2351 微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用

湖北省高等教育自學(xué)考試大綱課程名稱：微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用課程代號：2351第一部分課程性質(zhì)與目標(biāo)一、課程的性質(zhì)與特點(diǎn)微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用在高等教育自學(xué)考試電子信息工程專業(yè)考試計(jì)劃中是一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，是為培養(yǎng)從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用、管理和控制的電子信息工程或相關(guān)領(lǐng)域的高等工程應(yīng)用性技術(shù)人才的需要而設(shè)置的。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具有微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的分析能力和簡單接口電路的設(shè)計(jì)能力。二、課程的目標(biāo)與基本要求1．全面了解微機(jī)系統(tǒng)的組成及工作原理。2．掌握8088/8086匯編語言，并能用常用的指令編制匯編語言源程序。3．學(xué)會分析和設(shè)計(jì)典型的接口（包括軟件和硬件）的方法。本課程是一門以硬件為主，軟硬結(jié)合的課程。本課程又是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，學(xué)生必須通過實(shí)踐環(huán)節(jié)加強(qiáng)和提高對課程內(nèi)容的理解，理論聯(lián)系實(shí)踐、理論指導(dǎo)實(shí)踐是本課程的又一個(gè)特點(diǎn)。三、本課程與相關(guān)其他課程的關(guān)系本課程的先修課程為電子技術(shù)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和程序設(shè)計(jì)。第二部分課程內(nèi)容與考核目標(biāo)第一章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)一、學(xué)習(xí)的目的與要求本章介紹有關(guān)計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識，包括有關(guān)電子計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)的許多基本概念，以及計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)。通過學(xué)習(xí)要求掌握有關(guān)的名詞、術(shù)語的定義和相關(guān)的概念；掌握計(jì)算機(jī)的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換，以及數(shù)與字符的編碼。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）微型計(jì)算機(jī)概述（一般）識記：微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、指標(biāo)和分類（二）微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（次重點(diǎn)） 識記：微型計(jì)算機(jī)的組成、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（三）計(jì)算機(jī)中的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換（重點(diǎn)） 理解：數(shù)與數(shù)制應(yīng)用：不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換（四）計(jì)算機(jī)中數(shù)與字符的編碼（重點(diǎn)） 應(yīng)用：數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼及其運(yùn)算識記：非數(shù)值數(shù)據(jù)的二進(jìn)制編碼第二章微處理器結(jié)構(gòu)一、學(xué)習(xí)的目的與要求 微處理器是微型計(jì)算機(jī)的控制核心，本章主要講述微處理器的發(fā)展以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要以8086內(nèi)部結(jié)構(gòu)為主，通過掌握8086的編程結(jié)構(gòu)——寄存器結(jié)構(gòu)，為學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)和編程語言程序設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)；同時(shí)，還要了解80x86等不同型號微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、寄存器組織和功能特點(diǎn)，為學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)、時(shí)序等相關(guān)章節(jié)知識打下基礎(chǔ)。