理、汇编语言与接口技术 唐瑞庭 编著中国水利水电出版社 2006,参考教材,5,教学目的,熟练掌握微机原理与汇编语言的相关知识 掌握处理器工作原理 能用汇编语言编写难度适中的应用程序,6,对计算机基础原理的理解和掌握 重点介绍存储器系统和汇编基本指令 强调对汇编基本指令的
2、理解和应用 强调上机实践，要求熟练进行编程和调试 运用多媒体教学手段,教学特点,7,课堂上注意听讲、重要的是理解 课堂外一定要看书复习或预习、完成作业 充分利用上机时间、多编程练习,教学要求,8,教学教学内容,补充微机原理部分的内容 第1章 计算机基础知识 第2章 寻址方式和指令系统 第3章 汇编语言 第4章 汇编语言程序设计的基本技术 第5章 子程序设计 第6章 高级汇编语言技术 第7章 输入输出与中断,9,考试成绩（课堂教学内容） 60上机成绩（出勤及编程情况） 20平时成绩（作业等学习情况） 20,考核要求,10,第1章 微机基本配置及基础知识,本章简述了计算机的分类、发展、主要性能指标
3、与应用； 重点叙述微型计算机整机组成，包括基本的硬件配置和常用的软件安装； 详细讲解计算机中数的表示与运算，分析了有符号数的表示，尤其是补码的算术运算； 最后介绍信息（包括字符、汉字、语音、图像和图形等）的二进制编码与计算机表示。,11,1.1 计算机的分类、性能与应用,1.1.1 计算机的分类 1.1.2 计算机的发展 1.1.3 微型计算机主要性能指标 1.1.4 计算机应用,12,1.1 计算机的分类、性能与应用,1.1.1 计算机的分类 按计算机指令系统性质分: 复杂指令集计算机CISC 精简指令集计算机RISC 按系统处理机的多寡和工作方式分： 单处理器计算机 多处理器计算机 并行计
4、算机 按字长分：8位、16位、32位、64位计算机,多核处理器 多核处理器（CMP）就是将多个计算内核集成在一个处理器芯片中，从而提高计算能力。按计算内核的对等与否，CMP可分为同构多核和异构多核。计算内核相同，地位对等的称为同构多核。反之称为异构多核。 多处理器 多处理器指多个CPU，每个CPU可以是单核或多核的。虽然同时使用多个CPU，但是从管理的角度来看，它们的表现就像一台单机一样。对称多处理器（SMP）结构是近来最流行的多处理器结构，系统将任务队列对称地分布于多个CPU之上，从而极大地提高了整个系统的数据处理能力，而非对称结构已比较少见。,13,计算机分类（续）,按指令流和数据流概念分
5、： 单指令单数据流SISD 单指令多数据流SIMD 多指令单数据流MISD 多指令多数据流MIMD 从应用角度按计算机性能和作用分（IEEE 1989年11月） 巨型机(Super Computer) 小巨型机(Mini SuperComputer) 主机(MainFrame) 小型机(MiniComputer) 工作站(Workstation) 个人计算机(Personal Computer) 国内通俗分法：巨、大、中、小、微型计算机,14,1.1.2 计算机的发展,计算机发展的三个“世纪”： 机械式计算机：以齿轮和继电器为开关元件 现代传统计算机：艾兰图灵（扩展）和冯诺依曼（扩展）做了奠基
6、性工作 计算机网络 ：计算机与通信紧密结合微处理器和微型计算机的发展（五代） 4位/低档8位(19711973) 8位( 19741978) 16位(19781984) 32位(19851992) 64位(1992),15,Intel系列芯片和PC系列微机,第一代 8086/8088微机 第二代 80286微机 第三代 80386微机 第四代 80486微机 第五代 Pentium微机 第六代 Pentium Pro/微机 第七代 Pentium 4 微机,16,计算机发展趋势,技术全面创新 速度持续提高 体积不断缩小 性能价格比飞速上升 信息处理功能多媒体化 和通信相结合，计算机网络覆盖全世
7、界,17,1.1.3 微型计算机主要性能指标,1. 传统性能指标 字长 ： 8位、16位、32位、64位 CPU速度 ：CPU主频从8086的4.77MHz到最新P4的1.0GHz 运算速度：MIPS(每秒钟百万条单字长定点指令)； MFLOPS(每秒钟百万条单字长浮点指令)。 内存容量和速度 ：内存容量从几十MB到几百MB不等 内存速度指存取周期：为几十纳秒到几个纳秒 硬盘容量和速度：硬盘容量为几十到几百GB，甚至更高 硬盘速度一般用三个参数衡量： （1）平均寻道时间 （2）平均等待时间 （3）数据传输速率,18,传统性能指标（续）,平均寻道时间：又称查找时间，指磁头沿盘径移动到需要读写的磁
8、道的平均时间。 平均等待时间：要读写的扇区旋转到磁头下的平均时间。为 磁盘旋转一周所需时间的一半。所以平均等待时间也以每分钟转数RPM来表示。 数据传输速率：磁头定位在读写扇区后，每秒钟读出或写 入的字节数。 系统总线传输速率：从ISA总线的5MB/s PCI总线的533MB/s、800MB/s 系统可靠性：MTBF(平均无故障时间，单位是小时) MTTR(平均故障修复时间),19,1.1.3 微型计算机主要性能指标（续）,2. 综合测评指标 诊断程序(或工具程序)测评： QAPLUS、Pctools、Norton实用程序等，主要测试CPU、磁盘I/O、总体性能等项 硬件综合性能测试指标：主要
