《微机原理 教学课件 ppt 作者 杨立 第1章 微机基础知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机原理 教学课件 ppt 作者 杨立 第1章 微机基础知识（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、人民邮电出版社： “十一五”规划教材 微 机 原 理 主编：杨 立 欢 迎 使 用,微机原理课程简介,1.课程性质及教学目的 微机原理是学习微机基本知识和应用技能的重要课程，其教学目的是： 从理论和实践上掌握微机基本组成、工作原理和实际应用； 学会运用指令系统和汇编语言进行程序设计； 熟悉各种典型接口芯片并掌握具体应用； 建立微机整体结构概念，具有微机系统硬软件开发的初步能力； 为后继计算机课程的学习及工程实际应用打下良好基础。,概述,2. 课程教学安排 总学时：7080；其中实验学时：2030 考试形式：笔试+实践操作 3. 教材特点 依据课程教学基本要求： 以必须、够用为原则； 以讲授基础
2、知识和培养应用能力为目标； 注重专业技能和实用技术培养； 着重阐述课程必须掌握的基本知识和技能。,微机原理课程简介,概述,提出问题，阐述分析、归纳总结； 关注计算机发展动态，以典型微机为对象，内容精炼，通俗易懂； 对知识点进行分析，强调理解概念、弄懂原理、掌握方法、培养技能、突出实用； 通过例题说明有关知识的应用方法； 强化习题练习和实践训练。,微机原理课程简介,概述,4. 教材主要模块 （1）微机结构及系统构成，数据表示； （2）典型微处理器内外部结构，存储器结构与I/0组织； （3）指令系统和寻址方式； （4）汇编语言及上机操作，程序设计；,微机原理课程简介,概述,（5）存储器组成和体系结
3、构，ROM与RAM及应用，主存储器与CPU的连接； （6）输入/输出技术，8237A DMA控制器； （7）中断系统，8259A中断控制器； （8）总线技术及应用； （9）典型接口芯片及其应用；,微机原理课程简介,概述,微处理器的产生和发展 微机的特点和性能指标 微机系统组成 数制及其转换、数据的表示 ASCII码、BCD码的应用 微机的应用领域,第1章 微机基础知识,概述,1.1 概述 1.1.1 微处理器的产生和发展 1. 电子数字计算机的诞生及其特点 1946年2月，世界上第一台真正意义上的电子数字计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator and
4、Calculator，电子数字积分计算机）研制成功并公诸于世。 ENIAC总重量达到30吨，占地面积170平方米，耗电量和维护费用很高，每秒只能运行5千次加法运算，工作时常常因为电子管烧坏而不得不停机检修。尽管如此，ENIAC在计算机发展史上的重要性是毋容置疑的。,第1章,冯诺依曼1946年6月提出“存储程序”和“程序控制”的计算机设计方案，根据这一原理制造的计算机被称为冯诺依曼结构计算机。 冯诺依曼计算机设计方案要点： （1）采用二进制表示数据和指令； （2）指令和数据存放在存储器中，按照顺序依次执行； （3）采用控制器来控制程序及数据的存取和程序执行； （4）计算机硬件由运算器、控制器、存
5、储器、输入设备和输出设备组成。,第1章,2. 微处理器的产生及发展 经过50多年发展，特别是20世纪70年代以后研制出微处理器，构成的微型计算机具有体积小、重量轻、价格低廉、可靠性高、结构灵活、适应性强和应用面广等一系列优点。 随着科技的迅猛发展，微处理器大约每两年其集成度就提高1倍，每隔35年就更新换代一次。 按照微处理器字长和功能划分有6代的演变。,第1章,3. 计算机的发展趋势 （1）当今计算机正朝着微型化和巨型化两级方向发展； （2）未来计算机发展的总趋势是网络化和智能化。,第1章,1.1.2 微机的特点与性能指标 1. 微机的主要特点 （1）体积小、重量轻、功耗低 （2）可靠性高、使
6、用环境要求低 （3）结构简单灵活、适应性强 （4）性能价格比高 （5）维护方便,第1章,2. 微机的主要术语及性能指标 （1）位（Bit） （2）字节（Byte） （3）字 （4）字长 （5）主频 （6）内存容量 （7）指令数 （8）基本指令执行时间 （9）可靠性 （10）兼容性 （11）性能价格比,第1章,1.2 微机系统简介 包括硬件和软件两大部分： 硬件：指由各种装置和部件组成的计算机实体； 软件：指为计算机运行服务的各种程序及技术资料。 1.2.1 微机硬件结构 微机硬件系统一般由微处理器、主存储器、辅助存储器、系统总线、I/O接口电路、输入/输出设备等部件组成。,第1章,图1-1 通
