《微機(jī)原理5章》課件

THEFIRSTLESSONOFTHESCHOOLYEAR《微機(jī)原理5章》ppt課件目CONTENTS微機(jī)原理概述微機(jī)的硬件組成微機(jī)的指令系統(tǒng)匯編語言程序設(shè)計微機(jī)中的中斷技術(shù)錄01微機(jī)原理概述微機(jī)原理是研究微型計算機(jī)的基本構(gòu)成和工作原理的一門學(xué)科。它涉及到計算機(jī)硬件和軟件的底層知識，包括中央處理器、內(nèi)存、輸入輸出設(shè)備等。微機(jī)原理是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程之一。微機(jī)原理的定義微機(jī)原理在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如智能家居、智能儀表等。嵌入式系統(tǒng)微機(jī)原理在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，如自動化生產(chǎn)線、機(jī)器人等。工業(yè)控制微機(jī)原理在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用，如智能傳感器、無線通信等。物聯(lián)網(wǎng)微機(jī)原理的應(yīng)用領(lǐng)域微機(jī)的發(fā)展歷程微型計算機(jī)的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代，隨著集成電路和計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，微機(jī)的性能不斷提高，體積不斷縮小。微機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了多個階段，從早期的個人電腦到現(xiàn)代的智能手機(jī)和平板電腦，微機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛。01微機(jī)的硬件組成中央處理器（CPU）是微機(jī)的核心部件，負(fù)責(zé)執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)。CPU的性能指標(biāo)包括時鐘頻率、指令集、核心數(shù)等，這些指標(biāo)直接影響微機(jī)的運算速度和效率。中央處理器CPU由運算器和控制器組成，運算器負(fù)責(zé)進(jìn)行算術(shù)和邏輯運算，控制器負(fù)責(zé)控制指令的執(zhí)行順序。多核CPU可以同時執(zhí)行多個任務(wù)，提高處理器的并行處理能力。存儲器是微機(jī)中用于存儲數(shù)據(jù)和程序的部件。內(nèi)存儲器包括RAM和ROM，RAM用于暫時存放運行中的程序和數(shù)據(jù)，ROM則用于存放固化的程序和數(shù)據(jù)。存儲器的容量和速度是衡量微機(jī)性能的重要指標(biāo)，大容量和高速度的存儲器可以提高微機(jī)的運行效率。存儲器分為內(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)，外存儲器則用于長期存儲數(shù)據(jù)和程序。存儲器輸入輸出設(shè)備01輸入輸出設(shè)備是微機(jī)中用于輸入和輸出數(shù)據(jù)的部件。02常見的輸入設(shè)備包括鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏、掃描儀等，輸出設(shè)備則包括顯示器、打印機(jī)、音響等。03輸入輸出設(shè)備的性能指標(biāo)包括分辨率、傳輸速度、兼容性等，這些指標(biāo)直接影響微機(jī)的輸入輸出質(zhì)量和效率。04現(xiàn)代微機(jī)通常采用USB、HDMI等標(biāo)準(zhǔn)接口，方便用戶連接各種輸入輸出設(shè)備。01總線是微機(jī)中用于連接各個部件的通道。02總線分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線三類，分別用于傳輸數(shù)據(jù)、地址和控制信號。03總線的性能指標(biāo)包括帶寬、位寬、傳輸速率等，這些指標(biāo)直接影響微機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸能力和效率。04多總線結(jié)構(gòu)可以提高微機(jī)的擴(kuò)展性和靈活性，方便用戶添加或更換部件。