中科院自動(dòng)化所考研之中科大微機(jī)原理課件-總復(fù)習(xí)篇

中科院自動(dòng)化所考研之中科大微機(jī)原理課件-總復(fù)習(xí)篇延時(shí)符Contents目錄微機(jī)原理概述微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指令系統(tǒng)與匯編語(yǔ)言微機(jī)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)微機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐延時(shí)符01微機(jī)原理概述微機(jī)原理是一門研究微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成、原理和應(yīng)用的學(xué)科。它涉及到計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及它們之間的交互。微機(jī)原理定義隨著信息技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)原理在計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子工程、自動(dòng)化等領(lǐng)域中具有舉足輕重的地位。它為人們提供了理解和應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本知識(shí)，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究計(jì)算機(jī)相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)。重要性微機(jī)原理的定義與重要性123微機(jī)原理的起源可以追溯到20世紀(jì)50年代，隨著晶體管和集成電路的出現(xiàn)，微型計(jì)算機(jī)開始進(jìn)入人們的視野。起源經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，微機(jī)原理經(jīng)歷了多個(gè)階段，包括單片微處理器、微控制器、嵌入式系統(tǒng)等。發(fā)展階段隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，微機(jī)原理的應(yīng)用前景更加廣闊，未來(lái)將會(huì)有更多的創(chuàng)新和突破。未來(lái)趨勢(shì)微機(jī)原理的發(fā)展歷程微機(jī)原理在工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，如自動(dòng)化生產(chǎn)線、智能儀表等。工業(yè)控制微機(jī)原理在智能家居領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，如智能家電、智能照明等。智能家居微機(jī)原理在醫(yī)療電子領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用，如醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)療器械等。醫(yī)療電子微機(jī)原理在通信技術(shù)領(lǐng)域中不可或缺，如移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信等。通信技術(shù)微機(jī)原理的應(yīng)用領(lǐng)域延時(shí)符02微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)微處理器的優(yōu)化為了提高微處理器的性能，可以采用多種優(yōu)化技術(shù)，如流水線技術(shù)、指令級(jí)并行技術(shù)、緩存技術(shù)等。微處理器的功能微處理器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心部件，負(fù)責(zé)執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)。它具有運(yùn)算、控制和輸入/輸出功能。微處理器的組成微處理器由運(yùn)算器、控制器、寄存器組等組成。運(yùn)算器負(fù)責(zé)進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算，控制器負(fù)責(zé)指令的讀取和執(zhí)行控制，寄存器組用于暫存數(shù)據(jù)和地址。微處理器的指令集微處理器指令集是微處理器所能執(zhí)行的全部指令的集合。指令集的豐富程度決定了微處理器的功能和性能。微處理器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的部件。按照存取速度，存儲(chǔ)器可以分為高速緩存、主存和輔助存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器的分類存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)包括高速緩存-主存層次和主存-輔存層次。這種層次結(jié)構(gòu)可以減小數(shù)據(jù)訪問(wèn)時(shí)間，提高存儲(chǔ)器整體性能。存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的容量決定了計(jì)算機(jī)所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量，而存儲(chǔ)器的速度則影響了數(shù)據(jù)訪問(wèn)的時(shí)間。為了平衡容量和速度的關(guān)系，可以采用不同的存儲(chǔ)器件和技術(shù)。存儲(chǔ)器的容量和速度存儲(chǔ)器總線是連接微處理器、存儲(chǔ)器和外圍設(shè)備的公共信號(hào)線。它負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)、地址和控制信號(hào)?？偩€的功能總線的數(shù)據(jù)傳輸方式可以分為單向傳輸和雙向傳輸，而雙向傳輸又可以分為半雙工和全雙工傳輸?？偩€的數(shù)據(jù)傳輸方式總線可以分為內(nèi)部總線和外部總線。內(nèi)部總線連接微處理器內(nèi)部各組成部件，而外部總線則連接微處理器與其他設(shè)備?？偩€的分類總線的標(biāo)準(zhǔn)決定了總線的電氣特性和傳輸協(xié)議。常見的總線標(biāo)準(zhǔn)包括ISA、EISA、PCI等?？偩€的標(biāo)準(zhǔn)總線與接口外圍設(shè)備的分類外圍設(shè)備是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除主機(jī)以外的設(shè)備，如輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和外存儲(chǔ)器等。外圍設(shè)備的控制方式外圍設(shè)備的控制方式可以分為程序查詢方式、中斷方式和DMA（直接內(nèi)存訪問(wèn)）方式。不同的控制方式適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景和性能要求。外圍設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，外圍設(shè)備也在不斷更新?lián)Q代，如智能化的輸入/輸出設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化外設(shè)等。外圍設(shè)備的接口外圍設(shè)備通過(guò)接口與主機(jī)相連。接口的作用是轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式、控制數(shù)據(jù)傳輸和提供設(shè)備驅(qū)動(dòng)。外圍設(shè)備延時(shí)符03指令系統(tǒng)與匯編語(yǔ)言指令系統(tǒng)定義指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件與軟件之間的接口，是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要組成部分。它規(guī)定了指令的格式、功能和尋址方式，是匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。指令系統(tǒng)發(fā)展歷程隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，指令系統(tǒng)的功能和性能也在不斷增強(qiáng)。從最早的簡(jiǎn)單指令系統(tǒng)到現(xiàn)在的復(fù)雜指令系統(tǒng)，指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化對(duì)于計(jì)算機(jī)的性能和功能有著至關(guān)重要的影響。指令系統(tǒng)分類根據(jù)指令的長(zhǎng)度、尋址方式、操作類型等因素，可以將指令系統(tǒng)分為多種類型。