第1章微機概論

1匯編語言與微機接口技術(shù)計算機科學(xué)與工程學(xué)院教學(xué)安排總學(xué)時數(shù)為48。最后成績評定方法：平時出勤與作業(yè)占20％，半期測驗占10％，期末考試占70％。教材：《微機原理與接口技術(shù)》（第3版）.馮博琴，吳寧主編.清華大學(xué)出版社關(guān)于實驗：開設(shè)了“匯編語言與微機接口技術(shù)綜合實驗”課程，16學(xué)時，獨立開課。23課程目標掌握：微型計算機的基本工作原理匯編語言程序設(shè)計方法微型計算機接口技術(shù)建立微型計算機系統(tǒng)的整體概念，形成微機系統(tǒng)軟硬件開發(fā)的初步能力4第1章微型計算機基礎(chǔ)概論主要內(nèi)容：微機系統(tǒng)的組成微機分類微機的發(fā)展過程基本邏輯門及譯碼器微機應(yīng)用51.1微機系統(tǒng)的組成6一、計算機的工作原理計算機中的指令執(zhí)行過程馮?

諾依曼計算機工作原理非馮?

諾依曼計算機特點71.計算機中的指令執(zhí)行過程計算機的工作是逐條執(zhí)行由指令構(gòu)成的程序取指令指令譯碼讀取操作數(shù)執(zhí)行指令存放結(jié)果8順序工作方式取指令1執(zhí)行指令1分析指令1CPUBUS忙碌忙碌取指令2執(zhí)行指令2分析指令2各功能部件交替工作，按順序完成指令的執(zhí)行過程。指令的順序執(zhí)行和并行執(zhí)行9并行流水線工作方式

EU取指令1執(zhí)行指令1分析指令1CPU取指令2執(zhí)行指令2分析指令2取指令3執(zhí)行指令3分析指令3BIU忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌各功能部件并行工作2.馮?

諾依曼計算機馮?

諾依曼計算機的工作原理存儲程序工作方式運算器為核心的結(jié)構(gòu)特點10運算器存儲器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備馮?諾依曼機的特點和不足特點：程序存儲，共享數(shù)據(jù)，順序執(zhí)行屬于順序處理機，適合于確定的算法和數(shù)值數(shù)據(jù)的處理。不足：與存儲器間有大量數(shù)據(jù)交互，對總線要求很高；執(zhí)行順序由程序決定，對大型復(fù)雜任務(wù)較困難；以運算器為核心，處理效率較低；由PC控制執(zhí)行順序，難以進行真正的并行處理。113.非馮?諾依曼機結(jié)構(gòu)主要特征并行性典型類型數(shù)據(jù)流計算機結(jié)構(gòu)

（DataflowImageProcessingSystem）哈佛結(jié)構(gòu)

（HarvardArchitecture）12數(shù)據(jù)流計算機結(jié)構(gòu)采用數(shù)據(jù)驅(qū)動方式程序的執(zhí)行順序不是由程序計數(shù)器控制，而是由指令間的數(shù)據(jù)流控制當指令具有所需數(shù)據(jù)、且輸出端沒有數(shù)據(jù)時就可執(zhí)行。13采用數(shù)據(jù)驅(qū)動哈佛結(jié)構(gòu)指令和數(shù)據(jù)分別存放在兩個獨立的存儲器模塊中；CPU與存儲器間的指令和數(shù)據(jù)的傳送分別采用兩組獨立的總線；可以在一個機器周期內(nèi)同時獲得指令操作碼和操作數(shù)。1415二、微機系統(tǒng)組成1、微處理器集成了運算器單元、控制器單元、寄存器單元及內(nèi)部總線，并具有CPU全部功能的超大規(guī)模集成電路芯片。2、微型機以微處理器為核心，配上內(nèi)存、I/O接口、系統(tǒng)總線及電源等構(gòu)成主機，連接輸入/輸出設(shè)備、外存設(shè)備等部件構(gòu)成的硬件裝置。163、微機系統(tǒng)為微型機硬件系統(tǒng)安裝配置系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件后所構(gòu)成的運行系統(tǒng)。運算器控制器寄存器組微處理器內(nèi)存I/O接口系統(tǒng)總線主機系統(tǒng)軟件微機系統(tǒng)輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存儲器設(shè)備外設(shè)電源等微型機應(yīng)用軟件軟件1.2微型機分類17按微處理器字長1位機4位機8位機16位機32位機64位機按結(jié)構(gòu)單片機多片機按組裝單板機多板機按外形臺式微機筆記本微機掌上電腦181、單片機集成了CPU、部分內(nèi)存、部分I/O接口及總線等單元，具有微機基本功能的超大規(guī)模集成電路芯片。單片機特點：體積小、可靠性高、成本低。應(yīng)用領(lǐng)域：工業(yè)控制、智能儀器儀表、家用電器和其它各種嵌入式系統(tǒng)。192、臺式微機（PC微機）?由系統(tǒng)主板、I/O接口卡、軟/硬磁盤、光驅(qū)、電源等組裝在主機箱內(nèi)?外接鍵盤、顯示器、鼠標等設(shè)備?安裝系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件臺式微機特點：功能強、配置靈活、軟件豐富、操作方便等。應(yīng)用領(lǐng)域：科學(xué)計算、事務(wù)處理、信息服務(wù)等許多領(lǐng)域。201.3

微機系統(tǒng)發(fā)展概況1）第一階段(1971-1973) ?低檔4位或8位微處理器與微機 ?系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)簡單 ?集成度低、運行速度慢 ?機器語言或匯編語言編程2）第二階段(1974-1978) ?中檔8位微處理器與微機 ?指令系統(tǒng)較豐富，具有典型計算機結(jié)構(gòu) ?集成度提高到5000-9000管/片 ?基本指令運行時間約1-2us ?出現(xiàn)高級語言編程與簡單操作系統(tǒng)213）第三階段(1978-1984) ?16位微處理器和微型計算機 ?集成度和運算速度比第二代提高了一個數(shù)量級

?指令系統(tǒng)更加豐富，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)增加了多級中斷機制、多尋址機制、段式存儲器結(jié)構(gòu)、硬件乘除部件 ?支撐軟件是操作系統(tǒng) ?外部設(shè)備種類增多

224）第四階段(1985-1991) ?32位微處理器和微型計算機

?微處理器芯片集成度達100萬管/片 ?運行速度超過25MIPS

?支持多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)

5）第五階段(1992-目前)

?高檔32位、64位微處理器和微型計算機

?微處理器芯片集成度達2800萬管/片以上

?時鐘主頻高達3.0GHz以上

?支持多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)

231.教材中邏輯運算的圖形符號表示“與”運算：“或”運算：“非”運算“與非”和“或非”運算&≥11&≥1“異或”運算1.4基本邏輯門及譯碼器242.

譯碼器74LS138譯碼器各引腳功能輸入端與輸出端關(guān)系（真值表）2574LS138譯碼器G1G2AG2BCBAY0Y7????主要引腳及功能使能端輸入端輸

出

端G1#G2A#G2BCBA#Y0#Y1#Y2#Y3#Y4#Y5#Y6#Y7110

100100100100100100100100

0000010100111001011101111111111111111111011111111011111111011111111011111111011111111011111111011111111