總線01微機(jī)的指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)的定義是指一組指令的集合，用于描述計算機(jī)硬件和軟件之間的交互方式。指令系統(tǒng)具有多種功能，包括數(shù)據(jù)傳輸、算術(shù)運算、邏輯運算、控制流程等?？偨Y(jié)詞指令系統(tǒng)是計算機(jī)中一組特定指令的集合，這些指令規(guī)定了計算機(jī)硬件和軟件之間的交互方式。指令系統(tǒng)通常包括各種類型的指令，如數(shù)據(jù)傳輸指令、算術(shù)運算指令、邏輯運算指令和控制流程指令等。這些指令可以完成各種不同的操作，如讀取和寫入內(nèi)存、計算數(shù)值、比較數(shù)據(jù)等。詳細(xì)描述指令系統(tǒng)的定義與功能總結(jié)詞指令的格式是指令在計算機(jī)中的表示方式，包括操作碼、寄存器地址、內(nèi)存地址等部分。不同類型的指令具有不同的格式，每種類型的指令都有其特定的功能和操作碼。詳細(xì)描述指令的格式通常包括操作碼和操作數(shù)兩部分。操作碼是用來指定指令類型的部分，它告訴計算機(jī)執(zhí)行哪種類型的操作，如加法、減法、乘法等。操作數(shù)則是指令操作的對象，可以是寄存器、內(nèi)存地址或立即數(shù)等。根據(jù)不同的指令類型，操作數(shù)的數(shù)量和格式也會有所不同。指令的格式與類型指令的執(zhí)行過程指令的執(zhí)行過程是指令在計算機(jī)中從取指、譯碼、執(zhí)行到寫回整個過程中的一系列操作。這個過程涉及到多個硬件組件的協(xié)同工作，如CPU、內(nèi)存、寄存器等?？偨Y(jié)詞指令的執(zhí)行過程可以分為以下幾個步驟：取指、譯碼、執(zhí)行和寫回。取指是指從內(nèi)存中讀取指令的過程，譯碼是指對讀取到的指令進(jìn)行解碼的過程，執(zhí)行是指根據(jù)解碼結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的操作，寫回是指將執(zhí)行結(jié)果寫回到內(nèi)存或寄存器中。在這個過程中，CPU會與內(nèi)存、寄存器等硬件組件進(jìn)行交互，完成指令的執(zhí)行。詳細(xì)描述01匯編語言程序設(shè)計匯編語言是一種面向機(jī)器的程序設(shè)計語言，也稱為低級語言，它使用助記符來代替機(jī)器指令的操作碼和操作數(shù)。匯編語言的定義匯編語言程序員需要自行處理內(nèi)存的分配和釋放等操作。需要人工進(jìn)行內(nèi)存管理匯編語言與計算機(jī)硬件直接相關(guān)，因此其程序的可移植性較差。面向機(jī)器由于匯編語言是直接轉(zhuǎn)化為機(jī)器指令執(zhí)行的，因此其執(zhí)行速度通常比高級語言快。執(zhí)行速度快匯編語言的定義與特點123用于向計算機(jī)發(fā)出操作指令，如MOV、ADD、SUB等。指令語句用于提供匯編程序在匯編源程序時所需要的各種信息，如ORG、DB、DW等。偽指令語句用于將一組指令或偽指令組合在一起，以便重復(fù)使用，如#define等。宏指令語句匯編語言的語句種類程序頭包含程序中使用的各種符號定義和偽指令。程序尾包含程序結(jié)束的標(biāo)識符和程序結(jié)束后的注釋。程序主體包含程序的指令序列，實現(xiàn)程序的邏輯功能。匯編語言的程序結(jié)構(gòu)01微機(jī)中的中斷技術(shù)指計算機(jī)在執(zhí)行程序過程中，出現(xiàn)異?；蛱厥馇闆r，使得計算機(jī)暫停當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，處理完畢后再返回到原程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷指引起中斷的原因或發(fā)出中斷請求的來源。中斷源指計算機(jī)系統(tǒng)對中斷源發(fā)出的中斷請求進(jìn)行處理的過程。中斷響應(yīng)中斷的基本概念中斷請求當(dāng)某個硬件或軟件事件發(fā)生時，相應(yīng)的中斷源向CPU發(fā)送中斷請求信號。中斷識別CPU根據(jù)中斷請求信號識別出中斷源，并保存當(dāng)前程序的執(zhí)行狀態(tài)。中斷處理CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序，處理完畢后返回到原程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷的處理過