東北大學微機原理6課件

東北大學微機原理6課件2023REPORTING微機原理概述微機系統(tǒng)的組成指令系統(tǒng)與匯編語言匯編語言程序設計微機接口技術(shù)微機系統(tǒng)的發(fā)展趨勢與展望目錄CATALOGUE2023PART01微機原理概述2023REPORTING微機原理是一門研究微型計算機系統(tǒng)設計的學科，主要涉及計算機的基本組成和工作原理。它涵蓋了計算機體系結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、中央處理器、存儲器、輸入輸出設備等各個方面的知識。通過學習微機原理，可以深入了解計算機的工作原理，為后續(xù)的計算機專業(yè)課程打下基礎。微機原理的定義微機原理的發(fā)展始于20世紀50年代，隨著集成電路的出現(xiàn)和計算機技術(shù)的不斷進步，微機原理得到了廣泛的應用和發(fā)展。早期的微機系統(tǒng)采用中小規(guī)模集成電路搭建，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟，現(xiàn)代微機系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用在各個領域。微機原理的發(fā)展趨勢是向著更高速度、更低功耗、更小體積的方向發(fā)展，同時也在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等領域得到了廣泛應用。微機原理的發(fā)展歷程在工業(yè)控制領域，微機系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動化控制和監(jiān)測，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在智能家居領域，微機系統(tǒng)可以實現(xiàn)智能化家居設備的控制和管理，提高生活便利性和舒適度。在航空航天領域，微機系統(tǒng)可以實現(xiàn)飛行控制和導航系統(tǒng)的智能化和自主化，提高航空安全性和可靠性。在醫(yī)療設備領域，微機系統(tǒng)可以實現(xiàn)醫(yī)療設備的自動化和智能化，提高醫(yī)療服務的效率和質(zhì)量。微機原理的應用領域非常廣泛，包括工業(yè)控制、智能家居、醫(yī)療設備、航空航天等。微機原理的應用領域PART02微機系統(tǒng)的組成2023REPORTING微處理器是微機的核心部件，負責執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)。它由算術(shù)邏輯單元、控制單元、寄存器等組成，具有高速運算和控制能力。微處理器的性能決定了整個微機系統(tǒng)的性能和功能。微處理器

存儲器存儲器是微機中用于存儲數(shù)據(jù)和程序的部件。它分為內(nèi)存儲器和外存儲器兩類，內(nèi)存儲器直接與CPU交換數(shù)據(jù)，外存儲器則通過輸入輸出接口與CPU交換數(shù)據(jù)。存儲器的容量和速度對微機系統(tǒng)的性能有很大影響。123總線是微機系統(tǒng)中各部件之間傳輸數(shù)據(jù)的公共通道。它由數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線組成，實現(xiàn)了各部件之間的快速通信?？偩€的性能決定了微機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力和系統(tǒng)吞吐量?？偩€輸入輸出接口是微機系統(tǒng)中用于連接外部設備和控制外部設備的部件。它實現(xiàn)了外部設備與CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制信號的傳遞。輸入輸出接口的種類和功能決定了微機系統(tǒng)對外圍設備的支持能力。輸入輸出接口PART03指令系統(tǒng)與匯編語言2023REPORTING指令計算機執(zhí)行的基本操作命令，由操作碼和操作數(shù)組成。指令系統(tǒng)計算機中所有指令的集合，是計算機體系結(jié)構(gòu)的一個重要組成部分。指令的特點簡短、明確、易讀、易寫、易維護。指令系統(tǒng)的基本概念指指令的組成部分和排列順序，包括操作碼和操作數(shù)。指令格式指如何確定操作數(shù)的有效地址，包括隱含尋址、立即尋址、間接尋址、直接尋址等。尋址方式不同的尋址方式有各自的優(yōu)缺點，適用于不同的應用場景。