中科院自动化所考研之中科大微机原理4243增加后版本PPT课件

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微机原理课件ppt

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04
微机程序执行过程
程序加载与执行
程序加载
将程序从存储介质中读取到内存中, 为程序的执行做好准备。
程序执行
CPU按照指令逐条执行程序,完成程 序所要求的任务。
指令执行流程
取指令
CPU从内存中读取指令并存放到指令寄存器 中。
指令译码
对指令进行译码,确定指令的操作码和操作 数。
执行指令
根据译码结果,完成相应的操作,如数据传 输、算术运算、逻辑运算等。
的外设接口。进入21世纪后,微机进一步 发展为DSP(数字信号处理)和FPGA(现 场可编程门阵列)等高性能计算平台。现在 ,微机已进入物联网和人工智能时代,成为
智能硬件的核心组成部分。
微机的应用领域
总结词
微机广泛应用于工业控制、智能家居、医疗设备、航 空航天等领域。
详细描述
由于微机具有体积小、功耗低、价格实惠等优点,它被 广泛应用于各种领域。在工业控制领域,微机可以用于 实现自动化生产线的控制和监测。在智能家居领域,微 机可以用于实现智能照明、智能安防、智能家电控制等 功能。在医疗设备领域,微机可以用于实现医疗影像处 理、医疗数据分析和医疗设备控制等功能。在航空航天 领域,微机可以用于实现飞行控制、导航数据处理和卫 星通信等功能。
立即数
表示常数或立即操作数的值。
注释
用于解释指令的含义和功能,方便阅读和理解。
指令类型
数据传输指令
用于在内存和寄存器之间传输数据,如 MOV指令。
逻辑运算指令
用于进行逻辑运算,如AND、OR、XOR等 指令。
算术运算指令
用于进行算术运算,如ADD、SUB、MUL 、DIV等指令。
控制转移指令
用于改变程序的执行流程,如JMP、CALL 、RET等指令。

自动化所考研-微机原理课后习题答案PPT课件

自动化所考研-微机原理课后习题答案PPT课件
• 答:DRAM的地址线分为行地址和列地址两 部分,因此,在对存储器进行访问时,总 是先由行地址选通信号-RAS把行地址送入 内部设置的行地址锁存器,再由列地址选 通信号-CAS把列地址送入列地址锁存器, 并由读/写信号控制数据的读出或写入。
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2
• 6、为什么要保持Cache内容与主存储器内 容的一致性?为了保持Cache与主存储器内 容的一致性应采取什么方法?
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6
• 分析:此题主要涉及CPU与存储器的连接,比较 有代表性。包括两部分的内容。
• 一、存储器的地址选择
由于一个存储器系统主要有许多存储器芯片组成, 因此对存储器的寻址必须有两个部分:片内寻址 和片间寻址。
通常是将低位地址线连到所有的存储器芯片,实现 片内寻址;将高位地址线通过译码器或线性组合 后输出作为芯片的片选信号,实现片间寻址。
当然反过来的做法也可以。
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7
• 二、存储器的数据线及控制线的连接
ALE:地址锁存信号,为1时表明输出到8282 的是地址(由于AD15~AD0地址/数据复用 线)。
-BHE:为0选中奇地址存储体,它的数据线 连到数据总线高8位D15~D8。
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8
• 解:地址分配如下: 1#芯片:00000~03FFFH 2#芯片:04000~07FFFH 3#芯片:08000~0BFFFH 4#芯片:0C000~0FFFFH
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17
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12
一般的接口电路中都要设置数据端口、状态 端口和命令端口。
I/O端口的编址方法有两种:存储器映像寻址 和I/O指令寻址方式。
在8086CPU中,用地址线的低16位来寻址I/O 端口,最多可以访问216=65536个输入或输 出端口。用M/-IO控制信号来区分是I/O寻址 还是存储器寻址。