本章的重點(diǎn)是8086的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）微處理器的發(fā)展歷史（一般）（二）微處理器的功能結(jié)構(gòu)（重點(diǎn)）識記：微處理器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)； 理解：微處理器的總線接口單元和執(zhí)行單元；微處理器的內(nèi)部寄存器；存儲器組織及其尋址、分段結(jié)構(gòu)和物理地址的形成，微處理器的I/O端口；80x86微處理器的組成 應(yīng)用：8086CPU的常用控制信號和內(nèi)部寄存器。第三章指令系統(tǒng)和尋址方式一、學(xué)習(xí)的目的與要求指令是構(gòu)成程序的基礎(chǔ)，它是指示CPU執(zhí)行某一規(guī)定操作的命令，程序是指令的有序集合，而指令系統(tǒng)是CPU所能執(zhí)行的全部指令的集合，表征了CPU的基本性能。通過本章對Intel8086/8088指令系統(tǒng)和尋址方式的學(xué)習(xí)，要求掌握常用指令的格式、功能和使用，學(xué)會編制基本的8086/8088匯編語言程序。本章的難點(diǎn)是串操作指令與控制轉(zhuǎn)移指令。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）指令系統(tǒng)概述（一般） 理解：指令的基本格式；一條指令的機(jī)器碼格式和匯編碼格式；（二）8086/8088CPU的尋址方式（重點(diǎn)） 理解：立即尋址、寄存器尋址和存儲器尋址方式；應(yīng)用：指令尋址方式和數(shù)據(jù)尋址方式；（三）8086/8088CPU的指令系統(tǒng)（重點(diǎn)） 應(yīng)用：常用指令的功能和規(guī)定；使用常用指令編寫匯編語言源程序。第四章匯編語言程序設(shè)計(jì)一、學(xué)習(xí)的目的與要求通過本章的學(xué)習(xí)，掌握匯編語言程序設(shè)計(jì)中的匯編語言語法和相關(guān)知識，如：匯編語言的語句格式、偽指令、程序的完整結(jié)構(gòu)形式等，了解匯編語言程序語句的組成部分以及各組成部分的表示形式和語法規(guī)則；掌握順序、分支、循環(huán)和子程序結(jié)構(gòu)等匯編語言程序的設(shè)計(jì)方法。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）指令系統(tǒng)（重點(diǎn)）識記：各種語句、種類、常量、標(biāo)號、變量等的基本概念理解：運(yùn)算符、變量、保留字之間的關(guān)系應(yīng)用：指示性語句、指令性語句（二）匯編語言程序設(shè)計(jì)（次重點(diǎn)） 識記：程序框圖的基本結(jié)構(gòu)、各種基本語句、語法規(guī)則； 理解：各類指令之間的區(qū)別，特別是控制類指令； 應(yīng)用：程序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)等等 （三）匯編語言程序的上機(jī)過程（次重點(diǎn)） 識記：系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、調(diào)試匯編程序的基本方法和步驟 理解：編輯、匯編、聯(lián)結(jié)的含義 應(yīng)用：上機(jī)調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的匯編程序，用Debug工具進(jìn)行調(diào)試第五章微處理器總線時(shí)序和系統(tǒng)總線一、學(xué)習(xí)的目的與要求總線是微處理器、內(nèi)存儲器和I/O接口之間相互交換信息的公共通路，由數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線組成。本章通過學(xué)習(xí)Intel8086引腳功能、系統(tǒng)配置，將會對其內(nèi)部構(gòu)造和功能有一個(gè)比較全面的了解。特別是一些控制信號的功能應(yīng)深刻理解和熟練掌握，8086指令在執(zhí)行過程中涉及到指令周期、總線周期和時(shí)鐘周期，要掌握和理解三種周期之間的關(guān)系和區(qū)別，結(jié)合8086引腳信號掌握總線信號在這些典型總線周期中出現(xiàn)的時(shí)序關(guān)系。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）微處理器性能指標(biāo)（一般） 識記：CPU的主要性能指標(biāo) 理解：字長、主頻、內(nèi)存總線速度與擴(kuò)展總線和地址與數(shù)據(jù)總線寬度等基本概念。（二）微處理器總線（重點(diǎn)） 理解： Intel8086微處理器引腳信號按功能分為：地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線以及其他。應(yīng)用： Intel8086微處理器的引腳功能； 8086微處理器的最大、最小方式下的系統(tǒng)配置。（三）8086微處理器的基本時(shí)序（重點(diǎn)） 理解： 時(shí)序、基本時(shí)序分析法的基本概念；最小方式下基本時(shí)序的分析；最大、最小方式時(shí)序的區(qū)別；（四）系統(tǒng)總線（一般） 理解：系統(tǒng)總線的基本概念；系統(tǒng)總線的分類；PC總線；識記：ISA總線、VL和PCI局部總線、通用串行總線USB的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。