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汇编语言的优点
汇编语言具有高效、可移植性、 可维护性等优点,适用于编写操 作系统、编译器等关键软件。
汇编语言的缺点
汇编语言编写复杂,容易出错, 且可移植性较差,需要针对不同 的计算机体系结构进行修改。
高级语言
01
高级语言的定义
高级语言是一种抽象程度更高的 编程语言,它使用更接近自然语 言的语法和语义。
实验提供参考。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
串行接口的数据传输速率比并行 接口慢,但只需要一根数据线, 因此成本较低。
03
串行接口的常见标准包括RS-232 、RS-422和USB。
04
中断控制器
中断控制器是微机中的一 种重要组件,它负责管理 计算机系统中断的处理。
中断控制器可以管理硬件 设备的中断请求,例如键 盘、鼠标和计时器等。
ABCD
并行接口通常用于连接打印机、磁盘驱动器等高速设备, 因为这些设备需要快速传输大量数据。
并行接口的常见标准包括ECP、EPP和USB。
串行接口
01
串行接口是一种数据传输方式, 它通过单个数据线逐位传输数据 。
02
串行接口通常用于连接鼠标、调 制解调器等低速设备,因为这些 设备不需要快速传输大量数据。
语音识别和图像处理
利用微机原理与接口技术,可以实现语音识 别和图像处理等功能,提高办公自动化水平 。
在家用电器中的应用
1 2 3
智能家居控制
微机原理与接口技术可以用于智能家居控制,实 现家用电器的远程控制和自动化控制。
电视和音响设备控制
通过微机原理与接口技术,可以实现电视和音响 设备的智能控制,提供更加便捷和智能的娱乐体 验。

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存储器芯片容量=单元数×存储器接收到从CPU给出的有效地址到完成一次读出和写 入数据所需要的时间。
3.功耗
MOS型存储器的功耗小于相同容量的双极性存储器, CMOS器件功耗低,速度慢;HMOS的存储器件在速度、 功耗、容量方面进行了折衷。
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4.可靠性
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二、存储器组织
16位微机系统配置两个存储体,分别连接数据总线 D7~D0和D15~D8,一次数据总线传送16位数据;
32位微机系统配置4个存储体,分别连接数据总线 D7~D0,D15~D8, D23~D16及D31~D24,一次数 据总线传送32位数据;
Pentium以上微机系统配置8个存储体,分别连接64 位数据总线。
容量大小:受到地址总线位数的限制。8086系统,20条地址 总线,可以寻址内存空间为1M字节;80386系统,32条地址总 线,可以寻址4G字节。
存放内容:系统软件(系统引导程序、监控程序或者操作系
统中的ROM BIOS等)以及当前要运行的应用软件。
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(1)RAM随机存取存储器(Random Access Memory)
指存储器对电磁场和温度变化等的抗干扰能力,以及高速使 用时的正确存取能力。
5.寿命
Flash Memory寿命大于EEPROM,EEPROM寿命大于 EPROM。
6.价格
存储器本身的价格、附加电路的价格。SRAM的价格高, 但速度快;DRAM相对廉价,但是速度较慢。
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§5-2 随机存取存储器RAM
DRAM运行速度较慢,SRAM比DRAM要快2~5倍,一般, PC机的标准存储器都采用DRAM组成。
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(1)调用指令
格式:CALL 过程名 功能:调用已定义的过程,并将断点地址压入堆栈保存。 ① 段内直接调用
CALL ;SP←(SP)-2,SS:[SP] ←IP;IP←(IP)+16位偏移量
② 段内间接调用
CALL BX ;SP←(SP)-2,SS:[SP] ←IP;IP←BX偏移量
4.循环控制指令
格式:LOOP DEST ;(CX)≠0,则循环 LOOPE/LOOPZ DEST ; ZF=1且(CX≠0),则循环 LOOPNE/LOOPNZ DEST ; ZF=0且(CX)≠0,则循环 JCXZ DEST ; (CX)=0,则转移
例3-54在以DATA为首地址的内存数据段中, 存放有200个16位有符号数,试找出其中最 大和最小的有符号数,并分别放在MAX和 MIN为首的内存单元中
(4)段间间接转移
程序转移的段基址和偏移地址在存储单元之中 如: J) ←(DS:DI+2)