《中科大微机原理》课件

《中科大微机原理》课件
指令系统是计算机硬件能够直接 识别的指令的集合,是计算机的 基本指令集。
指令系统的分类
根据指令的操作性质,指令系统 可分为数据操作指令、控制指令 和输入输出指令等。
指令系统的功能
指令系统具有运算、控制、存储 等功能,是计算机实现各种复杂 操作的基础。
指令的格式与类型
指令的基本格式
指令由操作码和操作数组成,操作码指明指 令的操作性质,操作数指明参与运算的数据 来源和存放结果的地址。
01
中断的来源
中断可以由硬件设备、操作系统或其他 程序产生,用来通知CPU需要处理一些 重要事件。
02
03
中断的作用
中断可以用于实现多任务处理、实时 控制、异常处理等功能,是现代计算 机系统中不可或缺的一部分。
中断的处理过程
中断请求
当某个事件发生时,中断源 向CPU发送中断请求信号。
中断响应
CPU检测到中断请求后,会 暂时停止当前正在执行的程 序,保存现场,转而去执行 中断处理程序。
05
微机的输入输出技术
输入输出接口的基本概念
接口定义
输入输出接口是微机系统中的重要组成部分,它负责连接微处理 器和外部设备,实现数据传输和控制信号的传递。
功能
接口的主要功能包括数据传输、地址译码、设备选择、数据缓冲、 设备控制等。
组成
输入输出接口通常由寄存器、译码器、缓冲器等组成。
输入输出数据的传输方式
域的各种控制系统也需要微机的支持。
02
微机的基本组成
中央处理器
01
中央处理器(CPU)是微机的核心部件,负责执行指令和处理 数据。
02
CPU由运算器和控制器组成,运算器负责进行算术和逻辑运算
,控制器负责协调各个部件的工作。

中科大计算机组成原理课件ppt

中科大计算机组成原理课件ppt

• 唐本(William Stallings)
– 农村包围城市:总线、存储、I/O、ALU、CPU
• llxx
– 目标:理解构建计算机系统的过程
• 十字箴言:“功能、组织、过程、定时、度量”
– China-ring:快速原型法(prototype)
• 总线、RAM、CPU,存储系统(Cache、辅存)、I/O、ALU
• 基于x86的Debug环境,编写任意10个数值的冒 泡排序程序,并调试运行。
– 成果要求:
• 报告设计过程、结果(汇编代码、内存数据段映像)、出现 的典型问题及解决过程; • 要求结果体现个人ID。
实验课
• 设计实现《计算机系统概论》的 LC-3模型机(见附录A/C)
– 共16条指令,指令集具有RISC特征
Basic computer organization, first look at pipelines + caches 从C语言程序的执行 角度讨论计算机组成 原理,但重点关注 MIPS处理器和存储系 统,其他关注很少
Computer Architecture, First look at parallel architectures
Course Schedule
1. 2. 3. 4. 5. 6.

概论(4) 总线(4) RAM/ROM(4) ISA(4) CPU (4)
功能、组成、时序、中断系统
A模型CPU控制器设计(6)
组合逻辑、微程序
7.

MIPS处理器设计(6)
指令集、单周期、多周期、流水线
8. 9.

Cache(4) 辅存(5)
MIT
• 我在这里的第一学期上了一门叫 《计算机系统设计》得 本科课程,其辛苦程度真实一言难尽。十五个星期内交了 十次作业,作了六次课程设计。有的设计还分几个部分, 分开交设计报告。所以设计报告大概也交了有十次左右。 最恐怖的是有一次,十天内要交六份作业或设计报告,而 且当时正值其他几门课正在期中考试。抱怨是没有用的, 老师说:"我很抱歉。但这门课很重要,请大家不停的工 作。"学生从一般的逻辑时序电路开始设计(数电都已忘 得差不多了);核心是自行设计"麻雀虽小五脏俱全"得 ALU,单指令周期CPU(single cycle CPU);多指令 CPU(Multi-cycle CPU);以直到最后实现流水线(pipe line)32位MIPS CPU和Cache。一门课下来,所有与计 算机CPU有关的知识全部融会贯通。硬件设计水平也有了 很大提高(就是太累)。

