微计算机原理与接口技术概要课件

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1、1,微计算机原理与接口技术 讲课教师：于守谦 2006.9.12,2,序 教育部提出计算机基础教学分三个层次如图1-1所示：,计算机基础教学三层次结构,3,其中： 第一层次：计算机文化基础 学习计算机基本知识，及基本技能。 第二层次：计算机技术基础 学习计算机硬件、软件的工作原理 与相关知识。 第三层次：计算机应用基础 学习计算机信息管理基础和多媒体。 本课程属于第二层次中“计算机硬件基础”课程,4,计算机硬件技术基础课特点： 内容多,学时少, 进度快，难度大，应用广。 讲课内容: 微机原理、汇编语言、接口技术. 讲课学时 : 共32学时,主要参考书： 李继灿主编，微型机算计原理及应用 第三版

2、，清华大学出版社 郑学坚主编，微型机算计原理及应用 第二版，清华大学出版社,作业：下次公布上次的作业答案。 按时交作业，仅考察作业效果，批改 1/2（简单内容不批改）。,答疑时间、地点： 每周二下午4：305：30，主楼（121）电工电子中心办公室,5,如何学好这门课给同学们提几点建议: 1、课程特点：基于工程问题的教育 学习计算机硬件、软件的工作原理与相关知识。 2、观念转变（教师角色、学生地位的转变）: 教师角色的转变： 教师从原来以教师为中心的“讲解者”的角色转化为学生学习的指导者。 学生地位的转变:学生由原来单纯听讲、接受灌输的被动地位转化为：主动参与、发现、探究的主体地位 ;,6,2

3、、媒体作用、教学过程的转变: 媒体作用的转变： 教学媒体由教师的讲解工具转化为学生的认知工具 ; 教学过程的转变: 教学过程由传统的逻辑分析或逻辑综合 ,讲解说明式的过程转变为： 以意义建构理论指导下的教学过程 , 并通过意义建构形成自己的知识结构， 从而获得知识 ,掌握知识。,7,3、学习的精髓： 在学校学习的精髓在于： 在学校的大环境中，利用校园文化对学生的影响，实现： 师生之间在课堂上的相互交流以及学生之间的相互交流， 在利用别人最好成果的基础上取得进展。 4、抓住教学过程中的3个环节 上课时要主动参与、探究 将上课时的多媒体教案从教师手中转化为自己的认知工具 ，主动参与、探究； 会设置

4、自学内容，通过自学从而培养自学的能力； 独立完成作业 同学之间相互交流，一起讨论，但一定要独立完成作业；,8,实验课前要预习，写出预习报告，做到心中有数，有的放矢； 实验课后，要写实验报告，总结经验和教训，提高自己分析问题和解决问题的能力，培养一种严谨科学作风。 收获与时间成正比 本课程理论联系实际非常紧密，内容更新极快。 只能采用解剖麻雀方法，教师在这里只起到抛砖引玉的作用。 因此同学们学习过程中，要花时间去学习、思索、实践， 有机地将本专业的知识结合起来，构成一个实际系统，解决实际问题。 收获与时间成正比, 花时间越多，收获将越大 。,9,10,尊敬的阅卷老师： 当您看到这样一段话时您一定

5、十分气愤，怎么会有这样违背学生良知的事情出现。可是我也是怀着万分惭愧与内疚的心情写这段话的，因此无论怎样还是请您阅读完。一见到这份试题，我便觉被人剜了一刀一样，难过极了。因为这份考卷上的题，我竟没有一道完完整整的理解，从而给出答案。多么可笑与可悲呀，一学期过去了，我竟无所事事，毫无收获，尤其是在电工电子这门重要的学科上。坦白说，我平时不是很努力，这一次次的教训并没有惊醒我，反而使我越陷越深，更加不思进取，不求上进。直到期末考试开始，我才疯了似的四处寻找着补救的方法，我拼命通宵，可不仅毫无进展，而且越来越迷惑，今天在考场更是头痛欲裂，什么都想不起来。我也清楚以这种方法来向老师索取分数是多么丢人，

