《微機原理講》課件

《微機原理講》ppt課件Contents目錄微機原理概述微機硬件組成微機指令系統(tǒng)匯編語言程序設(shè)計微機中斷技術(shù)微機存儲管理技術(shù)微機原理概述01微機是一種體積小、功耗低、價格便宜、可靠性高的計算機系統(tǒng)，具有高速運算、自動化控制和數(shù)據(jù)處理能力?？偨Y(jié)詞微機通常指微型計算機，是一種體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊的計算機系統(tǒng)。它采用大規(guī)模集成電路技術(shù)，將計算機的各個部分集成在一個芯片上，具有高可靠性、低功耗、低成本等優(yōu)點。微機廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能儀表、通信設(shè)備等領(lǐng)域。詳細(xì)描述微機的定義與特點VS微機的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段，分別是無集成電路階段、小規(guī)模集成電路階段、中規(guī)模集成電路階段、大規(guī)模集成電路階段。詳細(xì)描述無集成電路階段是微機的雛形，采用晶體管作為主要元件，體積較大，功耗高。小規(guī)模集成電路階段是微機的發(fā)展初期，采用小規(guī)模集成電路（SSI）技術(shù)，實現(xiàn)了計算機的初步集成化。中規(guī)模集成電路階段是微機的發(fā)展中期，采用中規(guī)模集成電路（MSI）技術(shù)，進一步提高了計算機的集成度和可靠性。大規(guī)模集成電路階段是微機的發(fā)展成熟期，采用大規(guī)模集成電路（LSI）技術(shù)，實現(xiàn)了計算機的高度集成化，并廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域?？偨Y(jié)詞微機的發(fā)展歷程微機在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用總結(jié)詞：微機在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用非常廣泛，包括工業(yè)控制、智能儀表、通信設(shè)備、辦公自動化、家用電器等領(lǐng)域。詳細(xì)描述：工業(yè)控制領(lǐng)域是微機應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一，通過微機控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)線的控制和監(jiān)測，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。智能儀表領(lǐng)域也是微機的應(yīng)用重點，微機可以實現(xiàn)對各種儀表的自動控制和數(shù)據(jù)采集，提高儀表的智能化水平。通信設(shè)備領(lǐng)域是微機的另一個應(yīng)用方向，微機可以實現(xiàn)對通信設(shè)備的控制和數(shù)據(jù)處理，提高通信設(shè)備的性能和可靠性。辦公自動化領(lǐng)域也是微機的應(yīng)用領(lǐng)域之一，通過微機可以實現(xiàn)文檔處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等辦公自動化功能，提高工作效率。家用電器領(lǐng)域也是微機的應(yīng)用領(lǐng)域之一，通過微機可以實現(xiàn)家用電器的智能化控制和遠(yuǎn)程控制等功能，提高家庭生活的便利性和舒適性。微機硬件組成02中央處理器（CPU）是微機的核心部件，負(fù)責(zé)執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)。CPU的性能指標(biāo)包括時鐘頻率、指令集、核心數(shù)等。中央處理器CPU由運算器和控制器組成，運算器負(fù)責(zé)進行算術(shù)和邏輯運算，控制器負(fù)責(zé)控制指令的執(zhí)行順序。多核處理器允許多個線程同時執(zhí)行，提高了處理器的并行處理能力。存儲器是微機中用于存儲數(shù)據(jù)和程序的部件。內(nèi)存儲器的讀寫速度較快，但存儲容量較小，外存儲器的存儲容量較大，但讀寫速度較慢。存儲器的容量和速度是衡量微機性能的重要指標(biāo)。存儲器分為內(nèi)存儲器和外存儲器，內(nèi)存儲器包括RAM和ROM，外存儲器包括硬盤、U盤、光盤等。存儲器輸入輸出設(shè)備是微機中用于輸入和輸出數(shù)據(jù)的部件。高性能的輸入輸出設(shè)備可以提高微機的使用體驗和工作效率。常見的輸入設(shè)備包括鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏、掃描儀等，常見的輸出設(shè)備包括顯示器、打印機、音響等。輸入輸出設(shè)備的性能指標(biāo)包括分辨率、傳輸速率、響應(yīng)時間等。輸入輸出設(shè)備總線是微機中各部件之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ??？偩€分為地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線，地址總線用于傳輸?shù)刂沸畔ⅲ瑪?shù)據(jù)總線用于傳輸數(shù)據(jù)信息，控制總線用于傳輸控制信號?？偩€的帶寬和傳輸速率是衡量微機性能的重要指標(biāo)，高帶寬和高速率的總線可以提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。