第六章主存儲器一、學(xué)習(xí)的目的與要求存儲器是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的重要組成部分，它是計(jì)算機(jī)用來存儲信息的部件。通過本章的學(xué)習(xí)，要求掌握RAM和ROM的基本工作原理和典型存儲器芯片的使用方法，重點(diǎn)掌握微處理器與半導(dǎo)體存儲器芯片之間的接口技術(shù)，以及常用譯碼器的特性和應(yīng)用。本章的難點(diǎn)是：微處理器與半導(dǎo)體存儲器芯片之間的連接。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）概述（一般） 識記： 存儲器的一般概念和分類；半導(dǎo)體存儲器的分類。 理解： 半導(dǎo)體存儲器的主要技術(shù)指標(biāo)。（二）隨機(jī)存儲器（RAM） 理解：SDRAM和DRAM的工作原理。應(yīng)用：SDRAM和DRAM的典型芯片的使用。（三）只讀存儲器（ROM） 應(yīng)用：只讀存儲器典型芯片的使用 。（四）CPU與存儲器的連接（重點(diǎn)） 識記：CPU與存儲器連接所需注意的問題。應(yīng)用：地址譯碼器74LS138；典型8位CPU與存儲器6264、2764等的連接。（五）IBM-PC/XT中的存儲器（次重點(diǎn)） 應(yīng)用：存儲空間的分配 理解：ROM子系統(tǒng)、RAM子系統(tǒng)（六）擴(kuò)展存儲器機(jī)器管理（一般） 理解：CPU的尋址范圍 第七章輸入和輸出技術(shù)一、學(xué)習(xí)的目的與要求計(jì)算機(jī)與外界交換信息必須通過外部設(shè)備，微處理器對各種外部設(shè)備的電路連接及管理驅(qū)動程序就是輸入輸出技術(shù)。在學(xué)習(xí)本章的過程中，應(yīng)該在理解輸入輸出與接口的基本知識的基礎(chǔ)上，著重掌握微機(jī)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳送的幾種控制方式，以及DMA控制器的功能特點(diǎn)和使用。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）接口技術(shù)概述（一般） 識記：CPU與外部設(shè)備之間的接口信息，IBM-PC及現(xiàn)代PC與外設(shè)的接口； 理解：輸入輸出指令機(jī)器尋址方式、CPU的輸入/輸出時(shí)序。（二）CPU與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送方式（次重點(diǎn)） 理解： 程序控制方式的特點(diǎn)和分類；中斷控制方式和直接存儲器存?。―MA）控制方式的原理； I/O處理機(jī)方式的特點(diǎn)。（三）DMA控制器（重點(diǎn)） 識記：可編程DMA控制器Intel8237DMAC的主要性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)；理解：DMA控制器的功能；Intel8273的引腳功能和時(shí)序、工作方式、控制字和編程； 應(yīng)用：Intel8273的使用。第八章中斷技術(shù)一、學(xué)習(xí)的目的與要求中斷技術(shù)是計(jì)算機(jī)I/O接口應(yīng)用中的一種重要技術(shù)。通過學(xué)習(xí)本章內(nèi)容，重點(diǎn)要求掌握中斷的有關(guān)基本概念和性質(zhì)，以及8086的中斷系統(tǒng)，并要求掌握可編程中斷控制器Intel8259A的特性、結(jié)構(gòu)和工作原理，并學(xué)會設(shè)計(jì)簡單的中斷控制系統(tǒng)。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）中斷概述（次重點(diǎn)） 理解：中斷的基本概念、中斷的響應(yīng)過程、中斷控制的功能； 應(yīng)用：最簡單的中斷情況。（二）多級中斷管理（一般） 理解：用軟件查詢確定中斷優(yōu)先權(quán)、硬件優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路；（三）IBM-PC機(jī)的中斷系統(tǒng) 應(yīng)用： 外部中斷、內(nèi)部中斷、中斷優(yōu)先權(quán)、中斷向量表 微處理器的中斷響應(yīng)和處理過程。（四）可編程中斷控制器Intel8259A（重點(diǎn)） 識記：Intel8259A的主要性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)；Intel8259A的外部特性 理解：Intel8259A的控制字和編程；Intel8259A的工作方式； 應(yīng)用：Intel8259A的使用；第九章定時(shí)/計(jì)數(shù)接口電路一、學(xué)習(xí)的目的與要求定時(shí)/計(jì)數(shù)即通過硬件和軟件的方法產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，依此來實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的定時(shí)或延時(shí)控制。通過本章的學(xué)習(xí)，要求掌握可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)控制芯片Intel8253和8254的主要性能、結(jié)構(gòu)、工作方式和編程應(yīng)用等。