微机原理课件-第1章--微机原理与汇编语言.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《微机原理课件-第1章--微机原理与汇编语言.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 微机 原理 课件 汇编语言
- 资源描述:
-
1、通信通信04级级王言前王言前 主要内容:主要内容: 本课程紧密结合电子信息专业的特点,围绕微型计算机原理和应用主题,以Intel8086CPU为主线,系统介绍了微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构、工作模式,介绍了8086CPU的指令系统、汇编语言及程序设计方法和技巧,存储器的组成和I/O接口扩展方法,微机的中断结构、工作过程,从而使学生能较清楚的了解微机的结构与工作流程,建立起系统的概念。 本课程系统介绍了微机中的常用接口原理和应用技术,包括七大接口芯片:并行接口8255A、串行接口8251A、计数器/定时器8253、中断控制器8259A、A/D(ADC0809)、D/A(DAC0832
2、)、DMA(8237)、人机接口(键盘与显示器接口)的结构原理与应用。在此基础上,对现代微机系统中涉及的总线技术、高速缓存技术、数据传输方法、高性能计算机的体系结构和主要技术作了简要介绍。教学要求:教学要求:1.上课注意听讲,必要时应记笔记,课前需要预习,课下及时复习,充分利用课外参考资料和答疑解决学习中的困难。2. 按时交作业3. 实验必须按时上课,并完成教师布置的任务。教学参考书:教学参考书: 1. 教材 周荷琴 吴秀清 编著 微型计算机原理与接口技术中国科学技术大学出版社 2. 郑学坚 周 斌 编著 微型计算机原理及应用 清华大学出版社 3. 刘乐善 主编 微型计算机接口技术与应用 华中
3、理工大学出版社 4. 戴梅萼 史嘉权 编著 微型计算机技术及应用 清华大学出版社 5. 周明德 微型计算机系统原理及应用 清华大学出版社 6. 沈美明 温冬婵编著 IBM-PC汇编语言程序设计清华大学出版社(配套习题集) 7. 艾德才 主编 Pentium系列微型计算机原理与接口技术 高等教育出版社 学习微机原理与汇编语言的方法:学习微机原理与汇编语言的方法: 1. 掌握微机的基本结构与组成原理 2. 掌握微机的指令系统与编程方法 3. 掌握微机的时序,不懂时序,就无法真正掌握微机原理,难以充分利用微机。 4. 掌握微机硬件电路中的通用符号的意义。 5. 掌握微机外围接口芯片的原理与典型应用。
4、 (锁存器、缓冲器、驱动器、定时/计数器、并行接口、串行接口、DMA、A/D、D/A、键盘、显示器、打印机等) 6. 掌握微机扩展的原理,注意学会主要信号的扩展方法,能够举 一反三。(如:片选、数据总线、地址总线、片内寻址、读/写控制线、地址锁存、时钟、复位、中断请求与响应等)第第1章章 微型计算机概述微型计算机概述 1.1 微型计算机的发展概况微型计算机的发展概况 第一台电子计算机第一台电子计算机 1946年2月,美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台电子数字计算机:“埃尼阿克”(ENIAC,即Electronic Numerical Integrator and Calculator,电子数
5、字积分计算机)。 重量30吨,占地150平方米,每小时耗电150千瓦,价值约40万美元。 采用18800只电子管,70000个电阻,10000支电容,研制时间近三年,运算速度为每秒5000次加减法运算。 ENIAC的不足:运算速度慢、存储容量小、全部指令没有存放在存储器中、机器操作复杂、稳定性差 。按计算机应用,计算机发展可分为以下几个阶段:按计算机应用,计算机发展可分为以下几个阶段:(1)超、大、中、小型计算机阶段(1946年-1980年) 采用计算机来代替人的脑力劳动,提高了工作效率,能够解决较复杂的数学计算和数据处理。(2)微型计算机阶段(1981年-1990年) 微型计算机大量普及,几
