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1、古晓辉制作古晓辉制作 2007.92007.9微机原理及应用微机原理及应用主讲人主讲人 古晓辉古晓辉讲课内容讲课内容: : CPUCPU、汇编语言、接口技术、汇编语言、接口技术、 存储器存储器. . 学时学时: : 共共6464学时学时, , 其中其中: : 讲课讲课5656学时学时 实验实验8 8学时学时(4(4次）次）总成绩总成绩考试成绩实验成绩平时成绩考试成绩实验成绩平时成绩本课程学习方法本课程学习方法1 1、理论与知识、理论与知识 建立计算机整机概念建立计算机整机概念，掌握软件和硬件是如何相，掌握软件和硬件是如何相互配合的，并以此作为所有学习的基础；互配合的，并以此作为所有学习的基础；
2、 坚持以坚持以IBM PC/XTIBM PC/XT为主线进行学习为主线进行学习，减少相关内容的，减少相关内容的复杂性，而后再进一步延伸到复杂性，而后再进一步延伸到PentiumPentium系列，以掌握相系列，以掌握相关技术的最新发展；关技术的最新发展； 从软件功能需求从软件功能需求硬件实现出发硬件实现出发，掌握接口的基本，掌握接口的基本组成和工作原理，为接口的软、硬件设计打下基础。组成和工作原理，为接口的软、硬件设计打下基础。专业技术基础课专业技术基础课硬件系列课程之一硬件系列课程之一计算机组成原理计算机组成原理微机原理及应用微机原理及应用计算机体系结构计算机体系结构选修课选修课以技术为主以
3、技术为主面向应用面向应用软硬件相结合软硬件相结合课程特点区别区别教材、参考书教材、参考书 ： 教材科购买教材科购买教材教材： 微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用 郑学坚郑学坚 等编著等编著 清华大学出版社出版清华大学出版社出版参考书参考书：IBMPCIBMPC汇编语言程序设计汇编语言程序设计 沈美明沈美明 温冬婵温冬婵 编著编著 清华大学出版社出版清华大学出版社出版 微型计算机系统原理及应用微型计算机系统原理及应用 周明德周明德 编著编著 清华大学出版社出版清华大学出版社出版 微机计算机技术及应用微机计算机技术及应用 戴梅萼戴梅萼 编著编著 清华大学出版社出版清华大学出版社出版联系方式：
4、联系方式：EMAIL:QQ:502123814TEL:8787362古晓辉制作古晓辉制作 2007.92007.9第1章 微型计算机系统概述教学重点u 微型计算机的系统组成微型计算机的系统组成u IBM PC系列机的主机板系列机的主机板1.1微型计算机的发展和应用微型计算机的发展和应用1946年，世界上出现第一台数字式年，世界上出现第一台数字式电子计算机电子计算机ENIAC（电子数据和计电子数据和计算器）算器）发展到以大规模集成电路为主要部发展到以大规模集成电路为主要部件的第四代，产生了件的第四代，产生了微型计算机微型计算机1971年，年，Intel公司设计了世界上第公司设计了世界上第一个微处
5、理器芯片一个微处理器芯片Intel4004，开创开创了一个全新的计算机时代了一个全新的计算机时代1.1.1微型计算机的发展微型计算机的发展第第1代代：4位和低档位和低档8位微机位微机400440408008第第2代代：中高档：中高档8位微机位微机Z80、I8085、M6800，Apple-II微机微机第第3代代：16位微机位微机8086808880286，IBM PC系列机系列机1.1.1微型计算机的发展微型计算机的发展（续）（续）第第4代代：32位微机位微机8038680486PentiumPentium II Pentium III Pentium 432位位PC机、机、Macintosh
6、机、机、PS/2机机第第5代代：64位微机位微机Itanium、64位位RISC微处理器芯片微处理器芯片微机服务器、工程工作站、图形工作站微机服务器、工程工作站、图形工作站1.1.2微型计算机的应用微型计算机的应用用于数值计算、数据处理及信息管理方用于数值计算、数据处理及信息管理方向向用于过程控制及智能化仪器仪表方向用于过程控制及智能化仪器仪表方向生产过程控制生产过程控制仪器、仪表控制仪器、仪表控制民用产品控制民用产品控制 将将CPU以以及及其其他他主主要要部部件件（如如ROM、RAM、I/O接接口口）都都集集成成在在一个微处理器芯片中一个微处理器芯片中例如：常用的例如：常用的MCS-51、M
7、CS-96操作台操作台微微机机主主机机打印机打印机显示器显示器I/O接口接口A/D输入调理输入调理传感器传感器变送器变送器被被控控对对象象I/O接口接口D/AV/I变换变换I/O接口接口DI电平变换电平变换I/O接口接口DO功放驱动功放驱动执行机构执行机构传感器传感器执行机构执行机构生产过程微机控制系统结构生产过程微机控制系统结构1.2微型计算机的系统组成微型计算机的系统组成微处理器微处理器外部设备外部设备 软件软件微型计算机微型计算机微型计算机系统微型计算机系统区别区别内存储器内存储器总线总线输入输出输入输出接口电路接口电路运算器运算器控制器控制器寄存器组寄存器组图图1.1 1.1 微型计算