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）定時(shí)/計(jì)數(shù)的基本概念（次重點(diǎn)） 識記：實(shí)現(xiàn)定時(shí)或延時(shí)控制的主要方法；（二）可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器Intel8253/8254（重點(diǎn)） 識記：Intel8253的主要性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)；Intel8253的外部性能； 理解：Intel8253的控制字和編程、工作方式； 應(yīng)用：Intel8253的使用。（三）Intel8254簡介（一般） 識記：Intel8253與8254的異同；第十章并行和串行接口電路一、學(xué)習(xí)的目的與要求要實(shí)現(xiàn)微處理器與外部設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸，通常采用的接口方式有：并行通信接口和串行通信接口。通過本章的學(xué)習(xí)，要求掌握串、并行通信接口的原理、結(jié)構(gòu)和操作規(guī)程，重點(diǎn)要求掌握可編程并行控制接口芯片Intel8255A和可編程串行接口芯片Intel8251A的主要性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作方式及編程應(yīng)用等二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）概述（次重點(diǎn)） 識記： 串、并行通信的基本概念和特點(diǎn)；信號的調(diào)制與解調(diào)；理解： 串、并行接口的組成，并行接口的數(shù)據(jù)輸入輸出過程； 串行通信中的工作方式，同步和異步通信，串行通信規(guī)程；（二）可編程并行接口電路Intel8255A（重點(diǎn)） 識記：Intel8255A的主要性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)；8255 理解：Intel8255A的控制字和編程；8255A的工作方式 應(yīng)用：Intel8255A的使用。（三）可編程串行接口電路Intel8251A（重點(diǎn)） 識記：Intel8251A的主要性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)；8251A的外部性能 理解：Intel8251A的控制字 應(yīng)用：Intel8251A的使用。第十一章開關(guān)量與模擬量接口技術(shù)一、學(xué)習(xí)的目的與要求開關(guān)量和模擬量的輸入/輸出是微機(jī)應(yīng)用和控制系統(tǒng)的重要接口對象，通過學(xué)習(xí)本章，要求掌握開關(guān)量和模擬量的基本概念和其輸入、輸出接口的組成，重點(diǎn)掌握DAC0830/32和AD0809工作原理、控制方式以及其和系統(tǒng)總線的連接。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）概述（一般）理解：開關(guān)量和模擬量的基本概念；（二）開關(guān)量接口（次重點(diǎn)）理解：開關(guān)量輸入、輸出接口的組成；（三）模擬量接口（重點(diǎn)） 識記：D/A和A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能和特點(diǎn)； 理解：模擬量輸入、輸出接口的組成；DAC0832和AD0809工作原理、控制方式； 應(yīng)用：DAC0832和AD0809其和系統(tǒng)總線的連接；（四）分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（一般） 理解：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和分布式模擬通道的基本概念和工作原理；第十二章微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、學(xué)習(xí)的目的與要求微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)指的是：包含微型計(jì)算機(jī)的監(jiān)測監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與處理各類管理過程的應(yīng)用控制系統(tǒng)。通過學(xué)習(xí)本章內(nèi)容，要求：掌握微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一般類型與構(gòu)成；了解微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和要求；掌握微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的基本內(nèi)容和步驟；掌握微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的集成。