6、可我实在没有任何把握保证自己能过。我害怕挂科，更是羞于启齿。假若老师能够让我通过，我可以一个人名义担保，我必将在假期内痛定思痛，好好将落下的课程补上，请教同学，努力弥补过失；假若老师执意给我零分处理，那我也无话可说，因为一切恶果都是应得的。不管怎样，都要真心的感谢阅卷老师，因为您读完了我的心理（话），使我可以倾诉心声，谢谢。,11,尊敬的 书记: 您好！我是 学院34*班的一名学生家长，去年暑假期间我们曾经向学校反映过该班学生夜间玩游戏、白天逃课的问题，事实证明，此现象确实影响了学生的成绩，目前为止，他们班已经有9人由大二重修大一，其中他们宿舍就有4人。这次暑假，看到孩子还是痴迷于网络游戏，并

7、且有两科专业课不及格，我们当家长的心情十分着急。 贵校是一所名校，在国内外具有很高的声誉，所以，我们才放心地把孩子送入贵校。现在，孩子已上大三，已经到了关键的时刻，而孩子的学习成绩和自控能力不够好，使我们家长焦急万分。为了实现孩子的理想，为了顺利考研，我们再一次恳请院领导采取有效措施，选拔有责任心的班主任和辅导员，加强学生管理，为孩子的学习和生活创设一个良好的环境。 祝身体健康，工作顺利！ 34*班一名学生家长,12,一、计算机的基本组成和工作原理,按性能可分为：巨型机，大型机， 中型机，小型机，微机,现代计算机的结构基础：存储程序控制结构,1945年，美籍匈牙利数学家John Von Neu

8、mann提出, 诺依曼计算机,第一章概述,13,二、计算机发展简史,1. 根据使用的基本电子器件，计算机经历了四个阶段：,14,15,16,按信号的作用，总线分为三类： 地址总线、数据总线、控制总线,17,1.微处理器、微型计算机、微型计算机系统,18,2.微型计算机的特点,与相应时期的大型机相比: 速度相对低 功能相对低 在字长位数，内存容量，寻址方式，指令条数， 中断级别，及内部寄存器数量等方面都不如,体积小，重量轻，耗电小 可靠性高，结构灵活 ，价格低 研制周期短，产品系列化，便于选 购 应用面广： 科学计算，数据处理，事务管理，教学培训 计算辅助设计和制造，家庭娱乐，网络通信,19,3

9、. 微型计算机的分类 1) 按构成分类 2) 按CPU的字长分类 3) 按主机装置分类,20,21,单板机,将CPU、内存、I/O接口及其它辅 助电路 全部装在一块印刷电路板上，组成单板机。当单片机片上资源不够时，也可以扩展为单扳机。 特点：结构简单、价廉 应用：过程控制、数据处理,22,23,2) 按CPU的分类,CPU的性能可以用两个主要参数来描述：,速度：用CPU的工作频率表示，单位M（G）Hz,24,5. IBM PC机的发展简史,25,例1.2.1 将二进制数10011.101转换成十进制数。 解：将每一位二进制数乘以位权，然后相加，可得 (10011.101)B1240230221

10、21120121022123 （19.625)D,一、几种常用的计数体制 1.十进制(Decimal) 2.二进制(Binary) 3.十六进制(Hexadecimal)与八进制（Octal）,二、不同数制之间的相互转换 1二进制转换成十进制,第二章 微机信息处理的数学基础,一.概述：数 制,26,例1.2.2 将十进制数23转换成二进制数。 解： 用“除2取余”法转换:,2.十进制转换成二进制,则（23)D =（10111)B,27,二十进制码（ BCD码）,BCD码用二进制代码来表示十进制的09十个数。 要用二进制代码来表示十进制的09十个数，至少要用4位二进制数。 4位二进制数有16种组