不同類型的指令系統(tǒng)具有不同的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景，對(duì)于匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。指令系統(tǒng)概述指令格式是指令系統(tǒng)中規(guī)定的指令長(zhǎng)度、操作碼、操作數(shù)等部分的規(guī)范。不同的指令格式對(duì)于匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)具有重要的影響，因?yàn)椴僮鞔a和操作數(shù)的不同會(huì)導(dǎo)致程序設(shè)計(jì)的差異。指令格式尋址方式是指令系統(tǒng)中規(guī)定的尋找操作數(shù)的方法。根據(jù)操作數(shù)的不同，尋址方式可以分為多種類型，如立即尋址、寄存器尋址、內(nèi)存尋址等。掌握尋址方式對(duì)于匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)至關(guān)重要，因?yàn)閷ぶ贩绞降恼_使用可以提高程序的執(zhí)行效率和可靠性。尋址方式指令格式與尋址方式匯編語(yǔ)言是一種低級(jí)語(yǔ)言，與機(jī)器語(yǔ)言相比具有更高的可讀性和可維護(hù)性。它是匯編程序?qū)R編語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的中間語(yǔ)言，是程序員進(jìn)行底層軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)的重要工具之一。匯編語(yǔ)言的語(yǔ)法比較簡(jiǎn)單，主要包括操作碼、操作數(shù)和注釋等部分。操作碼指定了要執(zhí)行的操作，操作數(shù)指定了操作的對(duì)象，注釋用于說(shuō)明代碼的含義和作用。掌握匯編語(yǔ)言的語(yǔ)法是進(jìn)行匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的流程主要包括編寫源代碼、匯編、鏈接和調(diào)試等步驟。其中，編寫源代碼是關(guān)鍵步驟，需要根據(jù)具體的問(wèn)題和需求進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)和分析。同時(shí)，匯編、鏈接和調(diào)試等步驟也需要根據(jù)具體情況進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置和調(diào)整，以確保程序的正確性和可靠性。匯編語(yǔ)言概述匯編語(yǔ)言語(yǔ)法匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)流程匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)延時(shí)符04微機(jī)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言概述從機(jī)器語(yǔ)言到匯編語(yǔ)言，再到高級(jí)語(yǔ)言，如C、Java等，每種語(yǔ)言都有其特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的分類根據(jù)語(yǔ)言的抽象程度，可以分為低級(jí)語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。低級(jí)語(yǔ)言如機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，與硬件緊密相關(guān)；高級(jí)語(yǔ)言則更接近自然語(yǔ)言，易于編寫和理解。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言需要通過(guò)編譯器或解釋器轉(zhuǎn)換成機(jī)器語(yǔ)言才能被計(jì)算機(jī)執(zhí)行。編譯型語(yǔ)言如C、C，解釋型語(yǔ)言如Python、JavaScript等。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的發(fā)展歷程常見的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言C、C、Java、Python、JavaScript等，每種語(yǔ)言都有其特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的運(yùn)行環(huán)境高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序需要在特定的運(yùn)行環(huán)境中執(zhí)行，如Java需要Java虛擬機(jī)（JVM），Python需要Python解釋器等。高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)相比低級(jí)語(yǔ)言，高級(jí)語(yǔ)言更易于編寫和理解，提高了編程效率，減少了出錯(cuò)概率。高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言匯編語(yǔ)言的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是比機(jī)器語(yǔ)言更易讀易寫，但缺點(diǎn)是與硬件緊密相關(guān)，可移植性差。匯編語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換匯編語(yǔ)言需要經(jīng)過(guò)匯編器轉(zhuǎn)換成機(jī)器語(yǔ)言才能被計(jì)算機(jī)執(zhí)行。同樣地，機(jī)器語(yǔ)言也需要經(jīng)過(guò)反匯編才能轉(zhuǎn)換成匯編語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言的產(chǎn)生為了更直觀地表達(dá)機(jī)器指令，人們發(fā)明了匯編語(yǔ)言，它使用助記符來(lái)表示機(jī)器指令。匯編語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換延時(shí)符05微機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐03加深對(duì)微機(jī)原理理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。01掌握微機(jī)系統(tǒng)的基本原理和實(shí)驗(yàn)技能。02培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力和分析解決問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求微機(jī)系統(tǒng)硬件組裝與調(diào)試實(shí)驗(yàn)一掌握微機(jī)系統(tǒng)的硬件組成和連接方式。實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕M裝微機(jī)系統(tǒng)，包括主板、CPU、內(nèi)存、硬盤等部件的連接與檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法實(shí)驗(yàn)方法按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行硬件組裝，并進(jìn)行系統(tǒng)啟動(dòng)和檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)二匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諈R編語(yǔ)言的語(yǔ)法和編程技巧。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編寫簡(jiǎn)單的匯編程序，并進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)三微機(jī)系統(tǒng)軟件安裝與配置實(shí)驗(yàn)方法根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求，使用匯編語(yǔ)言編寫程序，并通過(guò)調(diào)試器進(jìn)行調(diào)試和測(cè)試。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆詹僮飨到y(tǒng)的安裝與配置方法。實(shí)驗(yàn)方法根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求，進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝和配置，并安裝必要的軟件和應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安裝操作系統(tǒng)，并進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置和軟件安