第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

02二月20231微機(jī)原理課程目標(biāo)微機(jī)原理是學(xué)習(xí)和掌握微機(jī)硬件知識與匯編語言程序設(shè)計(jì)的入門課程：微型計(jì)算機(jī)的基本工作原理匯編語言程序設(shè)計(jì)微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)02二月20232微機(jī)原理課程目標(biāo)1.在總體上建立起微機(jī)系統(tǒng)的整體概念；

2.掌握微型機(jī)硬件系統(tǒng)各部分的構(gòu)成及工作原理；

3.掌握Intel8086基本指令系統(tǒng)；

4.掌握微型機(jī)的輸入輸出技術(shù)及常用接口電路；

5.掌握基本的匯編語言編程方法；

最終目標(biāo)：要求學(xué)生通過課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練后，初步具有微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件、軟件的開發(fā)能力。02二月20233第一章

微型計(jì)算機(jī)概述第二章計(jì)算機(jī)中的數(shù)制與碼制第三章

8086/8088微處理器第四章

8086/8088指令系統(tǒng)第五章匯編語言程序設(shè)計(jì)第六章半導(dǎo)體存儲器第七章輸入輸出接口(包括微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)舉例

)

I/O接口、中斷、定時器/計(jì)數(shù)器并行口8255A、A/D和D/A轉(zhuǎn)換微機(jī)原理教學(xué)內(nèi)容02二月20234教材及主要參考書1.教材:《微機(jī)原理與接口技術(shù)》

馮博琴等主編，清華大學(xué)出版社，2007.08

2.參考書:《微機(jī)原理及接口技術(shù)》

李順增等主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2006.01

3.實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書：

《微機(jī)原理與接口實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》陳夠喜編，200602二月20235課程特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法

1.綜合性強(qiáng)：涉及電子電路、計(jì)算機(jī)原理、程序設(shè)計(jì)等課程內(nèi)容。2.實(shí)踐性強(qiáng)：軟硬件結(jié)合，需重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。3.理解性強(qiáng)：需靈活學(xué)習(xí)、應(yīng)用。不能死記硬背、臨時突擊。4.聯(lián)系實(shí)際：注意平時學(xué)習(xí)，不斷積累知識。02二月20236課程教學(xué)和考核情況1.教學(xué)：54學(xué)時

2.實(shí)驗(yàn)：10學(xué)時

3.學(xué)分：

4學(xué)分

4.考試：平時作業(yè)10%；實(shí)驗(yàn)10%

期末考試80%

任課教師：尹建平

聯(lián)系電話/p>

YJP123@NUC.EDU.CN02二月20237CPU存儲器

譯碼時鐘控制電路并行接口串行接口鍵盤接口顯示器接口DMA打印機(jī)

鼠標(biāo)

顯示器

鍵盤磁盤驅(qū)動器主板02二月20238傳感器A/D轉(zhuǎn)換器CPU存儲器并行接口打印機(jī)鍵盤顯示一個典型的應(yīng)用系統(tǒng)第一章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》10第1章微型機(jī)系統(tǒng)概述主要內(nèi)容：1.1微型計(jì)算機(jī)概述1.2微型計(jì)算機(jī)的組成和結(jié)構(gòu)1.3微型計(jì)算機(jī)的工作原理1.4微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用學(xué)時分配：2學(xué)時第一節(jié)

微型計(jì)算機(jī)概述movax,12hcalldisplayJmp1234h02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》121.1微型計(jì)算機(jī)概述1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個層次1.1.3微型計(jì)算機(jī)的常用術(shù)語和指標(biāo)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》13計(jì)算機(jī)技術(shù)是20世紀(jì)發(fā)展最為迅速、普及程度最高、應(yīng)用最為廣泛的科學(xué)技術(shù)之一。經(jīng)過六十多年的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已滲透到國民經(jīng)濟(jì)和社會生活的各個領(lǐng)域，極大地改變著人們的工作方式和生活方式，并成為推動社會發(fā)展的巨大生產(chǎn)力。1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》14Intel4004和采用4004的計(jì)算器02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》15Apple微型計(jì)算機(jī)Apple-IApple-II02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》16IBMPC系列機(jī)8088CPUIBMPC機(jī)IBMPC/AT機(jī)IBMPC/XT機(jī)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》17英特爾微處理器芯片80386PentiumPentium402二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》18世界上第一臺現(xiàn)代意義的電子計(jì)算機(jī)是1946年美國賓夕法尼亞大學(xué)設(shè)計(jì)制造的“ENIAC”。占地150平方米重量30噸功耗150千瓦