2.过程调用及返回指令
程序设计中,将具有独立功能的程序模块称为子 程序,8086汇编中称为过程。 程序执行过程中,由调用程序使用调用指令调用 这些子程序;当子程序执行后,通过返回指令返 回主程序。
复习
逻辑运算 AND OR NOT XOR TEST 移位运算指令 SAL SAR SHL SHR ROL ROR RCL RCR 串操作指令 MOVSB/W LODSB/W STOSB/W CMPSB/W SCASB/W REP REPE/Z REPNZ/NE
3.2.5 控制转移指令
控制转移指令通过改变段寄存器CS和指令指针IP可以 改变指令执行的顺序。 控制转移指令根据程序转移地址的不同:
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指令MOV BX,[BP+COUNT]书写有下面的等效形式: MOV BX,[BP]+COUNT MOV BX,COUNT[BP] 这种寻址方式可用于表格的处理,通过位移量来设置表格的首地址;利 用修改基址寄存器或变址寄存器的内容来获得表项的值。
6 、基址变址寻址
操作数的有效地址是一个基址寄存器和一个变址 寄存器的内容之和。其物理地址为: (DS)×16+(BX)+(SI/DI) 或(SS)×16+(BP)+(SI/DI)
例3-8基址变址寻址,假定(DS)=2000H,(SS)= 3000H,(BX)=1800H,(BP)=2080H ,(DI)=1000H, (SI)=0800H, (22800H)=80CFH,(32880H)=067AH MOV AX,[BX][DI] MOV AX,[BP+SI]
7、 基址变址相对寻址
3 、直接寻址
直接寻址指的是操作数在存储器中的有效地址EA (Effective Address )直接包含在指令中,书写时 有效地址加上中括号
例3-3 存储器直接寻址 MOV AX,[1000H] ;将DS段的1000H和1001H两个 单元的内容送入AX寄存器中 MOV BX,ES:[2000H] ;将ES段的2000H~2001H两个 单元的内容送入BX寄存中,其中ES为段超越前缀 MOV AX,BUF ;将DS段内以有效地址BUF (符号地址)起始的两个单元的内容送入AX寄存 器中
练习
指出下列指令中源操作数的寻址方式。若 是存储器寻址,写出有效地址和物理地址; 设 (DS)=3000H,(ES)=1000H, (SS)=1500H,(SI)=00B0H, (DI)=5040H,(BX)=0700H,(BP)=1200H; 1) MOV AX,2040H 2) MOV DX,[BP] 3) MOV DI,ES:[BX+2] 4) MOV BX,[20H] 5) MOV AX,[BX+DI] 6) MOV AX,[BX+SI+1]

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中断控制器1 中断控制器2
定时器 并行接口芯片(键盘接口) RT/CMOS RAM 协处理器
020~03FH 0A0~0BFH
040~05FH 060~06FH 070~07FH 0F0~0FFH
表5-1系统板上接口芯片的端口地址
表5-2扩展槽上接口控制卡的端口地址
I/O接口名称 端口地址 200~20FH 370~37FH 270~27FH 3F8~3FFH 2F0~2FFH 300~31FH 3A0~3AFH 380~38FH 3B0~3BFH 3D0~3DFH 3C0~3CFH 1F0~1FFH 3F0~3F7H 360~36FH
返 回
图1-1微机系统各类接口框图
CPU 内存 DB
AB
CB
智能仪器接口
通信接口
过程控制接口
输入接口
输出接口
外存接口
数字化存储 示波器、数 字化万用表
终端、调制 解调器
A/D转换器 开关量输入 D/A转换器 开关量输出
键盘、鼠标、数 字化 仪、光笔、 图形输入仪麦克 风、扫描仪
打印机 显示器
磁盘磁带 软盘光盘
返 回
5.1.1 为什么要设置接口电路
CPU与外设两者的信号线不兼容,在信号线功能定义、逻 辑定义和时序关系上都不一致 两者的工作速度不兼容,CPU速度高,外设速度低
若不通过接口,而由CPU直接对外设的操作实施控制,就 会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中,大大降低CPU的 效率 若外部设备直接由CPU控制,也会使外设的硬件结构依赖 于CPU,对外设本身的发展不利。
图解
访问存储单元用地址总线 A19 ~ A0 ,全译码后得到 00000H~ FFFFFH共1MB 地址空间. I/O端口只利用其中的一部 分地址线,即 A15 ~ A0 地 址 线 , 可 译 出 0000H ~ FFFFH 共 64KB 个 I/O 端口 地址. 由于端口是与存储器隔离 的,所以用户可扩展存储 器到最大容量,而不必为 I/O端口留出地址空间.