6、乎应用于所有领域,对世界科技和经济的发展起到了重要的推动作用。(3)计算机网络阶段(1991年至今) 计算机网络为人类实现资源共享提供了有力的帮助,从而促进了信息化社会的到来,实现了遍及全球的信息资源共享。 将传统计算机的运算器和控制器集成在一块大规模集成电路 芯 片 上 作 为 中 央 处 理 部 件 , 简 称 为 微 处 理 器(Microprocessor)。微型计算机(简称微机)是以微处理器为核心,再配上存储器、接口电路、外围设备等构成的。 第一代微处理器:第一代微处理器:1971年Intel公司设计了4位微处理器4004、 4040和早期的8位微处理器8008。(集成度为:2000
7、管/片,时钟频率为:1MHz,平均指令执行时间为20s,数据总线宽度:4位。 ) 第二代微处理器:第二代微处理器:1973年12月Intel公司研制成功了8080。(集成度为:5000管/片,时钟频率为:2-4MHz,平均指令执行时间为1-2s ,数据总线宽度:8位。 ) 第三代微处理器:第三代微处理器:1978年制造了8086和1979年研制了8088,1983年又制造了全16位的80286。(集成度为:2-6万管/片,时钟频率为: 4-8MHz,平均指令执行时间为0.5s ,数据总线宽度:16位。 ) 第四代微处理器:第四代微处理器:1985年Intel公司制造出32位字长的微处理器803
8、86。 (集成度为:27.5万管/片,时钟频率为: 12.5-33MHz,平均指令执行时间为0.1s ,数据总线宽度:32位)。1989年4月又研制成功80486。 第五代微处理器:第五代微处理器: 1993年3月Intel公司制造出Pentium(奔腾)微处理器; 1995年11月,推出了Pentium Pro,接着又推出了含有MMX(多媒体扩展指令集)功能的Pentium处理器P55C; 1999年11月推出P微处理器; 2000年11月,Intel推出更新的微处理器芯片P4。(目前市场上P4的集成度为:4200万管/片,时钟频率为:3GHz) 见教材P4 表1-1 此外,Motorola
9、、Zilog等公司也推出了相应的产品。 1946年6月,美籍匈牙利科学家冯诺依曼(Johe Von Neumman)提出了“存储程序”的计算机设计方案。 其特点是: 采用二进制数形式表示数据和计算机指令。 指令和数据存储在计算机内部存储器中,能自动依次执行指令。 由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机硬件。 工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”。 按照这一原理设计的计算机称为冯诺依曼型计算机。 冯诺依曼提出的体系结构奠定了现代计算机结构理论的基础,被誉为计算机发展史上的里程碑。冯冯诺依曼型计算机的结构:诺依曼型计算机的结构:输入设备输出设备存储器运算器控制器 微型
10、计算机系统是由硬件和软件两部分组成。计算机的硬件由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器部分组成。运算器和控制器组成了中央处理器(CPU,也称微处理器)。软件可分为系统软件和应用软件两大类。硬件微计算机外围设备微处理器内存储器I/O接口电路系统总线外部设备过程I/O通道 硬件系统是由电硬件系统是由电子部件和机电装置所子部件和机电装置所组成的计算机实体。组成的计算机实体。 硬件的基本功能是接硬件的基本功能是接受计算机程序,并在受计算机程序,并在程序的控制下完成数程序的控制下完成数据输入、数据处理和据输入、数据处理和输出结果等任务。输出结果等任务。微型计算机的硬件结构如下图所示。微处理器微处理
11、器CPU存储器存储器RAM接口电路接口电路时钟时钟外存外存I/O设备设备接口电路接口电路存储器存储器ROM数据总线数据总线DB(双向)(双向)地址总线地址总线AB(单向)(单向)控制总线控制总线CB中央处理单元:中央处理单元:中央处理单元CPU(Control Processing Unit)是微型计算机的核心部件,是包含有运算器ALU、控制器、寄存器组以及总线接口等部件的一块大规模集成电路芯片,俗称微处理器。 微型计算机的软件系统微型计算机的软件系统 软件系统软件程序设计语言应用软件:软件包,数据库机器语言汇编语言高级语言监控程序操作系统编辑程序解释程序编译程序诊断程序 软件系统是指为软件系