運(yùn)算速度每秒5000次1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》191.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展：電子管計(jì)算機(jī)（1946-1956）晶體管計(jì)算機(jī)（1957-1964）中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1965-1970）超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1971-今）電子計(jì)算機(jī)按其性能分類：大中型計(jì)算機(jī)/巨型計(jì)算機(jī)（MainframeComputer）小型計(jì)算機(jī)（Minicomputer）微型計(jì)算機(jī)（Microcomputer）單片計(jì)算機(jī)（Single-ChipMicrocomputer）微型計(jì)算機(jī)的核心：微處理器(中央處理器CPU)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》20Intel微處理器的發(fā)展簡況代發(fā)表年份字長(bits)型號線寬(m)晶體管數(shù)(萬個)時鐘頻率(MHz)速度(MIPS)一197119724840048008500.20.3<10.05二197488080200.52-40.5三19781982168086/8088802862-32.9134.77-108-20<11-2四198519893280386804861-227.512012-3325-666-1220-40五199332Pentium0.6-0.833060-200100-200六1995199619971999200132P/ProP/MMXPIIPIIIP4P4E5.25-.13.18-.130.095504507508503K-5.5K12.5133-200166-233233-450450-12001300-32003200-4000>300七200464Itanium

0.08CPU:2.5KCache:30K800(20條指令/CLOCK)>300002二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》21微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展是以微處理器的發(fā)展來表征的微處理器的集成度每隔18個月就會翻一番，芯片的性能也隨之提高一倍

------摩爾定律(Moore'sLaw)GordonE.Moore，Intel公司的創(chuàng)始人之一1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》221.第一代微處理器

Intel4004、Intel4040—4位微處理器Intel8008—低檔8位微處理器1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》231971年～1977年是微處理器發(fā)展的早期階段:字長為4位或8位，集成度約為3000～10000晶體管/片，微處理器的主頻為0.1～5MHz。1971年：Intel4004，是世界上第一片單片微處理器：4位微處理器，尋址空間為4096個半字節(jié),指令系統(tǒng)包括45條指令。Intel40041.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》241972年：Intel8008，是世界上第一片8位微處理器。8008采用了10m生產(chǎn)工藝，集成度為3500個晶體管，工作頻率為200KHz。Intel80081.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》252.第二代微處理器

Intel8080、MC6800、6501、6502—8位微處理器Intel8085、Z80、MC6809—高檔8位微處理器指令比較完善，有了中斷與DMA匯編、BASIC，F(xiàn)ORTRAN、PL/M后期配備CP/M操作系統(tǒng)1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》261974年：Intel8080采用了6m生產(chǎn)工藝，集成度為6000個晶體管，主頻為2MHz。1976年：Intel8085——Intel公司生產(chǎn)的最后一種8位通用微處理器，8085的工作頻率提高到5MHz，指令系統(tǒng)的指令數(shù)上升到246條。Intel80851.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》27Intel8086

、Z8000、MC68000—16位

-8086數(shù)據(jù)總線16位、地址總線20位Intel8088—準(zhǔn)16位

-外部數(shù)據(jù)總線8位，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線16位-IBMPC、IBMPC/XT1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展3.第三代微處理器

02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》281978年—Intel8086采用了3m工藝，集成了29,000個晶體管，工作頻率為4.77MHz。它的寄存器和數(shù)據(jù)總線均為16位，地址總線為20位，從而使尋址空間達(dá)1MB。同時，CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有很大的改進(jìn)，采用了流水線結(jié)構(gòu)，并設(shè)置了6字節(jié)的指令預(yù)取隊(duì)列。1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展Intel808602二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》291979年—Intel8088除了它的數(shù)據(jù)總線為8位以外，其余均與8086相同。8088采用8位數(shù)據(jù)總線是為了利用當(dāng)時現(xiàn)有的8位設(shè)備控制芯片。由于8088內(nèi)部支持16位運(yùn)算，而與I/O之間傳輸為8位，故8088稱為準(zhǔn)16位微處理器。1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展Intel808802二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》301981年8月，IBM公司推出以8088為CPU的世界上第一臺16位微型計(jì)算機(jī)IBM5150PersonalComputer，即著名的IMBPC。4.77MHzIntel8088CPU16KB~256KBRAM,40KBROM5.25“floppydrive,PC-DOS1.0(MS-DOS)$3000base

price$6000fullyexpanded1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》31Intel80286、MC68010—高檔16位數(shù)據(jù)總線16位，地址總線24位IBMPC/AT實(shí)地址模式、虛地址保護(hù)模式虛地址模式可尋址16MB物理地址和1GB的虛擬地址空間1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展3.第三代微處理器