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例3-43 将AX的最高位移入DX的最低位 RCL AX,1 ;将AX的最高位移位CF RCL DX,1 ;将CF移入DX的最低位 例3-44 将AX=00A2H,BX=00B4H,装配在一起形成 AX=A2B4H MOV CL,8 ;(CL)←移位数8 ROL AX,CL ;AX循环左移8位(AX)=A200H ADD AX,BX
例3-40 NOT AL ;AL中内容求反码,结果在AL中 NOT BX ;BX中内容求反码,结果在BX中 NOT WORD PTR [1000H] ; 1000H和1001H 2个单元中 的内容求反码,再送回这 FH OR AL,0FH XOR AL,0FH TEST AL,0FH
;AL中的高4位请零 ;AL中的低4位置1 ;AL中的低4位求反 ;检查AL中的低4位是否全为零
练习1:对AL寄存器的D7D6清零,D5D4置 “1”, D3D2取反,D1D0不变 AND AL,3FH OR AL,30H XOR AL,0CH 练习2:将AH的D7D5D3D1置1,其他位保持不变; 将AL的D7D5D3D1取反 OR AH,0AAH XOR AL, 0AAH
作用:通常对某些位置1。 除了AF 影响其他五位且 OF=CF=0
1.逻辑运算指令
5).异或(按位加)指令XOR 语句格式: XOR OPD,OPS 功能:目的操作数与源操作数做按位加运算,结 果送入目的地址。 即(OPD)⊕(OPS) →OPD。 说明:按位加的运算法则为;1⊕1=0,1⊕0=1, 0⊕1=1,0⊕0=0。 作用:用1与某位异或就是取反。 除了AF 影响其他五位且 OF=CF=0
最高位
CF
最低位
d)带CF的循环右移指令RCR

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二、存储器容量
存储容量是衡量微型计算机中存储能力的 一个指标,它包括内存容量和外存容量。内存 容量分最大容量和装机容量,外存容量是指磁 盘机和光盘机等容量。
③ 各种服务性程序,如机器的调试、故障检查和 诊断程序、杀毒程序等。
④ 各种数据库管理系统,如SQL Sever、Oracle、 Foxpro等。
2020/12/11
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1.1 微型计算机及其特点
应用软件是用来为用户解决某种应用问题 的程序及相关的文件和资料。常见应用软件主 要有以下几种: ① 用于科学计算方面的数学计算软件包、统计软 件包。 ② 文字ห้องสมุดไป่ตู้理软件包(如WPS、Office )。 ③ 图像处理软件包(如Photoshop、动画处理软 件3DS MAX)。 ④ 各种财务管理软件、税务管理软件、工业控制 软件、辅助教育等 。
一、微型计算机系统
微型计算机系统由硬件(Hardware)系统和 软件(Software)系统两大部分组成。
硬件系统是指微机的物理实体,由电子部件 和机电装置组成,包括主机箱内的MPU、RAM、 ROM、I/O接口、系统总线及控制电路、外围硬 件设备等。
具体由五大功能部件组成,即:运算器、控 制器、存储器、输入设备和输出设备。其中运算 器和控制器统称为微处理器(MPU)或中央处理 器(Contol Processing Unit,CPU)。
通过本章学习内容,会对微型计算 机概况有一个较全面的了解,为后续 内容的学习指明方向。
2020/12/11
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1.1 微型计算机及其特点
1.1.1 微型计算机系统简介
一、微型计算机系统
微型计算机系统简称为MCS(micro computer system),它以微型计算机为核心, 再配备以相应的外围设备、辅助电路和电源 (统称硬件)及指挥微型计算机工作的系统软 件,便构成了一个完整的系统。