9、计算机厂商推出的客观综合评估指标，如iCOMP和SPECmark等 基准程序测试法：编制一组通用的基准测试程序，模拟用户的实际运行状况，测试计算机系统的综合性能(包括CPU、内存、I/O操作等) 。,20,1.1.4 计算机应用,数值计算 ：庞大而复杂 的数值计算 数据处理：搜索、归纳、分类、整理、存储、检索、统计、分析、列表、绘图等 实时控制：实时控制、事务处理 机辅工程：CAD、CAM、CAT、CIMS、CAI 智能模拟：专家系统、模式识别、问题求解、定理证明、机器翻译、自然语言理解等,21,1.2 微型计算机系统配置,1.2.1 整机组成,22,1. 主板,主板布局,23,2. 机箱和电
10、源（续）,24,3. 显示器和显示卡,显示器 显示器是最重要的输出设备。计算机通过显示屏幕向用户输出信息，用户通过显示屏幕看到计算机反馈给自己的输入信息，了解程序运行的结果，跟踪或监视程序运行过程。显示器屏幕是人机交互的主要窗口。 显示器主要种类：传统的CRT显示器和LCD液晶显示器。 CRT显示器按显示屏幕大小有15、17、19、21英寸或更大尺寸，目前17英寸是主流；按显示屏幕形状有球面、平面直角和纯平，目前纯平是主流。 显示器性能 ：分辨率整屏显示的像素的多少 光栅扫描方式逐行扫描和隔行扫描 垂直扫描时间 完成一帧(整屏)扫描所需的时间 带宽每秒钟电子枪扫描过的像素点个数，单位MHz 像
11、素位宽表示该点像素的二进位数 CRT显示器的辐射相对较重，污染环境。其辐射环保标准有能源之星、MPRII和CTO三种标准。能源之星要求最低，TCO比MPRII更严厉 。,25,3. 显示器和显示卡（续）, LCD种类：无源阵列彩显（DSTN-LCD，俗称伪彩显）薄膜晶体管有源阵列彩显（TFT-LCD，又称真彩显），TFT是当前主流。 LCD彩色： DSTN-LCD只有8位256种颜色，TFT显示器色彩鲜艳，通常有16位64K种颜色或24位16M种颜色。 LCD分辨率：厂家设定为800点600行（SVGA显示模式）或1024点768行（XGA显示模式），不能任意调整 。 LCD环保性能：辐射低，
12、屏幕视角广，防眩光、防反射表现好。,26,3. 显示器和显示卡（续）,显示卡 显示器由显示卡控制。 显示控制卡的发展：MDACGAEGAVGA SVGA、TVGA AVGA、XVGA 显卡类型（按总线分）：ISA显卡、VESA显卡、PCI显卡和AGP显卡。现在微机上配置的多是AGP显卡在最新的BTX架构中，PCI Express16取代AGP8，并提供更高的带宽。 显示卡组成：主要由图形处理芯片、视频存储器及BIOS芯片等。 显示卡性能：主要取决于卡上使用的图形芯片。显示卡上都设置具有图形处理功能的加速芯片，可处理象Windows类型的图形任务而尽量减少CPU参与。,27,3. 显示器和显示卡
13、（续）,像素填充率：是显示卡上的显示芯片每秒钟能够填充的像素数，它等于显示芯片的频率乘以渲染途径的数量。如Geforce 3 Ti 500显示卡的显示频率为240MHz，有4条渲染管道，每条渲染管道还包含2个贴图单元，其像素填充率就是240421920M像素/秒。 显示内存VRAM：存储显示数据，其容量越大显示卡可支持的分辨率越高、可显示的颜色数越多。 VRAM存取速度越快越好，如Geforce 3显卡用3.8 nS的DDR做显存。,28,4. 鼠标和键盘,鼠标 鼠标用来控制光标在显示屏上的位置，向主机输入用户所选中的操作命令或操作对象。鼠标价低低易用，是图形用户界面环境中必备的输入设备。 鼠
14、标分类 按内部结构分：主要有机械鼠标和光电鼠标。 按键数目分：单键、双键和三键鼠标。 苹果电脑通常使用单键鼠标 双键鼠标又叫做MS鼠标 三键鼠标又称PC鼠标。,无线光电鼠标器,29,4. 鼠标和键盘（续）,按维数分：3D鼠标和4D鼠标得到广泛应用，它们分别在鼠标前端中间部位多了一个或两个小滚轮，用于在浏览网页或文档时拖动垂直和水平滚动条（3D鼠标只能拖动垂直滚动条）。 按接口类型分：串口、PS/2和USB鼠标。 按连接线分：有线鼠标和无线鼠标 无线鼠标有两种：红外和电波无线型鼠标，前者一定要对准红外线收发器才能活动自如（否则就没有反应），后者则可以较随意地传送信息。,30,4. 鼠标和键盘（续）,键盘 键盘是计算机必备的输入设备。 人体工程学键盘遵照人体工程学原理，比普通键盘多了一个托盘，可减轻长时间键盘输入的疲惫。 键盘分类 按键数分：83键101/102键104键、107键键盘。 107键比104键多出唤醒、休眠、电源开关三个键（在键盘上端）。 随着网络应用的普及，又出现了一种网络键盘，它在右端小数字键盘的左侧安排了一组用于上网操作的附加键。 按物理结构分：机械式、薄膜式、电容式键盘现在普遍使用无触点且操作灵活的电容式键盘 按接口类型分：AT键盘、PS/2键盘、USB键盘等台式机常用的是PS/2接口键盘。 按连线分：还有无线电键盘，用它可以远程操作微机。,