7、用微机硬件系统结构,第1章,1.2.2 微机系统的组成及其功能 完整的微机系统硬件和软件组成。 微机硬件系统包括主机和外围设备等； 微机软件由系统软件和应用软件组成； 系统软件支持应用软件的运行并提供服务，包括操作系统、实用程序和语言处理程序等； 应用软件是用户解决某种应用问题的程序及有关的文件和资料等集合。,第1章,1.3 计算机中的数据表示 计算机要处理的信息分为数值数据和字符编码。 数值数据：用二进制、十进制和十六进制表示； 字符编码：用ASCII码BCD码表示。,第1章,2. 数制之间的转换 （1）十进制整数转换为二、十六进制整数 （2）将十进制小数转化为二、十六进制小数 （3）二、十
8、六进制数转换为十进制数 （4）二进制数转换为十六进制数 （5）十六进制数转换为二进制数,第1章,【例1.1】将十进制整数37转换为二进制整数。采用“除2倒取余”的方法。 2 37 余数为1 2 18 余数为0 2 9 余数为1 2 4 余数为0 2 2 余数为0 2 1 余数为1 0 转换结果为：(37)10(100101)2,第1章,【例1.2】将十进制小数0.8125转换为二进制小数。采用“乘2顺取整”的方法。 0.812521.625 取整数位1 0.62521.25 取整数位1 0.2520.5 取整数位0 0.521.0 取整数位1 转换结果为：(0.8125)10(0.1101)2
9、,第1章,【例1.3】用“按位权展开求和”的方法将二进制数(110110.101)2 转换为十进制数。 (110110.101)2 125124122121 121123 3216420.50.125 (54.625)10,第1章,1.3.2 数的表示方法 计算机内部表示的二进制数称为机器数。 1. 机器数的范围 计算机中数的表示范围由CPU字长决定。 8位字长的机器，机器数表示范围是0255。 16位字长的机器，机器数表示范围065535。 n表示机器字长，无符号数范围0X2n1，运算结果超出此范围会产生溢出。,第1章,2. 机器数的符号 用“0”表示正数； 用“1”表示负数。 3. 机器数
10、中小数点的位置 小数点位置固定不变的机器数称为“定点数”； 小数点位置浮动的机器数称为“浮点数”。,第1章,4. 带符号数的原码、反码、补码表示 （1）原码 数的符号位按规定处理，其余各位表示数的有效值。 （2）反码 正数的反码与其原码相同，负数的反码等于其原码除符号位以外的各位按位取反。 （3）补码 为解决将减法运算转换为加法运算，简化计算机控制线路，提高运算速度，产生补码表示。 正数的补码与其原码相同，负数的补码为其反码在最低位加1。,第1章,5. 补码与真值之间的转换 已知机器数真值可通过补码定义将其转换为补码；已知某数补码也可求出其真值。 【例1.6】已知X补码(11011011)2，
11、求X的真值。 由于X补码的符号位为“1”，该数为负数，X的真值计算如下： X(1011011反码1)2 (01001001)2 (0100101)2 (125122120) (3241) 37,第1章,1.3.3 数的定点与浮点表示 规定小数点位置固定不变称“定点数”；规定小数点位置可浮动称“浮点数”。 1. 数的定点表示 二进制数N可表示为N=2PS，S称数N尾数，2为底数，2前面的号是尾数符号；P称数N的阶码，指明小数点实际位置，2的右上方的号是阶码的符号。 任一个二进制数，若阶码P固定不变，小数点位置固定，就是数的定点表示，该数为定点数。 （1）阶码P=0，小数点固定在尾数最高位之前，称
12、定点小数。 （2）阶码P=n（n为二进制尾数的位数），小数点约定在尾数最末位之后，称定点整数。,第1章,2. 数的浮点表示 把机器数分为两部分： 一部分表示数的阶码； 另一部分表示数的尾数； 阶码和尾数有各自的符号位。 浮点数在机器中的编码排列如下：,第1章,1.3.4 ASCII码与BCD码 1. 美国信息交换标准代码（ASCII码） ASCII码由7位二进制数组合而成，可表示128种字符，包括大小写英文字母、数字、专用字符和控制字符等。 ASCII编码如下表所示，高3位加上低4位代码，通常采用两位十六进制数表示一个ASCII字符，例如30H表示数字“0”，41H表示大写字母“A”，61H表
13、示小写字母“a”等。,第1章,2. BCD码 BCD码又称为“二十进制编码”，专门解决用二进制数表示十进制数的问题。 常用的是8421-BCD编码，采用4位二进制数来表示1位十进制数，自左至右每一位对应的位权是8、4、2、1。,第1章,1.4 微机的应用 1. 科学计算 2. 办公自动化 3. 生产自动化 4. 过程控制 5. 多媒体技术 6. 网络应用 7. 计算机仿真 8. 人工智能,第1章,本章小结,微机系统包括硬件和软件； 计算机内部数据采用二、十、十六进制表示； 各数制之间相互转换有特定规律； 带符号数有原码、反码、补码表示； 字符型数据在计算机中采用ASCII码表示； 用二进制数表示十进数时采用BCD码； 微机功能越来越强，应用范围越来越广，学习、掌握和应用微机已成为人们不可或缺的技能。,第1章,第1章内容到此结束 谢谢各位 !,第1章,