尋址方式的優(yōu)缺點指令格式與尋址方式匯編語言的語法規(guī)則包括標識符的命名規(guī)則、語句的書寫規(guī)則、注釋的書寫規(guī)則等。匯編語言的程序結(jié)構(gòu)包括程序的開頭、程序的主體和程序結(jié)尾等部分，其中主體部分由若干個基本塊組成。匯編語言的語句格式匯編語言的基本語句包括指令語句、偽指令語句和宏指令語句。匯編語言的語法規(guī)則PART04匯編語言程序設計2023REPORTING測試程序?qū)π拚蟮某绦蜻M行全面測試，確保其功能和性能達到預期要求。調(diào)試程序通過調(diào)試工具檢查程序中的錯誤和異常，并進行修正。匯編編譯將編寫好的程序代碼進行匯編編譯，生成可執(zhí)行文件。確定任務首先需要明確程序設計的目標，理解任務需求和功能。編寫程序根據(jù)任務需求，使用匯編語言編寫程序代碼。匯編語言程序設計的基本步驟程序按照代碼順序執(zhí)行，無跳轉(zhuǎn)或分支。順序結(jié)構(gòu)程序重復執(zhí)行某段代碼，直到滿足特定條件。循環(huán)結(jié)構(gòu)程序根據(jù)條件判斷執(zhí)行不同的代碼段。分支結(jié)構(gòu)將常用功能編寫成子程序，方便程序調(diào)用。子程序結(jié)構(gòu)匯編語言程序設計的基本結(jié)構(gòu)ABCD匯編語言程序設計的基本技巧優(yōu)化代碼效率通過優(yōu)化指令選擇和算法設計，提高程序執(zhí)行效率。利用尋址方式根據(jù)需要選擇不同的尋址方式，方便數(shù)據(jù)操作和地址計算。合理使用寄存器合理分配和使用寄存器，減少數(shù)據(jù)傳輸開銷。注意程序的可讀性和可維護性編寫清晰、易讀的程序，方便他人理解和維護。PART05微機接口技術(shù)2023REPORTING總結(jié)詞并行接口是一種數(shù)據(jù)傳輸方式，它通過多個數(shù)據(jù)線同時傳輸多個數(shù)據(jù)位。詳細描述并行接口通常用于高速數(shù)據(jù)傳輸，如打印機接口。它具有傳輸速度快、數(shù)據(jù)量大、實時性高等優(yōu)點。在并行接口中，多個數(shù)據(jù)線同時傳輸數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸和處理。并行接口串行接口是一種數(shù)據(jù)傳輸方式，它通過一條數(shù)據(jù)線逐位傳輸數(shù)據(jù)。總結(jié)詞串行接口通常用于長距離數(shù)據(jù)傳輸或低速設備連接，如鼠標、鍵盤等。與并行接口相比，串行接口的數(shù)據(jù)傳輸速度較慢，但它的實現(xiàn)成本低、占用資源少，因此在一些低速設備或長距離傳輸中得到廣泛應用。詳細描述串行接口可編程接口芯片是一種具有可編程功能的接口芯片，它可以實現(xiàn)多種不同的接口功能?？偨Y(jié)詞可編程接口芯片具有高度的靈活性和可編程性，可以根據(jù)需要進行配置和編程，實現(xiàn)各種不同的接口功能，如并行接口、串行接口、定時器等。使用可編程接口芯片可以方便地實現(xiàn)各種不同的接口需求，提高系統(tǒng)的可擴展性和可維護性。詳細描述可編程接口芯片PART06微機系統(tǒng)的發(fā)展趨勢與展望2023REPORTING總結(jié)詞多核微處理器技術(shù)是當前微機系統(tǒng)發(fā)展的一個重要趨勢，它通過將多個處理器核心集成到一個芯片上，提高了計算機的處理能力和能效。詳細描述隨著半導體制造技術(shù)的不斷進步，多核處理器已經(jīng)成為了服務器、桌面和移動計算領域的主流技術(shù)。多核處理器可以實現(xiàn)并行處理，提高程序運行速度，同時還可以在功耗不變的情況下提供更好的性能。多核微處理器技術(shù)總結(jié)詞嵌入式系統(tǒng)是指將計算機硬件和軟件集成到特定設備中，以實現(xiàn)對該設備的智能化控制和管理。嵌入式系統(tǒng)廣泛應用于工業(yè)控制、智能家居、醫(yī)療設備等領域。詳細描述隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的功能和性能也在不斷提升。嵌入式系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)設備的自動化控制，還可以通過云計算等技術(shù)實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展網(wǎng)絡化微機系統(tǒng)的應用網(wǎng)絡化微機系統(tǒng)是指通過網(wǎng)絡將多個微機系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)資源