8、机的系统组成微型计算机的系统组成控制总线控制总线CB数据总线数据总线DB地址总线地址总线AB系系统统总总线线形形成成处处理理器器子子系系统统I/O设备设备I/O接口接口存储器存储器系统总线系统总线BUS1.2.1微型计算机的硬件组成微型计算机的硬件组成1.微处理器子系统微处理器子系统2.存储器存储器3.I/O设备和设备和I/O接口接口4.系统总线系统总线总线信号总线信号地址总线地址总线AB输出将要访问的内存单元或输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址端口的地址地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围数据总线数据总线DBCPU读操作时，外部数据通过数
9、据总线送往读操作时，外部数据通过数据总线送往CPU CPU写操作时，写操作时，CPU数据通过数据总线送往外部数据通过数据总线送往外部数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数控制总线控制总线CB协调系统中各部件的操作，有输出控制、输入状态等信号协调系统中各部件的操作，有输出控制、输入状态等信号控制总线决定了系统总线的特点，例如功能、适应性等控制总线决定了系统总线的特点，例如功能、适应性等举例举例举例举例特点特点1.2.2微型计算机的软件系统微型计算机的软件系统 操作系统操作系统 MS-DOS 汇编程序汇编程序 MASM和和LINK 文本编辑程序文本编辑程序
10、 EDIT.COM 调试程序调试程序 DEBUG.EXE1.3IBMPC系列机系统系列机系统16位位IBM PC系列机是系列机是32位微机的基础位微机的基础8088CPUIBM PC机机IBM PC/AT机机IBM PC/XT机机1.3.1硬件基本组成硬件基本组成16位和位和32位位PC机的基本部件相机的基本部件相同同8088微微处处理理器器8087协协处处理理器器8288总线控制器总线控制器I/O通通道道8259中断控制器中断控制器随机存储器随机存储器RAM只读存储器只读存储器ROM8253定时控制器定时控制器8237DMA控制器控制器8255并行接口并行接口控制总线控制总线数据总线数据总线
11、地址总线地址总线地址锁存器地址锁存器数据收发器数据收发器扬声器扬声器接口接口8284时钟发生器时钟发生器键盘键盘接口接口系统系统配置配置开关开关1.3.2主机板组成主机板组成1.微处理器子系统微处理器子系统8088：16位内部结构、位内部结构、8位数据总线、位数据总线、20位地址位地址总线、总线、4.77MHz主频主频2.存储器存储器ROM-BIOS、主体为主体为RAM3.I/O接口控制电路接口控制电路8259A、8253、8237A、8255等等4.I/O通道通道62线的线的IBM PC总线总线图图1.5 1.5 存储空间的分配存储空间的分配保留保留ROM64KB基本基本ROM64KB扩展扩
12、展RAM15MB基本基本ROM64KB保留保留ROM64KB扩展扩展ROM128KB显示显示RAM128KB系统系统RAM640KB000000H0A0000H0C0000H0E0000H0F0000H100000HFE0000HFFFFFFH常规内存常规内存1MB扩展内存扩展内存15MB1.3.3存储空间的分配存储空间的分配常规内存：常规内存：1MB基本基本RAM区：区：640KB保留保留RAM区：区：128KB扩展扩展ROM区：区：128KB基本基本ROM区：区：64KB扩展内存：用作扩展内存：用作RAM区区系系统统板板00001F02003F04005F06007F08009F0A00B
13、F0C00DF0E00FFDMA控制器控制器1中断控制器中断控制器1定时计数器定时计数器并行接口电路并行接口电路DMA页面寄存器页面寄存器中断控制器中断控制器2DMA控制器控制器2协处理器协处理器I/O通通道道1F01F820020727827F2F82FF37837F38038F3A03AF3B03BF3D03DF3F03F73F83FF硬盘适配器硬盘适配器游戏接口游戏接口并行打印机接口并行打印机接口LPT2串行通信接口串行通信接口COM2并行打印机接口并行打印机接口LPT1SDLC通信接口通信接口BSC通信接口通信接口单色显示单色显示/打印机适配器打印机适配器彩色图形适配器彩色图形适配器CGA软盘适配器软盘适配器串行通信接口串行通信接口COM11.3.4I/O空间的分配空间的分配80x86访问外设时，只使用低访问外设时，只使用低16位位A0A15，寻址寻址64K个个8位位I/O端端口口PC机仅使用低机仅使用低10位位A0A9，寻址寻址1024个个8位位I/O端口端口
