編1632位微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用課件第3章

匯報(bào)人：編1632位微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用(李繼燦主編)課件第3章NEWPRODUCTCONTENTS目錄01計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述02指令系統(tǒng)03匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)04存儲(chǔ)器系統(tǒng)05輸入輸出系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述PART01計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成硬件系統(tǒng)：包括處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)設(shè)備、輸入輸出設(shè)備等軟件系統(tǒng)：包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、中間件等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：包括局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)等計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)處理器：負(fù)責(zé)執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)內(nèi)存：用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備：用于長(zhǎng)期存儲(chǔ)數(shù)據(jù)輸入設(shè)備：用于接收用戶輸入輸出設(shè)備：用于顯示處理結(jié)果總線：用于連接各個(gè)硬件設(shè)備計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)：管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，提供用戶接口應(yīng)用軟件：完成特定任務(wù)，如辦公軟件、游戲等編程語(yǔ)言：用于編寫軟件的工具，如C、C++、Java等開(kāi)發(fā)工具：輔助軟件開(kāi)發(fā)的工具，如IDE、編譯器、調(diào)試器等指令系統(tǒng)PART02指令系統(tǒng)的基本概念指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件和軟件之間的接口指令系統(tǒng)定義了計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行的所有操作指令系統(tǒng)包括指令格式、指令集和指令編碼指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的重要組成部分，直接影響計(jì)算機(jī)的性能和效率指令格式指令長(zhǎng)度：16位單擊此處添加標(biāo)題操作碼：4位單擊此處添加標(biāo)題指令類型：數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、控制轉(zhuǎn)移等單擊此處添加標(biāo)題指令執(zhí)行：根據(jù)操作碼和地址碼執(zhí)行相應(yīng)的操作單擊此處添加標(biāo)題地址碼：12位單擊此處添加標(biāo)題指令格式示例：MOVA,#1000H，其中MOV為操作碼，A為地址碼，#1000H為操作數(shù)。單擊此處添加標(biāo)題尋址方式堆棧尋址：操作數(shù)在堆棧中給出變址尋址：操作數(shù)在存儲(chǔ)器中相對(duì)于變址寄存器給出間接尋址：操作數(shù)在存儲(chǔ)器中通過(guò)地址間接給出相對(duì)尋址：操作數(shù)在存儲(chǔ)器中相對(duì)于指令地址給出立即尋址：操作數(shù)在指令中直接給出直接尋址：操作數(shù)在存儲(chǔ)器中直接給出指令集結(jié)構(gòu)指令執(zhí)行：通過(guò)CPU的指令譯碼器將指令轉(zhuǎn)換為具體的操作步驟，然后由CPU的運(yùn)算器、控制器等部件執(zhí)行。指令分類：根據(jù)指令的功能和用途，可以分為數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)邏輯指令、控制指令等操作碼：表示指令的功能和類型操作數(shù)：表示指令的操作對(duì)象和操作結(jié)果指令集：一組用于控制計(jì)算機(jī)硬件操作的指令指令格式：由操作碼和操作數(shù)兩部分組成匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)PART03匯編語(yǔ)言的基本概念匯編語(yǔ)言是一種低級(jí)語(yǔ)言，用于編寫計(jì)算機(jī)程序匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)是直接操作硬件，效率高匯編語(yǔ)言的基本元素包括指令、寄存器、內(nèi)存地址等匯編語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)包括編寫、編譯、鏈接、調(diào)試等步驟匯編語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題匯編語(yǔ)言程序由多個(gè)段組成，每個(gè)段都有特定的功能段包括數(shù)據(jù)段、代碼段、堆棧段等數(shù)據(jù)段用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，代碼段用于存儲(chǔ)指令，堆棧段用于存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)匯編語(yǔ)言程序通常由一個(gè)或多個(gè)子程序組成，每個(gè)子程序都有特定的功能子程序包括主程序、子程序、中斷服務(wù)程序等主程序是程序的入口點(diǎn)，子程序是完成特定功能的程序，中斷服務(wù)程序是處理中斷事件的程序匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法鏈接程序：將編譯后的機(jī)器語(yǔ)言程序與系統(tǒng)庫(kù)鏈接，生成可執(zhí)行文件編寫程序：根據(jù)需求編寫匯編語(yǔ)言程序編譯程序：將匯編語(yǔ)言程序編譯成機(jī)器語(yǔ)言程序運(yùn)行程序：在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行可執(zhí)行文件，驗(yàn)證程序功能存儲(chǔ)器系統(tǒng)PART04存儲(chǔ)器系統(tǒng)的基本概念存儲(chǔ)器系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的重要組成部分，用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器系統(tǒng)包括主存儲(chǔ)器（如RAM、ROM等）和輔助存儲(chǔ)器（如硬盤、光盤等）主存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)當(dāng)前正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)，輔助存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)的性能指標(biāo)包括存儲(chǔ)容量、存取速度和可靠性等主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。主存儲(chǔ)器通常由RAM（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）和ROM（只讀存儲(chǔ)器）組成。RAM用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，可以隨機(jī)訪問(wèn)，速度快，但斷電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失。ROM用于存儲(chǔ)系統(tǒng)程序和BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)），只能讀取，不能寫入，斷電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。高速緩沖存儲(chǔ)器作用：提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能特點(diǎn)：速度快、容量小、價(jià)格高應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，如CPU、GPU等原理：將頻繁訪問(wèn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在高速緩沖存儲(chǔ)器中，減少對(duì)主存儲(chǔ)器的訪問(wèn)次數(shù)虛擬存儲(chǔ)器概念：將主存和輔存結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)容量更大的虛擬存儲(chǔ)器優(yōu)點(diǎn)：提高了主存的利用率，降低了成本應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等軟件系統(tǒng)中工作原理：通過(guò)地址映射和替換算法，將主存和輔存的數(shù)據(jù)交換輸入輸出系統(tǒng)PART05輸入輸出系統(tǒng)的基本概念輸入輸出系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的重要組成部分，負(fù)責(zé)處理計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。輸入設(shè)備將外部信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別和處理的信號(hào)，如鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀等。輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)處理后的信息轉(zhuǎn)換為人類可以識(shí)別的形式，如顯示器、打印機(jī)等。輸入輸出系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分，硬件負(fù)責(zé)物理連接和數(shù)據(jù)傳輸，軟件負(fù)責(zé)控制和管理輸入輸出設(shè)備。輸入輸出接口輸入輸出接口的作用：連接計(jì)算機(jī)內(nèi)部和外部設(shè)備輸入輸出接口的類型：串行接口、并行接口、USB接口等輸入輸出接口的工作原理：通過(guò)硬件和軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸輸入輸出接口的應(yīng)用：鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等設(shè)備總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各個(gè)部件之間的信息傳輸通道總線類型：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線總線功能：傳輸數(shù)據(jù)、控制信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)等總線協(xié)議：規(guī)定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷?、時(shí)序、錯(cuò)誤處理等規(guī)則總線性能：影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性總線設(shè)計(jì)：需要考慮到系統(tǒng)的擴(kuò)展性、兼容性、可靠性等因素?cái)?shù)據(jù)傳