微机原理第6章PPT课件

微机原理第6章PPT课件
模拟量:能连续变化的量 ,如电压、电流等,在利用计 算机处理这类量时,一般要经过A/D和D/A;
(3) 控制信息—CPU发给外设的命令信息。
9
一CP般U通CP过U接不口直电接路与与外外设设连连接接
CPU
接口
I/O设备
10
什么是I/O接口(电路)?
I/O接口是位于系统与外设间、用来协助 完成数据传送和控制任务的逻辑电路
用于与CPU连接 主要是数据、地址和控制信号
面向外设一侧的信号:
用于与外设连接 提供的信号五花八门 功能定义、时序及有效电平等差异较大
15
3. 接口电路芯片的分类
接口电路核心部分往往是一块或数块大规 模集成电路芯片(接口芯片): 通用接口芯片
支持通用的数据输入输出和控制的接口芯片
面向外设的专用接口芯片
第6章 微型计算机的输入/输出
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
6.1 CPU与外设通讯的特点 6.2 输入/输出方式 6.3 CPU与外设通信的接口 6.4 可用于输入/输出接口的8212芯片 6.5 CPU的输入/输出 6.6 DMA传送方式与DMA控制器8237A
针对某种外设设计、与该种外设接口
面向微机系统的专用接口芯片
与CPU和系统配套使用,以增强其总体功能
16
4. 接口电路的可编程性
许多接口电路具有多种功能和工作方式, 可以通过编程的方法选定其中一种
接口需要进行物理连接,还需要编写接口 软件
接口软件有两类:
初始化程序段——设定芯片工作方式等 数据交换程序段——管理、控制、驱动外设,

中科院自动化所考研之中科大微机原理课件第十三章1,2,3节和补充Pentuim部分

中科院自动化所考研之中科大微机原理课件第十三章1,2,3节和补充Pentuim部分


标志寄存器(Pentium Pro 处理器的标志寄存器)
31 15 flags 0 Eflags
31 0 0
22 21 20 19 18 17 16 15 14 1312 11 10 9 8 …
7 6 5 4 3 2 1 0
ID VIP VIF AC VM RF 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF 0 AF 0 PF 1 CF 8086、80186 80286 80386 80486
MOV CR3, EBX
(2)系统段表寄存器

用于控制分段存储器管理中的数据结构的位 置。Pentium微处理机用这4个寄存器把保护 方式下时常使用的数据结构的基地址、界限 以及相关属性保护起来以确保其快速性。
系统段表寄存器
47 32位线性基地址 全局描述符表寄存器 中断描述符表寄存器 15 选择符 选择符 高速缓冲寄存器(程序不可见)


系统段表寄存器

中断描述符表寄存器IDTR

是48位的寄存器,用来保存IDT(中断描述符 表)的32位线性基地址和16位的IDT段界限。
Pentium为每个中断或异常都定义了一个中断 描述符,IDT中存放中断或异常服务程序的首 地址等属性信息。 当出现中断时,就把中断向量当成索引从IDT 内得到一个门描述符,在这个门描述符内含有 用来启动中断处理程序的指针。
code10code14code12code13code11code15code只读只读已访问过读写已访问过只读向下扩展限长只读向下扩展限长已访问过读写向下扩展限长已访问过读写向下扩展限长只执行只执行已访问过可执行读可执行读已访问过只执行相容只执行相容已访问过可执行读相容可执行读相容已访问过descriptortypedescriptortypefielddecimal11102系统段描述符和门描述符任务状态段tsstss是为了在任务切换时保存环境而设计的一种数据结构

微机原理与接口技术中科大第四版ppt

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伪指令
伪指令用于指示汇编程序进行某些操作,如定义数据、分配存储空间、设置段寄存器等。常见的伪指令包括DB、 DW、DD、ORG、ASSUME等。
顺序程序设计方法举例
顺序结构
程序按照代码的顺序逐条执行,没有分支和循环。
举例
计算1+2+3+...+10的累加和,可以按照顺序结构依次将每个数加到累加器中。
计算机系统组成及工作原理
计算机系统组成
包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统主要由中央处 理器、存储器、输入输出设备等组成;软件系统包括系统软 件和应用软件等。
计算机工作原理
基于存储程序控制原理,即程序和数据一样存放在存储器中 ,计算机能自动地、连续地执行存放在存储器中的程序,无 需人工干预。
数的表示与运算方法
算术运算和逻辑运算类指令
算术运算类指令
如ADD、SUB、MUL、DIV等,用于执行加、减、乘、除等算术运算。
逻辑运算类指令
如AND、OR、NOT等,用于执行与、或、非等逻辑运算。这些指令可以处理 二进制数,进行位操作和逻辑判断。
03
汇编语言程序设计基础
汇编语言源程序格式及伪指令
源程序格式
汇编语言源程序通常以文本形式存储,包含指令、伪指令、宏指令、数据定义和注释等元素。
应用举例
内存条、U盘、SSD等存储设备均采用半导体存储器技术, 具有体积小、容量大、速度快等优点。
I/O接口基本概念及编址方式
I/O接口基本概念
连接CPU与外设之间的桥梁,实 现数据缓冲、电平转换、信息格 式转换等功能。
I/O接口编址方式
主要有统一编址和独立编址两种 方式。统一编址将I/O端口与内存 单元统一编址,通过访问内存指 令进行I/O操作;独立编址将I/O 端口单独编址,使用专门的I/O指 令进行操作。

