微机原理第1章微型计算机系统基本组成原理 2011

课程介绍 课程在计算机课程体系中的位置 课程教学目的 课程要求 课程学习方法 课程内容组织 课程考核要求 课程内容组织 第1章微型计算机系统基本组成原理 第2章微处理器和指令系统 第3章汇编语言及编程 第4章总线和总线技术 第5章存储器 第6章I/O接口 第7章典型可编程接口芯片及应用 第8章常用交互设备及接口 第9章模拟I/O 器件及接口 第10章多媒体设备及接口 第一章重点 微机系统的三个层次和主要性能指标； 三总线结构和各大组成部分的功能； MPU的主要硬件组成及各部分功能； 指令和指令执行过程； 计算机工作过程的实质； 现代主流微机系统的主板结构。 第二章重点 Intel系列微处理器的演变历史； Pentium的内部基本寄存器功能及应用； 操作数寻址方式； 通用整数指令。 第三章重点 汇编语言程序结构； 基本结构程序和子程序设计方法； 第五章重点 各类存储器芯片的接口特性和选用原则； 由存储芯片构成存储系统时，位数、字数的扩展和片选控制方法。 第六章重点 接口的基本功能和基本结构； 两种I/O编址方式的特点和优缺点； 几种I/O同步控制方式的特点和优缺点。 第七章重点 中断的响应条件和中断处理过程； 两种多中断源服务判决方法的原理、特点及其带来的优缺点 ； 8259内部寄存器的读/写控制方法，命令字格式和编程； 用户中断入口地址的设置； 计数器用作计数和定时的原理； 8254的工作方式及初始化编程； 并行接口和串行接口的异同； 8255的三种工作方式及编程使用。 课程考核要求 考试成绩(课堂教学内容)50％ 实验成绩(实验出勤、实验报告完成及操作情况)30％ 平时成绩(作业等学习情况)20％ 第一章 微型计算机系统基本组成原理 重点： 1.微机系统的三个层次和主要性能指标； 2.三总线结构和各大组成部分的功能； 3.MPU的主要硬件组成及各部分功能； 4.指令和指令执行过程； 5.计算机工作过程的实质； 6.现代主流微机系统的主板结构。 第一章 微型计算机系统基本组成原理 1.1 微型计算机系统组成结构 1.2 微型计算机的运算基础 1.3 微型计算机基本工作原理 1.4 目前主流微机系统的硬件配置与主板结构 1.5 微机系统的主要性能指标 1.1 微型计算机系统组成结构 1.1.1 总的系统结构 1.1.2 各大组成部分概述 1.1.1 总的系统结构 硬件上由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成； 数据和程序以二进制代码的形式不加区别地存放在存储器中，存放位置由地址指定，地址码也为二进制形式； 控制器按指令流驱动的原理工作。 1. 三总线结构 微型计算机三总线结构示意图: 2.总线结构分类 单总线结构示意图: 特点：MPU对M和I/O的读写只能分时进行。 优点：逻辑结构简单，成本低，实现容易。 双总线结构示意图: 特点：MPU可分别在两套总线上同时与M和I/O口交换信息。 优点：展宽了总线带宽，提高了数据传输速率。 多层总线结构示意图(以双层为例): 1.1.2 各大组成部分概述 1. 微处理器 微处理器典型结构示意图 2. 存储器(内存或主存) 内存由一个个内存单元组成，每个单元中一般存放一个字节(8位)的二进制信息。内存单元的总数目叫内存容量。 内存中存放的数据和程序形式上都是二进制数。 微机通过给每个内存单元规定不同的地址来管理内存。 ② 内存操作 ③ 内存分类 随机存取存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 3. I/O设备及接口 1.2 微机的运算基础 1.2.1 计算机中数的表示方法 1.2.2 计算机中有符号数的运算 1.2.3 计算机中无符号数的运算 1.2.4 计算机中的乘除法运算 1.2.1 计算机中数的表示方法 1. 机器数和真值 2.有符号数的机器数表示方法 ? 原码的定义： ? 反码的定义 ? 补码的定义： 结论: ①原码、反码、补码的最高位都是表示符号位。符号位为0时，表示真值为正数，其余位都为真值。符号位为1时，表示真值为负数，其余位除原码外不再是真值。 ②对于正数，三种编码都一样；对于负数,三种编码互不相同。所以原码、反码、补码本质上是用来解决负数在机器中表示的三种不同的编码方法。 ③二进制位数相同的原码、反码、补码所能表示的数值范围不完全相同。 3.数的定点和浮点表示 (1)定点数 (2)浮点数 例1.2 某计算机用32位表示一个浮点数，格式如下： 4.无符号数的机器数表示方法 1.2.2 计算机中有符号数的运算 1. 补码的运算规则 用补码表示计算机中有符号数的优点： ①负数的补码与对应正数的补码之间的转换可用同一方法--求补运算实现，因而可简化硬件； ②可将减法变为加法运算，从而省去减法器； ③有符号数和无符号数的加法运算可用同一加