02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》3280286（1982年-1984年）采用1.5m工藝，集成了134,000個晶體管，工作頻率為6MHz。80286的數(shù)據(jù)總線仍然為16位，但是地址總線增加到24位，使存儲器尋址空間達(dá)到16MB。80年代中期到90年代初，80286一直是微型計(jì)算機(jī)的主流CPU。在這一時期，還誕生了世界上最早的芯片組（chipsets）。1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》331985年IBM公司推出以80286為CPU的微型計(jì)算機(jī)IBMPC/AT，并制定了一個新的開放系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)，這就是的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)（ISA）。該結(jié)構(gòu)提供了一個16位、高性能的I/O擴(kuò)展總線。1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》34Intel80386—32位微處理器

-數(shù)據(jù)總線32位，地址總線32位

-實(shí)地址模式、虛地址保護(hù)模式、虛擬8086模式

-虛地址模式可尋址4GB(232)物理地址和64TB(246)的虛擬地址空間Intel80486—32位微處理器

-80386+80387+8KB的Cache-部分采用RISC技術(shù)、突發(fā)總線技術(shù)

-使用時鐘倍頻技術(shù)1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展4.第四代微處理器

02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》3580386（1985年-1988年）第一個實(shí)用的32位微處理器，采用了1.5m工藝，集成了275,000個晶體管，工作頻率達(dá)到16MHz。80386的內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)總線和地址總線都是32位的。通過32位的地址總線，80386的可尋址空間達(dá)到4GB。這時由32位微處理器組成的微型計(jì)算機(jī)已經(jīng)達(dá)到超級小型機(jī)的水平。1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》3680486（1989年-1992年）采用1m工藝，集成了120萬個晶體管，工作頻率為25MHz。80486微處理器由三個部件組成：一個80386體系結(jié)構(gòu)的主處理器，一個與80387相兼容的數(shù)學(xué)協(xié)處理器和一個8KB容量的高速緩沖存儲器。80486把80386的內(nèi)部結(jié)構(gòu)做了修改，大約有一半的指令在一個時鐘周期內(nèi)完成，而不是原來的兩個，這樣80486的處理速度一般比80386快2到3倍。1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》37Pentium（奔騰）—32位微處理器

-5級超標(biāo)量結(jié)構(gòu)、分支預(yù)測技術(shù)

-64條數(shù)據(jù)線、32條地址線

-常用指令硬件化，使用微程序設(shè)計(jì)

PentiumMMX（多能奔騰）—32位

-增加了57條MMX指令

-采用了SIMD技術(shù)

1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展5.第五代微處理器

02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》386.第六代微處理器(P6核心結(jié)構(gòu))PentiumPro（高能奔騰）—32位

-64條數(shù)據(jù)線、36條地址線

-實(shí)現(xiàn)了動態(tài)執(zhí)行技術(shù)(亂序執(zhí)行)PentiumII（奔騰2）—32位微處理器

-是PentiumPro+MMX

-雙獨(dú)立總線結(jié)構(gòu)PentiumIII（奔騰3）—32位微處理器

-增加了70條SSE指令

-首次內(nèi)置序列號1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》397.第六代之后的微處理器Itanium(安騰)—64位微處理器

-采用EPIC技術(shù)、RISC技術(shù)和CISC技術(shù)

-具有顯示并行功能

-具有斷定執(zhí)行功能

-具有數(shù)據(jù)預(yù)裝的功能

-采用三級高速緩存

1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》40微處理器(Microprocessor)

微型計(jì)算機(jī)(Microcomputer)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(Microcomputer