12、统是指为计算机运行工作服务计算机运行工作服务的全部技术资料和各的全部技术资料和各种程序。软件系统基种程序。软件系统基本功能保证计算机硬本功能保证计算机硬件的功能得以充分发件的功能得以充分发挥,并为用户提供一挥,并为用户提供一个宽松的工作环境。个宽松的工作环境。功能:功能:存储程序和数据。分类:分类:超高速缓存、内部存储器(内存或主存)、外部存储器。存储器体系:存储器体系结构就是把速度不同、容量不同、存储技术也可能不同的存储设备分为几层,通过硬件和管理软件组成一个极有足够大的空间又能保证满足CPU存取速度而且价格适中的整体。CPU超高速缓存主存辅助存储器外存内部存储器外部存储器工作过程:工作过程
13、:为了解决存储器系统的容量、存取速度及单位成本之间的矛盾,在主存和CPU之间设置高速缓冲存储器Cache,在主存和外存之间设置辅存。 把正在执行的指令代码单元附近的一部分指令代码或数据从主存装入Cache中,供CPU在一段时间内使用,在一定容量Cache的条件下,我们可以做到使CPU大部分取指令代码及进行数据读写的操作都只要通过访问Cache,而不是访问主存而实现。 其特点是整个存储器系统的容量及单位成本能够主存相当,而存取速度可以与Cache的读写速度相当,这就很好地解决了存储器系统的上述三个方面性能之间的矛盾。 主存-辅存结构解决了存储器的大容量要求和低成本之间的矛盾,从整体看,其速度接近
14、于主存的速度,其容量则接近于辅存的容量,而每位平均价格也接近于廉价的慢速的辅存平均价格。这种系统不断发展和完善,就逐步形成了现在广泛使用的虚拟存储系统。 任何程序如果想要取得CPU控制权都必须要先被装入内存,也就是说,要运行一个程序,必须先将它装入内存。 向存储单元保存信息的操作称作“写”操作,向存储单元获取信息的操作称作“读”操作,“读”、“写”时一般都以字节为单位。“读”操作不会影响存储单元中的信息,“写”操作将新的信息取代存储单元中原有的信息。1. 内部存储器内部存储器 是计算机系统的内部存储部件,用于存放被运行的程序、程序所使用的原始数据、中间结果和最终结果等各种信息,是计算机系统的存
15、储中心。 内存( Memory )直接和运算器、控制器交换信息。 (1)超高速缓存Cache (2)随机存取存储器(RAM):SRAM、DRAM (3)只读存储器(ROM):掩膜ROM、PROM、EPROM、E2PROM。 2. 外部存储器外部存储器磁存储器:磁存储器: 硬磁盘、软盘。 一般1.44MB软盘的磁道为双面、每面有80个磁道,每个磁道为18个扇区,每个扇区有512个字节,存储容量为: 2面80磁道/面 18扇区/磁道 512字节/扇区= 1.44MB 硬磁盘一般为80-300GB,7200转/分。典型的硬盘接口有:IDE(PC机系统接口)、SCSI(小型计算机系统接口)、ESDI(
16、增强型小型外设接口)、IPI(智能外设接口)。光存储器:光存储器:光盘,650MB。U盘:盘:闪存,64MB、128MB、256MB、512MB、1GB。3. 存储器组织存储器组织8086:16位,两个存储体,奇偶地址分开。80386/486:四个存储体,尾地址00、01、10、11地址分开。4.4.存储器的性能指标存储器的性能指标存储容量:存储容量:是存储器系统的首要性能指标,因为存储容量越大,则系统能够保存的信息量就越多,相应计算机系统的功能就越强;存储器的存取速度:存储器的存取速度:直接决定了整个微机系统的运行速度,因此,存取速度也是存储器系统的重要的性能指标;存储器的成本:存储器的成本
17、:也是存储器系统的重要性能指标。 为了在存储器系统中兼顾以上三个方面的指标,目前在计算机系统中通常采用三级存储器结构,即使用高速缓冲存储器、主存储器和辅助存储器,由这三者构成一个统一的存储系统。从整体看,其速度接近高速缓存的速度,其容量接近辅存的容量,而其成本则接近廉价慢速的辅存平均价格。三、三、 输入输入/ /输出接口电路输出接口电路 输入/输出接口电路也称为I/O(Input /Output)电路,即通常所说的适配器、适配卡或接口卡。它是微型计算机外部设备交换信息的桥梁。主要用于CPU与外设之间的数据格式转换、数据传输、速度匹配、电平匹配等。 只有通过输入/输出接口,外部设备才能从总线接收
展开阅读全文