微机原理第一章微机基础知识精品PPT课件

微机原理第一章微机基础知识精品PPT课件
3. 微控制器(MCU-McroController Unit) 即MPU+MEM+I/O接口+BUS集成在一个芯片上,
又称单片机
MCU+适当外设和相应的软件,可构成微控制系统,用在 自控、仪器仪表、通信设备、家电、儿童玩具等嵌入式应 用领域。
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
16
三、微机系统
微机原理与接口技术
1
教学计划
• 课堂教学:64学时 • 上机实验:6次(每次一个单元:3.5小时) • 课外作业:8 ~ 10次 • 期中考查:第9周 • 期末考试:第18周 • 成 绩:平时作业10%,期中考查10%,
上机试验10%,期末考试70%。 • 辅导答疑:待定
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
4
教材及参考书
• 《 微机原理与接口技术 》王玉良 戴志涛 杨紫珊 编著,北京邮电大学出版社
• 《 微机原理与接口技术考研指导 》王玉良 杨紫珊 编,北京邮电大学出版社
• 《微机原理与接口技术》雷丽文等编著,电子工业 出版社
• 《微机原理与接口技术学习指导与实验》雷丽文 等编,电子工业出版社
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
5
第一章 微机基础知识
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
6
本章主要介绍: • 微机的基本概念、组成、工作原理、特点 • 计算机内的信息表示和运算
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
7
第一节 微机的基本组成
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
8
一、微机的基本硬件构成
❖ 微机的基本硬件由下列几部分组成:
2
教学计划(续)
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8
关系运算符
符号
名称
EQ
相等
NE
不等
LT
小于
LE
小于等于
GT
大于
GE
大于等于
运算结果为真输出全 ‘1’,为假输出全 ‘0’
9
例:
MOV AX, 10H GT 16 ADD BL, 6 EQ 0110B MOV CX, ((PORT LT 5) AND 100) OR
((PORT GE 5) AND 200)
13
例:
N1 DB 15H, 36H N2 DW 1122H, 3344H
LO: MOV AX, WORD PTR N1 MOV BL, BYTE PTR N2
FIRST EQU THIS BYTE TABLE DW 200 DUP(?)
L1: JMP SHORT L2 K1 EQU 0ABCDH
1
( ) , [ ] , < > , • , LENGTN , WIDTH , SIZE , MASK
2
PTR , OFFEST , SEG , TYPE , THIS , CS: , DS: , ES: , SS:
3
HIGH , LOW
4
* , / , MOD , SHL , SHR
5
+, -
6
EQ , NE , LT , LE , GT , GE
10
数值返回
符号
名称
运算结果
OFFSET 返回偏移地址
偏移地址
SEG
返回段地址
段地址
TYPE
返回元素字节数 字节数
LENGTH 返回变量单元数 单元数
SIZE
返回变量总字节数 总字节数
11
例:
MOV BX, OFFSET DA1 MOV AX, SEG M1
MOV DS, AX A1 DB 20H, 30H
MOV AH, TYPE A1 MOV CX, LENGTH A1 MOV BL, SIZE A1
12
修改属性
符号
名称
运算结果
段寄存器名 段前缀
修改段
PTR
修改类型属性
修改后类型
THIS
指定类型/距离属性 指定后类型
HIGH LOW SHORT
分离高字节 分离低字节 短转移说明
高字节 低字节 -128~127字节间转移
DA3 DB ?
; 变量DA3为不确定字节,保留1字节空间