System)1.1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個層次02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》41微處理器嚴(yán)格講，微處理器≠CPUCPU由算術(shù)邏輯部件(ALU)和控制部件(CU)兩大主要部分組成，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算功能和控制功能微處理器除算術(shù)邏輯部件和控制部件以外，還包含一組寄存器(Registers)以及高速緩沖存儲器(Cache)等特殊的存儲器。將這些部件集成在一片大規(guī)模集成電路或超大規(guī)模集成電路封裝之中，這個器件被稱為微處理器。1.1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個層次02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》42微型計(jì)算機(jī)以微處理器為核心，配上由大規(guī)模集成電路制作的只讀存儲器（ROM）、讀寫存儲器（RAM）、輸入／輸出接口電路及系統(tǒng)總線等所組成的計(jì)算機(jī)，稱為微型計(jì)算機(jī)。將CPU、存儲器、I/O接口等集成在一片超大規(guī)模集成電路芯片(硅片)上，稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡稱單片機(jī)(使用專用開發(fā)裝置可以對它進(jìn)行在線開發(fā)，如智能儀器儀表等)1.1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個層次02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》43微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以微型計(jì)算機(jī)為中心，配以相應(yīng)的外圍設(shè)備以及控制微型計(jì)算機(jī)工作的軟件，就構(gòu)成了完整的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。微型計(jì)算機(jī)如果不配有軟件，通常稱為裸機(jī)；軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。1.1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個層次02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》44微處理器存儲器I/O接口總線

硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)(主機(jī))外設(shè)運(yùn)算器控制器寄存器鍵盤、鼠標(biāo)顯示器軟驅(qū)、硬盤、光驅(qū)打印機(jī)、掃描儀系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件1.1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個層次02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》45bit（位，比特）1個二進(jìn)制位Byte（字節(jié)）8個二進(jìn)制位KB，MB，GB，TBWord（字）2個或多個字節(jié)在編程時1WORD=2Byte(16bit)1.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》461.位和字節(jié)位（bit）是計(jì)算機(jī)所能表示的最小最基本的數(shù)據(jù)單位，它指的是取值只能為0或1的一個二進(jìn)制數(shù)值位。位作為單位時記作b字節(jié)（byte）由8個位二進(jìn)制位組成，通常用作計(jì)算存儲容量的單位。字節(jié)作為單位時記作B1.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》47bit（位，比特）1個二進(jìn)制位1Kb=1024bit=210bit1Mb=10241024bit=220bit1Gb=230bit=1024Mb1Tb=240bit=1024Gb1.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)如某動態(tài)RAM芯片的容量為256Mb02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》48Byte（字節(jié)）8個二進(jìn)制位KB，MB，GB，TBB是byte的縮寫，1Byte=8bitK是kelo的縮寫，1KB=1024B=210BM是mega的縮寫，1MB=1024KB=210KB=220BG是giga的縮寫，1GB=1024MB=210MB=230BT是tera的縮寫，1TB=1024GB=210GB=240B1.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)如計(jì)算機(jī)的內(nèi)存為256MB，硬盤的容量為60GB02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》492.字長(Word)字長是微處理器一次可以直接處理的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，它通常取決于微處理器內(nèi)部通用寄存器的位數(shù)和數(shù)據(jù)總線的寬度。微處理器的字長有4位、8位、16位和32位等等。8088稱為準(zhǔn)16位微處理器，而80386SX稱為準(zhǔn)32位微處理器。1.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》501.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)4位8位16位32位半字節(jié)字節(jié)字雙字03034707078F8F1017181F02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》513.主頻主頻也叫做時鐘頻率，用來表示微處理器的運(yùn)行速度，主頻越高表明微處理器運(yùn)行越快，主頻的單位是MHz。早期微處理器的主頻與外部總線的頻率相同，從80486DX2開始，主頻=外部總線頻率倍頻系數(shù)1.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》524.微處理器的生產(chǎn)工藝指在硅材料上生產(chǎn)微處理器時內(nèi)部各元器件間連接線的寬度，一般以m為單位，數(shù)值越小，生產(chǎn)工藝越先進(jìn)，微處理器的功耗和發(fā)熱量越小。目前主流微處理器的生產(chǎn)工藝已經(jīng)達(dá)到0.13m1.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》535.微處理器的集成度指微處理器芯片上集成的晶體管的密度。最早Intel4004的集成度為2250個晶體管，PentiumIII的集成度已經(jīng)達(dá)到950萬個晶體管以上，集成度提高了3000多倍。1.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》546.MIPSMIPS是MillionsofInstructionPerSecond的縮寫，用來表示微處理器的性能，意思是每秒鐘能執(zhí)行多少百萬條指令。由于執(zhí)行不同類型的指令所需時間長度不同，所以MIPS通常是根據(jù)不同指令出現(xiàn)的頻度乘上不同的系數(shù)求得的統(tǒng)計(jì)平均值。1.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》556.MIPS主頻為25MHz的80486其性能大約是20MIPS，主頻為400MHz的PentiumII的性能為832MIPS1.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》567.iCOMP指數(shù)iCOMP=IntelComparativeMicroprocessorPerformanceiCOMP指數(shù)是一種簡單的數(shù)字化指數(shù)，用以對IntelCPU的相對性能做出直觀的比較。iCOMP指數(shù)的計(jì)算方法是根據(jù)9個實(shí)際應(yīng)用測試的得分并融以權(quán)重，以486SX-25為基準(zhǔn)(即486SX-25的iCOMP指數(shù)為100)所計(jì)算出的數(shù)值。1.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》577.iCOMP指數(shù)iCOMP指數(shù)包含的測試有整數(shù)數(shù)學(xué)計(jì)算、浮點(diǎn)數(shù)學(xué)計(jì)算、圖形處理以及視頻處理等，這些指標(biāo)的重要性與它們在應(yīng)用軟件中出現(xiàn)的頻度有關(guān)，所以iCOMP指數(shù)說明了微處理器在微型計(jì)算機(jī)中應(yīng)用的綜合性能。iCOMPIndex2.0以Pentium120為基準(zhǔn)(指數(shù)100)iCOMPIndex3.0以PentiumII350為基準(zhǔn)(指數(shù)1000)1.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》58iCOMP指數(shù)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》598.通信速率單位