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NMI——不可屏蔽中断情求〔输入〕,上升沿有效。有效时 表示外部有不可屏蔽中断恳求。
RESET——复位〔输入〕,高电平有效。有效时将终止 80486正在进展的一切的操作,并设置80486为初始形状。在 RESET之后,80486将从FFFFFFF0H单元开场执行指令。
4.3.3 时钟信号
CLK——时钟信号〔输入〕。CLK为80486提供根本的定时 和内部任务频率。一切外部定时与计数操作都是相对于CLK 的上升沿而制定的。
HLDA——总线坚持呼应〔输出〕,高电平有效。有效时表 示微处置器已将总线控制权交给提出总线坚持恳求的总线设 备。
BOFF——总线释放〔输入〕,低电平有效。有效时将强迫 微处置器在下一个时钟周期释放对总线的控制。
11. 总线宽度控制信号 BS8、BS16——总线宽度控制〔输入〕,低电平有效。BS8 和BS16均由外部硬件提供,用来控制数据总线传送的速度, 以满足8位和16位设备数据传送的需求。当BS8有效时,传送 8位数据;BS16有效时,传送16位数据; BS8和BS16同时有效 时,传送8位数据;BS8和BS16均无效时,传送32位数据。 12. 中断/复位信号 INTR——可屏蔽中断恳求〔输入〕,高电平有效。有效时 表示外部有可屏蔽中断恳求。
9. 第20位地址A20屏蔽信号 A20M——地址位A20屏蔽〔输入〕,低电平有效。有效时 微处置器在查找内部Cache或访问某个存储单元之前,将屏 蔽第20位地址线〔A20〕使微处置器只访问1MB以内的低序 地址。
10. 总线仲裁信号 BREQ——总线恳求〔输出〕,高电平有效。有效时表示 80486内部已提出一个总线恳求。 HOLD——总线坚持恳求〔输入〕,高电平有效。其它总线 设备要求运用系统总线时,经过HOLD向80486提出总线坚 持恳求。
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1.2 微处理器、微计算机、微计算机 系统(续)
1.2.3 微计算机系统
微型计算机系统结构图

并行/串行接口
三总线
地址总线

DMA 定时/计数 中断控制器


输出设备
接口 接口 I/O
输入设备
CPU
ROM
RAM
接口
数据总线 控制总线
计算机硬件系统 硬件
运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备
3、386/486: •32位数据线; •32位地址线,最大内存空间为4GB; •33~100M主频; •采用流水线结构,提高运算速度; •内置FPU协处理器(浮点运算单元); •内置8KB的高速缓冲单元(Cache); •支持虚拟存储器管理技术,虚存空间64TB; •支持多用户、多任务操作系统。
cpu cpu
FPU
8KB Cache 8086/8088
cpu1 cpu2
486
Cpu1 cpu2 cpu3
FPU
FPU
32 ~256KB L1 32~512KB 32~512KB L2
8KB 8KB Cache Cache
Pentium
Pentium Ⅱ~4 Ⅱ~4
Intel CPU图片 CPU图片
4004 8080 8086/8088 80286

80386 80486
续表1 Intel系列CPU发展概况 续表1 Intel系列CPU发展概况
换代 型号 情况 五 Pentium Pentium MMX 六 Pentium II Celeron Pentium III 七 Pentium 4 推出 时间 1993 1997 600,0000 750,0000 950,0000 3400,0000 266 300 450 1.4G 1.4G 1997 1998 1999 2000 集成度 主频 (晶体管/片) (Mhz) 晶体管/ 310,0000 133 166