總線微機指令系統(tǒng)03操作碼表示指令的操作類型，如加、減、乘、除等。修飾符用于指定操作數(shù)的大小、尋址方式等。地址碼表示操作數(shù)的地址，可以是寄存器、內(nèi)存單元或立即數(shù)。指令的格式立即尋址操作數(shù)在指令中直接給出，如MOVAX,1000H。寄存器尋址操作數(shù)在寄存器中，如MOVAX,BX。內(nèi)存尋址操作數(shù)在內(nèi)存單元中，如MOVAX,[BX]?；芳幼冎芳游灰茖ぶ凡僮鲾?shù)是基址寄存器、變址寄存器和位移量的和，如MOVAX,[BX+SI+10H]。指令的尋址方式用于在寄存器、內(nèi)存和輸入輸出設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)，如MOV、XCHG等。數(shù)據(jù)傳送指令用于測試寄存器或內(nèi)存單元的值，根據(jù)結(jié)果執(zhí)行不同的操作，如CMP、TEST等。條件測試指令用于執(zhí)行算術(shù)運算，如ADD、SUB、MUL、DIV等。算術(shù)運算指令用于執(zhí)行邏輯運算，如AND、OR、XOR等。邏輯運算指令用于改變程序的執(zhí)行流程，如JMP、CALL、RET等。控制轉(zhuǎn)移指令0201030405指令系統(tǒng)匯編語言程序設(shè)計04指令格式指令的格式包括操作碼和操作數(shù)，操作碼指明指令的操作類型，操作數(shù)指明操作數(shù)或操作數(shù)的地址。尋址方式尋址方式指明操作數(shù)的尋址方式，包括直接尋址、間接尋址、寄存器尋址等。指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)包括各種基本指令和功能指令，用于實現(xiàn)各種算術(shù)運算、邏輯運算、控制轉(zhuǎn)移等操作。匯編語言的語法規(guī)則匯編源程序匯編源程序是由匯編語言編寫的程序，包括程序頭、程序體和程序尾三部分。目標(biāo)程序目標(biāo)程序是匯編源程序經(jīng)過匯編器匯編后生成的可執(zhí)行文件，包括機器碼、符號表和調(diào)試信息等?？蓤?zhí)行文件可執(zhí)行文件是目標(biāo)程序經(jīng)過鏈接器鏈接后生成的文件，可以直接在計算機上運行。匯編語言的程序結(jié)構(gòu)算法分析在編寫匯編語言程序之前，需要對算法進行分析，確定程序的邏輯結(jié)構(gòu)和計算步驟。偽代碼偽代碼是一種類似于程序的描述性語言，用于描述程序的邏輯結(jié)構(gòu)和執(zhí)行流程，可以幫助程序員更好地編寫程序。流程圖流程圖是一種用于描述算法的工具，可以幫助程序員更好地理解算法的邏輯結(jié)構(gòu)和執(zhí)行流程。調(diào)試在編寫完匯編語言程序后，需要進行調(diào)試，檢查程序的語法錯誤和邏輯錯誤，確保程序的正確性和可靠性。匯編語言的程序設(shè)計方法微機中斷技術(shù)05中斷的基本概念中斷的定義中斷是微處理器在執(zhí)行程序過程中，遇到突發(fā)異常事件或外部請求時，暫時停止當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)而去處理這些事件或請求，處理完畢后再回到原來被中斷的地方繼續(xù)執(zhí)行。中斷的作用中斷是實現(xiàn)多任務(wù)并發(fā)處理的重要機制，它可以提高微處理器的利用率和實時響應(yīng)能力。中斷返回中斷處理程序執(zhí)行完畢后，微處理器恢復(fù)現(xiàn)場，繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。中斷處理中斷處理程序?qū)χ袛嗍录M行處理，完成相應(yīng)的操作。中斷響應(yīng)微處理器暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，保存現(xiàn)場，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷處理程序。中斷請求當(dāng)某個事件發(fā)生時，相應(yīng)的中斷源向微處理器發(fā)出中斷請求。中斷允許微處理器根據(jù)當(dāng)前的狀態(tài)判斷是否允許該中斷，如果允許則開始處理該中斷。中斷的處理過程根據(jù)不同的事件和請求，中斷源被賦予不同的優(yōu)先級，優(yōu)先級高的中斷可以打斷優(yōu)先級低的中斷。在中斷處理過程中，如果又發(fā)生了另一個更高優(yōu)先級的中斷，則高優(yōu)先級的中斷會打斷當(dāng)前正在處理的中斷，轉(zhuǎn)而去處理更高優(yōu)先級的中斷。中斷優(yōu)先級和中斷嵌套中斷嵌套中斷優(yōu)先級微機存儲管理技術(shù)06實模式下內(nèi)存管理實模式下內(nèi)存管理是指計算機在實模式下工作時，對內(nèi)存的分配和管理方式。在實模式下，內(nèi)存地址由段寄存器和偏移量共同確定，每個段的大小固定且受限于內(nèi)存容量。實模式下內(nèi)存管理的主要任務(wù)是合理地分配和回收內(nèi)存資源，確保程序能夠正確地訪問內(nèi)存地址，并防止內(nèi)存訪問沖突和越界等問題。保護模式下內(nèi)存管理是指計算機在保護模式下工作時，對內(nèi)存的分配和管理方式。在保護模式下，內(nèi)存地址由段寄存器和偏移量共同確定，但每個段的大小可以動態(tài)調(diào)整，不受限于內(nèi)存容量。保護模式下內(nèi)存管理的主要任務(wù)是提供內(nèi)存保護機制，確保每個程序只能訪問自己的內(nèi)存空間，防止不同程序之間的相互干擾和破壞。保護模式下內(nèi)存管理虛擬內(nèi)存管理是指計算機在虛擬內(nèi)存工作模式