波特率（baudrate）

在串行通信時數(shù)據(jù)信號狀態(tài)每秒鐘變化的次數(shù)101100000001.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》60

位速率或比特率（bitpersecond，b/s）

在串行通信時每秒鐘傳送的數(shù)據(jù)的位數(shù)10110000000

每秒字符（characterpersecond，cps）

在并行或串行通信時每秒鐘傳送數(shù)據(jù)字符的個數(shù)1.1.3微型計(jì)算機(jī)常用術(shù)語和指標(biāo)8.通信速率單位第二節(jié)

微機(jī)的組成和結(jié)構(gòu)movax,12hcalldisplayJmp1234h02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》621.2微型計(jì)算機(jī)的組成和結(jié)構(gòu)1.2.1微型計(jì)算機(jī)的組成1.2.2微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》63微處理器存儲器I/O接口總線

硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)(主機(jī))外設(shè)運(yùn)算器控制器寄存器鍵盤、鼠標(biāo)顯示器軟驅(qū)、硬盤、光驅(qū)打印機(jī)、掃描儀系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件1.2.1微型計(jì)算機(jī)的組成02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》641.2.1微型計(jì)算機(jī)的組成02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》65存儲器I/O接口輸入設(shè)備I/O接口地址總線AB輸出設(shè)備CPU數(shù)據(jù)總線DB控制總線CBI/O接口AB:AddressBus，DB:DataBus，CB:ControlBus1.2.2微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》661.微機(jī)計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)微處理器（CPU）