Pentium处理器 Pentium处理器
1997年 月,Intel公司推出了Pentium 1997年1月,Intel公司推出了Pentium MMX芯片,如图所示 MMX芯片,如图所示
Intel 双核CPU图片 双核CPU CPU图片
LGA1366, LGA1366,新的处理器封装
Intel 酷睿 i7 920 参数
CPU
内存储器
外存储器
主 机
外部设备
微机系统组成示意图
微机的工作过程
指令执行过程示意图
微机工作原理
取指令、指令译码、地址生成、取操作数、执行指令、 取指令、指令译码、地址生成、取操作数、执行指令、 存储结果。每节都需要在时钟的控制下工作。
存 结果 结果 存
I/O
存储器
I/O设备
程序
程序

ALU
1989年 1989年Intel 首次在80486中采用类RISC技 首次在80486中采用类RISC技 术; 2005年 2005年Intel 首次在PC中推出双核芯片 首次在PC中推出双核芯片 Pentium D.
Intel80x86系列CPU CPU简介 一、Intel80x86系列CPU简介
Pentium Pro(P6) 1996
微处理器的新纪元
2001~2006年,Intel 2001~2006年,Intel Xeon 处理器(双核、 5100系列除外)。基于NetBurst 5100系列除外)。基于NetBurst 微体系 结构,专为MP系统和高效能工作站设计。 结构,专为MP系统和高效能工作站设计。 2003~当前,Pentium 2003~当前,Pentium M 处理器。是高效 能、低功耗移动处理器系列,采用增强 的微体系结构。 2005~2007, 2005~2007,Pentium 处理器极品版(或 称至尊版)。首次引进双核技术。
1.2 微处理器、微计算机、微计算机 系统
1.2.1 微处理器
CPU µp
图1-1
微处理器
1.2 微处理器、微计算机、微计算机 系统(续)
1.2.2 微计算机
µc
图1-1
微计算机
•地址总线 AB(ADDRESS BUS) 地址总线 用于传送CPU访问存储器或I/O接口的地址信息。 •数据总线DB(DATA BUS) 数据总线DB(DATA 数据总线 用来传送CPU和存储器或I/O接口之间相互交换的数 据信息。 •控制总线CB(CONTROL BUS) 控制总线CB(CONTROL 控制总线 用来传送控制信号和状态信号。控制信号由CPU发 送给存储器或I/O接口,控制读/写操作;状态信号由I/O接 口发送给CPU,供CPU查询。
– QPI总线:4.8GT/s QPI总线:4.8GT/s
– 核心数量:四核
1.3.2 近年来与Intel 竞争的微处理器 近年来与Intel
INTEL INTEL AMD Cyrix IDT AMD K5 6x86, 6x86L Winchip C6 ② AMD K6 6x86MX, MⅡ Ⅱ WinchipC62 Pentium ① P.MMX ③ PⅡ ④ Ⅱ Celeeron ⑤ AMD K6-2 PⅢ Ⅲ CeleronⅡ Ⅱ AMD K7
① 整数运算: 6X86>AMD K5>Pentium 86>AMD 浮点运算: 6X86<AMD K5<Pentium 86<AMD K5与X86兼容,丢弃INTEL产权,操作方式与PENTIUM不同,结果同 86兼容,丢弃INTEL产权,操作方式与PENTIUM不同, ② 类似486 + 缓存、MMX技术,速度接近Pentium, 价格最低 类似486 缓存、MMX技术,速度接近Pentium, ③ 整数运算: 6x86MX >AMD K6>>Pentium MMX,6x86MX 0.25um工艺 86MX MMX, 86MX 25um工艺 浮点运算: AMD K6<PentiumMMX;6x86MX, MⅡ很差 <PentiumMMX; 86MX, MⅡ技术与PⅡ接近 技术与P ④ 1998,AMD K6-2 改进体系结构,支持3Dnow!