DA4 DB 5 DUP(0) ; 重复5个0存入DA4开始的存储单元中
20
2 表达式赋值语句
1)赋值语句 EQU
格式: 符号名 EQU 表达式 ;一个符号名只能定义一次
例:
COUNT EQU 100
; 常数赋给符号名COUNT
DATA EQU COUNT+2
定义双字(32位)
DQ
定义四字(64位)
DT
定义10个字节(80位)
DUP
产生重复的字符或数字
18
存储段中数据存储指令
PTR BYTE WORD DWORD NEAR FAR
指示存储器指针
指示字节的长度的操作数,如同BYTE PTR 指示字操作数的作用,如WORD PTR
指示双字长度的操作数,如DWORD PTR 定义近指针
ASSUME
定义段 段名 segment 定义类型 组合类型 ‘分类 名’
段名 ends ;指示段或者结构结束 功能:将一个逻辑段定义成一个整体 规定段所属的段寄存器 assume cs:段名, ds:段名, ss:段名,ES:段名 功能:定义4个逻辑段,指明段和段寄存器的 关系
标号: 指令助记符 操作数,操作数
; 注释
伪指令语句没有对应的机器指令,可完成数据定义,存 储区分配,段定义,段分配,指示程序结束等功能。
名字 伪指令指示符 操作数,操作数 ; 注释
汇编语言中常数,变量和标号是三种基本数据项
3
4.1程序格式和表达式
MASM中的表达式
算术运算符 逻辑运算符 关系运算符 数值返回 修改属性 其他运算符 运算符优先级
4
算术运算符
符号
+ - * /
MOD
SHL
SHR
名称
加法 减法 乘法 除法 模除 左移 右移
运算结果
和 差 积 商 余数 左移后的二进制数 右移后的二进制数
5
例:
ARRAY DB 1,2,3,4,5
TRY DB 20
MOV AX, 30 * 5
MOV CX, (TRY – ARRAY)
DA
定义远指针
19
格式1:变量名 助记符 操作数, 操作数…
格式2:变量名 助记符 n DUP(操作数,操作数….)
N必须是正整数,表示括号内操作数的重复次数
例如:
DA1 DB 10H, 23H ; 变量DA1装入10H , 23H
DA2 DW ‘OK’
; 字符串‘OK’的ASCII码装入DA2开始的存 储单元中
MOV AH, HIGH K1 MOV BL, LOW K1
14
其他运算符
符号 () [] • <> MASK WIDTH
名称 圆括号 方括号 点运算符 尖括号 记录位图 记录宽度
运算结果 改变运算符优先级 下表或间接地址 连接结构与变量 修改变量 位图形 记录/字段位数
15
运算符优先级
优先级 运算符
EQU 300
MOV CX, DA/100
6
逻辑运算符
符号 AND OR XOR NOT
名称 与运算 或运算 异或运算 非运算
运算结果 逻辑与结果 逻辑或结果 逻辑异或结果 逻辑非结果
7
例:
MOV AL, NOT OFFH MOV BL, 8CH AND 73H MOV AH, 8CH OR 73H MOV CH, 8CH XOR 73H
7
NOT
8
AND
9
OR , XOR
10
SHORT
16
4.2 伪指令
1 数据定义语句和存储指令 2 表达式赋值语句 3 段定义语句 4 过程定义语句 5 程序开始和结束语句 6 结构和宏定义语句 7 外部伪指令及对准伪指令
17
1 数据定义语句
DB
定义字节(8位)
DW
定义字(16位)
DD
第四章 汇编语言程序设计
1
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总体概述
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2
4.1程序格式和表达式
程序格式
MASM中的语句分为指令性语句和伪指令语句
指令性语句与机器指令相对应,汇编程序将它们翻译成 目标代码。语句格式为:
; 表达式赋给符号名DATA
A1
EQU [BX+SI]
;
B1
EQU ORRSET A1 ;
C1
EQU ADD
; 加法指令赋给符号名C1
2)等号语句 =
与EQU功能相同,可以重复定义,例如:
COUNT = 100
COUNT = COUNT + 10
21
3 段定义语句
段定义语句 SEGMENT ENDS
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