系統(tǒng)的核心存儲器

記憶設(shè)備，內(nèi)存/外存I/O接口

與外設(shè)進(jìn)行信息交換的“橋梁”總線

信息的傳輸設(shè)備（CPU總線、系統(tǒng)總線）02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》67微機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖CPU北橋南橋RAMCacheAGPCRTBIOSKBD，Mouse串行/并行接口HDD/CDROM(IDE)FDDUSBPCIISA前端總線/CPU總線接口卡外設(shè)總線擴(kuò)展槽02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》68微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和指揮控制中心。典型構(gòu)成：運(yùn)算器(ALU)、控制器(CU)、Registers(寄存器組)CPU指標(biāo)：字長和主頻CPU字長（位數(shù)）：有4位、8位、16位、32位、64位等，是指一次能處理的數(shù)據(jù)的位數(shù)。CPU主頻：(時鐘頻率)表示微處理器的運(yùn)行速度，主頻越高表明微處理器運(yùn)行越快，單位MHz1)微處理器(CPU)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》69主機(jī)系統(tǒng)中的存儲器又稱內(nèi)存或主存，是微型計(jì)算機(jī)的存儲和記憶部件；微型機(jī)的內(nèi)存均由半導(dǎo)體材料制成，故也稱半導(dǎo)體存儲器。用途：存放當(dāng)前執(zhí)行的程序和要操作的數(shù)據(jù)信息內(nèi)存：ROM、RAM特點(diǎn)：隨機(jī)存取，速度快，容量小外存：磁盤、光盤、半導(dǎo)體盤、…特點(diǎn)：順序存取/塊存取，速度慢，容量大2)存儲器02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》70存儲空間的分配圖擴(kuò)展RAM≈15MB基本ROM64KB擴(kuò)展ROM128KB顯示RAM128KB系統(tǒng)RAM640KB000000H0A0000H0C0000H0E0000H100000HFFFFFFH常規(guī)內(nèi)存1MB擴(kuò)展內(nèi)存15MB存儲器存儲空間的分配常規(guī)內(nèi)存：1MB基本RAM區(qū)：640KB保留RAM區(qū)：128KB擴(kuò)展ROM區(qū)：128KB基本ROM區(qū)：128KB擴(kuò)展內(nèi)存：用作RAM區(qū)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》71有關(guān)內(nèi)存儲器的幾個概念內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容內(nèi)存容量內(nèi)存操作內(nèi)存分類02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》72內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容內(nèi)存包含有很多存儲單元，每個單元存放8bit。為區(qū)分不同的內(nèi)存單元，計(jì)算機(jī)對每個單元進(jìn)行編號。內(nèi)存單元的編號就稱為內(nèi)存單元的地址。1011011038F04H內(nèi)存單元地址內(nèi)存單元內(nèi)容......76543210學(xué)號學(xué)生房號房客02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》73內(nèi)存容量內(nèi)存單元的個數(shù)，以字節(jié)為單位。注意：內(nèi)存空間與內(nèi)存容量的區(qū)別內(nèi)存容量：某微機(jī)配置2條128MB的SDRAM內(nèi)存條，其內(nèi)存容量為256MB。

內(nèi)存空間：又稱為存儲空間、尋址范圍，是指微機(jī)的尋址能力，與CPU的地址總線寬度有關(guān)。

02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》74內(nèi)存操作讀：將內(nèi)存單元的內(nèi)容取入CPU，單元中原內(nèi)容不改變；寫：CPU將信息放入內(nèi)存單元，單元中原內(nèi)容被覆蓋；02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》75內(nèi)存的分類隨機(jī)存取存儲器（RAM）可讀可寫易失性，掉電后數(shù)據(jù)丟失，用來臨時存放程序和數(shù)據(jù)只讀存儲器（ROM）工作時只能讀非易失性，永久或半永久性存放信息02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》76是CPU與外部設(shè)備間的橋梁。CPUI/O接口外設(shè)3)I/O接口02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》77CPU插座芯片組內(nèi)存插槽高速緩存（Cache）CMOS－存放硬件系統(tǒng)參數(shù)系統(tǒng)BIOSPOST,SysInit,Setup,系統(tǒng)服務(wù)總線擴(kuò)展槽串/并行接口┇主板結(jié)構(gòu)3)I/O接口02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》78

系統(tǒng)板

000－01F020－03F040－05F060－07F080－09F0A0－0BF0C0－0DF0E0－0FFDMA控制器1中斷控制器1定時計(jì)數(shù)器并行接口電路DMA頁面寄存器中斷控制器2DMA控制器2協(xié)處理器

I/O

通

道1F0－1F8200－207278－27F2F8－2FF378－37F380－38F3A0－3AF3B0－3BF3D0－3DF3F0－3F73F8－3FF硬盤適配器游戲接口并行打印機(jī)接口LPT2串行通信接口COM2并行打印機(jī)接口LPT1SDLC通信接口BSC通信接口單色顯示/打印機(jī)適配器彩色圖形適配器CGA軟盤適配器串行通信接口COM180x86訪問外設(shè)時，只使用低16位A0～A15，尋址64K個8位I/O端口PC機(jī)僅使用低10位A0～A9，尋址1024個8位I/O端口I/O接口空間的分配02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》79接口的作用提供驅(qū)動外設(shè)的電壓或電流；匹配計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的信號電平、速度、信號類型、數(shù)據(jù)格式等；緩存發(fā)給外設(shè)的數(shù)據(jù)、控制命令和外設(shè)提供的運(yùn)行狀態(tài)信息；DMA控制和中斷控制。02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》80連接多個功能部件的一組公共信號線地址總線AB：用來傳送CPU輸出的地址信號，確定被訪問的存儲單元、I/O端口。地址線的根數(shù)決定了CPU的尋址范圍。