指令,优于MMX,近于 1998, 改进体系结构,支持3Dnow!指令,优于MMX, PⅡ,1998,Winchip C6-2支持3Dnow!指令 1998, 支持3Dnow!指令 ⑤ INTEL争夺低价位市场,早期celeron(covington)无L2 cache,浮点等于 INTEL争夺低价位市场,早期celeron(covington) cache, PⅡ,二期(Mendocino)加128kb L2 内部缓存,性能大大提高 二期(Mendocino) 128kb 内部缓存,
第一节 微型计算机发展概况
现代计算机是在微电子学高速发展与计 算数学日臻完善的基础上形成的,可以 说现代计算机是微电子学与计算数学相 结合的产物。微电子学的基本电路元件 及其逐步向大规模发展的集成电路是现 代计算机的硬件基础,而计算数学的数 值计算方法与数据结构则是现代计算机 的软件基础。
第一节 微型计算机发展概况
接口
数据 数据
取指 写 读
I/O命令
操作命令
控制器
1.3 微型计算机的发展概况
1.3.1 Intel 系列微处理器 1.3.2 近年来与Intel 竞争的微处理器 近年来与Intel 1.3.3 RISC微处理器 RISC微处理器 1.3.4当 1.3.4当前流行的微处理器及发展趋势
第一节 微型计算机发展概况
微处理器的新纪元
2008年10月,Intel又推出Core i7系列处理 2008年10月,Intel又推出Core i7系列处理 器。Core 器。Core i7 920 采用45 nm 工艺,内建 采用45 工艺,内建 7.31 亿个晶体管。
影响PC处理器发展的两个重大事件 影响PC处理器发展的两个重大事件
1、8086(8088) : • 16位数据线; 16位数据线; • 20位地址线,最大内存空间为1MB; 20位地址线,最大内存空间为1MB; • 4.77~10M主频; 4.77~10M主频; • 支持单用户、单任务操作系统。 2、80286 : • 16位数据线; 16位数据线; • 24位地址线,最大内存空间为16MB; 24位地址线,最大内存空间为16MB; • 25M主频。 25M主频。
自从1946年第一台计算机诞生, 自从1946年第一台计算机诞生,计算机 已由电子管时代,晶体管时代, 已由电子管时代,晶体管时代,中小规 模集成电路时代, 模集成电路时代,发展到大规模、超大 规模集成电路时代。微处理器已经推 出了四代产品:四位微处理器,八位 微处理器,十六位微处理器和三十二 位以上微处理器。
– 适用类型:台式机 – 接口类型:LGA 1366 接口类型:LGA – CPU系列:core i7 CPU系列:core – 生产工艺:45nm 生产工艺:45nm – 主频:2.66GHz 主频:2.66GHz – 倍频:20X 倍频:20X – L2缓存:256KB*4 , L3缓存:8MB L2缓存: L3缓存:
第一章 微型计算机基础
学习指导和要求
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
微型计算机发展概况 微型计算机的硬件结构 微型计算机的运算基础 IBM PC系列微机的主要性能 PC系列微机的主要性能 微型计算机主要性能指标 CPU中应用的几项先进技术 中应用的几项先进技术
学习指导和要求
了解微型计算机的发展概况; 掌握微机的硬件结构和PC系列 掌握微机的硬件结构和PC系列 微机的组成; 熟记各种类型数制及其相互之 间的转换,掌握BCD码和 间的转换,掌握BCD码和 ASCII码; ASCII码; 了解微机中应用的先进技术和 衡量微机系统的主要性能指标。
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