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)概述（一般）理解：微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一般類型，微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一般構(gòu)成；（二）系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則與步驟（重點(diǎn)）識記：微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和要求；理解：微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的基本內(nèi)容和步驟；微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的集成（三）微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)（次一般） 理解：微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)的基本方法；第三部分有關(guān)說明和實(shí)施要求一、考核的能力層次表述本大綱在考核目標(biāo)中，按照“識記”；“理解”；“應(yīng)用”三個(gè)能力層次規(guī)定應(yīng)達(dá)到的能力層次要求。各能力層次為遞進(jìn)等級關(guān)系，后者必須建立在前者的基礎(chǔ)上，其含義是：識記：能知道有關(guān)的名詞、概念、知識的含義，并能正確認(rèn)識和表述，是低層次的眼球。理解：在實(shí)際的基礎(chǔ)上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有關(guān)概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求。應(yīng)用：在理解的基礎(chǔ)上能運(yùn)用基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)系學(xué)過的多個(gè)知識點(diǎn)分析和解決有關(guān)的理論問題和實(shí)際問題，是最高層次的要求。二、教材《微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用》（2001年版），張鄂亮、林紅、肖廣潤、周惠領(lǐng)主編，華中科技大學(xué)出版社三、自學(xué)方法指導(dǎo)1、在開始閱讀指定教材某一章之前，先翻閱大綱中有關(guān)這一章的考核知識點(diǎn)以及對知識點(diǎn)的能力層次要求和考核目標(biāo)，以便在閱讀教材是做到心中有數(shù)，有的放矢。2、閱讀教材時(shí)，要逐段細(xì)讀，逐句推敲，集中精力，吃透每一個(gè)知識點(diǎn)，對基本概念必須深刻理解，對基本理論必須徹底弄清，對基本方法必須牢固掌握。3、在自學(xué)過程中，既要思考問題，也要做好閱讀筆記，把教材中的基本概念；原理；方法等加以整理，這可從中加深對問題的認(rèn)知；理解和記憶，以利于突出重點(diǎn)，并涵蓋整個(gè)內(nèi)容，可以不斷提高自學(xué)能力。4、完成書后作業(yè)和適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)練習(xí)是理解；消化和鞏固所學(xué)知識；培養(yǎng)分析問題；解決問題以及提高能力的重要環(huán)節(jié)，在做練習(xí)之前，應(yīng)認(rèn)真閱讀教材，按考核目標(biāo)所要求的不同層次，掌握教材內(nèi)容，在練習(xí)過程中對所學(xué)知識進(jìn)行合理的回顧和發(fā)揮，注重理論聯(lián)系實(shí)際和具體問題具體分析，解題時(shí)應(yīng)注意培養(yǎng)邏輯性，針對問題圍繞相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行層次（步驟）分明的論述或推導(dǎo)，明確各層次（步驟）間的邏輯關(guān)系。四、對社會助學(xué)的要求1、應(yīng)熟知考試大綱對課程提出的總要求和各章的知識點(diǎn)。2、應(yīng)掌握個(gè)知識點(diǎn)要求達(dá)到的能力層次，并深刻理解對各知識點(diǎn)的考核目標(biāo)。3、輔導(dǎo)時(shí)應(yīng)以考試大綱為依據(jù)，指定教材為基礎(chǔ)，不要隨意增刪內(nèi)容，以免于大綱脫節(jié)。4、輔導(dǎo)時(shí)，應(yīng)對學(xué)習(xí)方法進(jìn)行指導(dǎo)，宜提倡“認(rèn)真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動爭取幫助，依靠自己學(xué)通”的方法。5、輔導(dǎo)時(shí)，要注意突出重點(diǎn)，對考生提出的問題，不要有問即答，要積極啟發(fā)引導(dǎo)。6、注意對應(yīng)考能力的培養(yǎng)，特別是自學(xué)能力的培養(yǎng)，要引導(dǎo)學(xué)生逐步學(xué)會獨(dú)立學(xué)習(xí)，在自學(xué)過程中要善于提出問題，分析問題，做出判斷，解決問題。7、要使考生了解試題的難以與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個(gè)能力層次中會存在著不同難度的試題。8、助學(xué)學(xué)分：本課程共5學(xué)分，建議總課時(shí)為72學(xué)時(shí)，其中助學(xué)時(shí)分配如下：章次內(nèi)容學(xué)時(shí)1微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)32微處理器結(jié)構(gòu)1.53指令系統(tǒng)和尋址方式64匯編語言程序設(shè)計(jì)4.55微處理器總線時(shí)序和系統(tǒng)總線66主存儲器67輸入和輸出技術(shù)38中斷技術(shù)69定時(shí)/計(jì)數(shù)接口電路610并行和串行接口電路611開關(guān)量與模