CPU的尋址范圍=2n，

n-地址線根數(shù)數(shù)據(jù)總線DB：在CPU與存儲器、I/O接口之間數(shù)據(jù)傳送的公共通路。數(shù)據(jù)總線的條數(shù)決定CPU一次最多可以傳送的數(shù)據(jù)寬度?？刂瓶偩€CB：用來傳送各種控制信號4)總線BUS02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》81系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用軟件存儲器管理進(jìn)程管理設(shè)備管理文件管理用戶界面GUI網(wǎng)絡(luò)軟件編譯系統(tǒng)系統(tǒng)維護(hù)程序工具軟件系統(tǒng)增強(qiáng)軟件辦公數(shù)據(jù)庫圖形圖像游戲娛樂。。。2.微機(jī)計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》82軟件：為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或?yàn)閷?shí)現(xiàn)某一功能而編寫的各種程序的總和及其相關(guān)資料。2.微機(jī)計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)匯編語言源程序匯編目標(biāo)程序匯編程序02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》83操作系統(tǒng)

MS-DOS匯編程序

MASM和LINK文本編輯程序

EDIT.COM調(diào)試程序

DEBUG.EXE為什么采用匯編語言？2.微機(jī)計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》84平板電腦和智能手機(jī)1.安卓(Android)操作系統(tǒng)

Android是一種以Linux為基礎(chǔ)的開放源碼操作系統(tǒng)，主要使用于便攜設(shè)備。市場占有率為58%。

Android操作系統(tǒng)最初由AndyRubin開發(fā)，最初主要支持手機(jī)。2005年由Google公司收購注資，并組建開放手機(jī)聯(lián)盟開發(fā)改良，逐漸擴(kuò)展到平板電腦及其他領(lǐng)域上。2007年推出android1.0。2011--4.0該平臺由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件組成，號稱是首個為移動終端打造的真正開放和完整的移動軟件。02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》852.微機(jī)計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)2.蘋果iOS操作系統(tǒng)

蘋果iOS是由蘋果公司開發(fā)的手持設(shè)備操作系統(tǒng)。蘋果公司最早于2007年1月9日的Macworld大會上公布這個系統(tǒng)，最初是設(shè)計(jì)給iPhone使用的，后來陸續(xù)套用到iPodtouch、iPad以及AppleTV等蘋果產(chǎn)品上。iOS與蘋果的MacOSX操作系統(tǒng)一樣，它也是以Darwin為基礎(chǔ)的，因此同樣屬于類Unix的商業(yè)操作系統(tǒng)。市場占有率為30%。iOS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分四個層次：核心操作系統(tǒng)，服務(wù)層，媒體層，Cocoa觸摸框架層。最新版的iOS系統(tǒng)（iOS5）中，系統(tǒng)操作占用約774.4MB的內(nèi)存空間。02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》862.微機(jī)計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)3.

Symbian系統(tǒng)Symbian系統(tǒng)是塞班公司為手機(jī)而設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)。2008年12月2日，塞班公司被諾基亞收購。2011年，諾基亞稱Symbian只對企業(yè)開源，塞班開源變成只是種口號。由于對新興技術(shù)支持欠佳，塞班占智能手機(jī)的市場份額日益萎縮。2011年6月22日，諾基亞將塞班項(xiàng)目承包給埃森哲，埃森哲將提供對塞班系統(tǒng)支持服務(wù)到2016年。2011年12月21日，諾基亞官方宣布放棄塞班（Symbian）系統(tǒng)品牌，下一版本操作系統(tǒng)將更名為諾基亞Belle。市場占有率23%。02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》872.微機(jī)計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)4.