11、合，可从这16种组合中选择10种组合分别来表示十进制的09十个数。 选哪10种组合，有多种方案，这就形成了不同的BCD码。,28,二字和各种字符的编码（ ASC编码） （一）无符号数表示 字和各种字符按照特定规则用二进制编码在机器中表示。编码有各种方式：目前规定在微型机中最普遍采用ASC码 （American Standard Code for Information Interchange ) 美国标准信息交换码。 ASC码: 采用七位二进制编码，可以表示128个字符。,参看 P37 ASC码表。,29,bit7作奇偶校验位，在机器中表示时，常认为“0”， 用一个字长（8位）表示一个ASC字

12、符。 常用的ASC字符： 09 的ASC码30H39H AZ 的ASC码41H5AH az 的ASC码61H7AH,紧缩（凑）的BCD码 与非紧缩（凑）的BCD码 例：十进制的5，紧缩的BCD码 为 0101， 非紧缩的BCD码为 0000 0101,30,（二）带符号数的表示： 1. 机器数与真值 2. 原码 3. 反码 4. 补码 ：用加法实现减法操作。,关于数的表示，以定点数为主， 定点数中，以整数为主。,31,机器数中会有正有负。符号怎么表示呢？ 通常数的最高位为符号位，对于字长8位机器数： D7为符号位: 0表示“+”，1表示“”。符号数码化。 D6D0为数字位。 如: X=（010

13、11011）2=+91 X=（11011011）2= - 91 连同符号位在一起作为一个数称为机器数， 机器数的数值称为的真值。 如: N1=+ 1011011 N2= - 1011011 为真值 0 1011011 1 101 1011 为机器数,32,符号数码化，对数据进行运算时，符号位应如何处理？ 把符号位和数值位一起编码：原码，反码，补码。 2. 原码： 正数符号位用“0”表示，负数符号用“1”表示， 这种表示法称为原码。 X=+105 X原= 0 1101001 X=-105 X原= 1 1101001 符号 绝对数值 原码表示简单,真值 转换方便，减法不方便。 引进反码，补码。,3

14、3,3. 反码： 正数反码表示与原码相同， (最高位“0”表示正，其余位为数值位。) 负数的反码表示为负数原码的符号位不变尾数按位取反。 例： +4反 = 0 0000100 -4反 = 1 1111011 +127反 = 0 1111111 -127反 = 1 0000000 +0反 = 0 0000000 -0反 = 1 1111111,34,4. 补码： 正数的补码表示与原码相同， (最高位 用“0”表示正，其余位为数值位.) 负数的补码表示为它的反码+1。 +127原=0 1111111 +0原=0 0000000 -127反=1 0000000 -0反=1 1111111 -127补

15、=1 0000001 -0补=0 0000000,35,引进补码以后，做原码的减法与做补码的加法结果相同但必须以进制数为模。 先以十进制为例说明补码的用法。 7-4=3 7-(10-6)=3 7+6=13-10=3 6是4以10为模的补码，减4就可以变成+6计算。 对三位十进制数来讲： 9 1 6 317=599 9 1 6 + 6 8 3 = 1 5 9 91 0 0 0= 5 9 9 则683是317以1000为模的补码 如何得到683？ 1 0 0 0 - 3 1 7 = 6 8 3 （补码） 逐位减不必借位+1 1 + 9 9 9 - 3 1 7= 1 + 6 8 2 (反码）,36,对二进制数来说，N位数与它的反码之和构成N位最大数值，该数值1为N位数的模。 对于二进制补码： 0111 0101= 0010 7 5= 2 二进制数, n=4 ， 模24=10000 =1111+1 11110101 +1 = 1010+1 = 1011 最大数 0101的反码 0101补码 （ 即0101的反码+1） 0 1 1 1 - 0 1 0 1= 0 0 1 0 0 1 1 1 + 1 0 1 1 = 1 0 0 1 0 -