WindowsMobile系統(tǒng)WindowsMobile是微軟針對移動產(chǎn)品而開發(fā)的手機(jī)操作系統(tǒng)，而在WindowsMobile6.5的發(fā)布同時，微軟宣布以后的WindowsMobile產(chǎn)品將改名為WindowsPhone，以改變現(xiàn)在落后的形象。WindowsMobile捆綁了一系列針對移動設(shè)備而開發(fā)的應(yīng)用軟件，該操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初衷是盡量接近于桌面版本的Windows。新繼任者WindowsPhone7出現(xiàn)后，WindowsMobile系列正式退出手機(jī)系統(tǒng)市場。2011年9月27日，發(fā)布WindowsPhone系列的重大更新：WindowsPhone7.5（芒果）。第三節(jié)

微機(jī)的工作原理movax,12hcalldisplayJmp1234h02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》891.3微型計(jì)算機(jī)的工作原理主要內(nèi)容：1.3.1馮諾依曼存儲程序工作原理1.3.2微型計(jì)算機(jī)的工作過程02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》90以運(yùn)算器為核心、以存儲程序原理為基礎(chǔ)運(yùn)算器輸出設(shè)備控制器輸入設(shè)備存儲器指令驅(qū)動指令流控制命令數(shù)據(jù)流1.3.1馮諾依曼存儲程序工作原理02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》91存儲程序計(jì)算機(jī)稱為馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)和程序均以二進(jìn)制代碼的形式不加區(qū)別地存放在存儲器中，存放位置由地址指定，地址碼也是二進(jìn)制形式；程序由多條有邏輯關(guān)系的指令組成；指令的長度不等（一般為1～4字節(jié)）。1.3.1馮諾依曼存儲程序工作原理02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》92程序預(yù)先存放在計(jì)算機(jī)的存儲器中，計(jì)算機(jī)按程序的流程自動地連續(xù)取出指令并執(zhí)行之。為實(shí)現(xiàn)自動連續(xù)地執(zhí)行程序，控制器設(shè)置一程序計(jì)數(shù)器PC，它可根據(jù)指令的長度自動增量（總是指向下一條指令）。只要給出程序中第一條指令的地址，控制器就可依據(jù)存儲程序中的指令順序周而復(fù)始地取指令、譯碼、執(zhí)行，直到完成全部指令操作為止，即控制器通過指令流的串行驅(qū)動實(shí)現(xiàn)程序控制。1.3.1馮諾依曼存儲程序工作原理02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》93程序指令1指令2指令3指令4指令n……取指令指令譯碼取操作數(shù)執(zhí)行指令存結(jié)果指令周期操作碼操作數(shù)執(zhí)行1.3.2微型計(jì)算機(jī)的工作過程02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》94微型計(jì)算機(jī)的工作過程就是執(zhí)行程序的過程，而程序由指令序列組成，因此，執(zhí)行程序的過程，就是執(zhí)行指令序列的過程，即逐條地從存儲器中取出指令并完成指令所指定的操作。由于執(zhí)行每一條指令，都包括取指、譯碼和執(zhí)行三個基本步驟，所以，微型計(jì)算機(jī)的工作過程，也就是不斷地取指令、譯碼和執(zhí)行的過程，直到遇到停機(jī)指令時才結(jié)束機(jī)器的運(yùn)行。1.3.2微型計(jì)算機(jī)的工作過程02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》95取指令；PC增量，指向下條指令停機(jī)?譯碼并執(zhí)行結(jié)束YN1.3.2微型計(jì)算機(jī)的工作過程執(zhí)行指令的三個基本步驟：

取指、譯碼和執(zhí)行02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》96指令執(zhí)行過程取指令指令譯碼取操作數(shù)執(zhí)行指令存結(jié)果問題：1.CPU如何知道從哪里取出程序的第一條指令？——操作系統(tǒng)2.CPU如何按程序控制流執(zhí)行指令？——程序計(jì)數(shù)器3.CPU如何知道從哪里取操作數(shù)？——地址、尋址方式02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》97例：計(jì)算5+8匯編語言程序?qū)?yīng)的機(jī)器指令對應(yīng)的操作-------------------------------------------------------MOVAL,5 10110000；將立即數(shù)1傳送到累加寄存器AL中

00000101； ADDAL,8 00000100；計(jì)算兩個數(shù)的和，結(jié)果存放到AL中

00001000； HLT

11110100；停機(jī)02二月2023中北大學(xué)《微機(jī)原理及接口技術(shù)》98指令執(zhí)