微型计算机的基本工作原理
微机原理与接口技术pdf
微机原理与接口技术pdf微机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的基本原理和接口技术的应用。
本文将从微机原理和接口技术两个方面进行介绍和讨论，希望能够对读者有所帮助。
首先，我们来谈谈微机原理。
微机原理是指微型计算机的基本工作原理，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等各个部分的工作原理。
CPU是微型计算机的核心部件，它负责执行指令、进行运算和控制数据传输。
存储器用于存储数据和程序，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。
输入输出设备用于与外部环境进行信息交换，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
了解微机原理对于理解计算机的工作原理和进行系统调试都非常重要。
其次，我们来谈谈接口技术。
接口技术是指计算机与外部设备进行数据交换的技术，包括串行接口、并行接口、通信接口等。
串行接口是一种逐位传输数据的接口，适用于远距离传输和低速设备。
并行接口是一种同时传输多位数据的接口，适用于短距离传输和高速设备。
通信接口是一种用于计算机与通信设备进行数据交换的接口，包括网卡、调制解调器等。
了解接口技术对于设计外部设备、进行通信协议的开发都非常重要。
在实际应用中，微机原理和接口技术经常是相互结合的。
例如，我们在设计一个外部设备时，需要了解计算机的工作原理，选择合适的接口技术进行数据交换。
又如，在进行系统调试时，需要了解接口技术，进行数据的采集和分析。
因此，微机原理与接口技术的学习是非常重要的。
总之，微机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的基本原理和接口技术的应用。
通过本文的介绍，希望读者能够对微机原理和接口技术有所了解，并能够在实际应用中灵活运用。
希望本文能够对读者有所帮助。
微型计算机原理及应用技术
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二进制
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1100 1101 1110 1111 10000 10001
16进制
9 A B
C D E F 10 11
4. 各种数制之间的转换 【例1-1】 十进制数22.625转换为二进制数
②小数部分转换，每次把乘积的整数取走作为转换结果的一位，对 剩下的小数继续进行乘法运算。对某些数可以乘到积的小数为0（如 上述两例），这种转换结果是精确的；对某些数（如0.3）永远不能 乘到积的小数为0，这时要根据精度要求，取适当的结果位数即可， 这种转换结果是不精确的。
例如 ：十六进制数
1
A
E
4
虽然BCD码是用二进制编码方式表示的，但它与二进制之间不 能直接转换，要用十进制作为中间桥梁，即先将BCD码转换为 十进制数，然后再转换为二进制数；反之亦然。
十进制 0 1 2 3 4 5
表1-2 BCD编码表
8421BCD码
十进制
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7
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0011Leabharlann 9010010
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8421BCD码 0110 0111 1000 1001
1.3.1 计算机的硬件系统 1.3.2 计算机的软件系统 1.3.3 计算机的主要技术指标
1.1 引言 1.1.1 计算机发展概况
微机原理
1、微型计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成。
2、从编程结构上看，8086CPU是由指令执行部件和总线接口部件两部分组成。
3、8086CPU有16根数据线，20根地址线，具有1MB字节的存储器寻址空间。
4、逻辑地址为2000H：1234H的存储单元的物理地址是21234H。
5、8086CPU写入一个规则字，数据线的高8位写入奇存储体，低8位写入偶存储体。
6、8086CPU有最小模式和最大模式两种工作模式，当MN/MX0V时，8086工作在最大模式。
7、CPU和外设之间的数据传送方式有：程序方式、中断方式和DMA方式三种。
（×）1、8088CPU与8086CPU一样，有16根数据线。
（×）2、段内转移指令执行结果要改变IP、CS的值。
（∨）3、在串操作指令执行时，若DF=0，则地址值会自动增加。
（×）4、8086CPU从内存中读取一个字（16位）必须用两个总线周期。
（×）5、MOV AX，[BP]的源操作数物理地址为16d ×（DS）+(BP)。
（×）6、指令MOV CS，AX是正确的。
（×）7、REP的判断重复条件是（CX）=0。
（×）8、指令RCR AL，2是错误的。
（√）9、当8086CPU响应中断时，会从INTA输出两个连续的负脉冲应答信号。
（√）10、堆栈指令的操作数均为字。
1、8086CPU复位后，程序的起始物理地址为：（B）A、00000HB、FFFF0HC、10000HD、F0000H2、8086CPU的中断相量表位于：（A）A、00000H~003FFH区B、10000H~103FFH区C、0F000H~0F3FFH区D、F0000H~F03FFH区3、8086CPU可屏蔽中断的使能位为：（B）A、DFB、IFC、TFD、PF4、下面哪个运算符是用来取地址的段值：（B）A、OFFSETB、SEGC、SEGMENTD、ASSUME 5、标志寄存器压栈指令为：（C）A、SAHFB、LAHFC、PUSHFD、POPF6、指令MOVSB的功能是：（A）A、将DS：[SI]所指出的存储单元的字节送到ES：[DI]所指出的存储单元。
解微型计算机工作原理和工作过程
解微型计算机工作原理和工作过程全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：微型计算机是一种集成了CPU、内存、输入输出设备等部件的计算机系统，体积小、功耗低、性能高。
其工作原理和工作过程是微处理器通过接收来自输入设备的指令和数据，经过运算处理后，将结果输出到输出设备上。
本文将详细介绍微型计算机的工作原理和工作过程。
一、微型计算机的工作原理微型计算机的工作原理主要由硬件和软件两部分构成。
硬件部分包括主板、CPU、内存、显卡、硬盘、输入输出设备等组件，这些组件通过总线相连，实现信息的传递和处理；软件部分包括操作系统、应用程序等，用于控制硬件的工作、管理资源、处理数据等。
微型计算机的工作原理是通过CPU来实现的。
CPU是微型计算机的核心部件，负责执行各种指令，进行运算处理。
CPU通过总线与主板上其他硬件设备连接，能够读取数据、存储数据、进行算术逻辑运算等操作。
当用户操作计算机时，输入设备会将指令和数据传输给CPU，CPU经过运算处理后，将结果输出到输出设备上，用户就能看到相应的反馈了。
二、微型计算机的工作过程微型计算机的工作过程主要包括输入、处理、输出三个阶段。
在输入阶段，用户通过键盘、鼠标等输入设备输入指令和数据；在处理阶段，CPU接收并解析输入数据，执行相应的操作，进行计算处理；在输出阶段，CPU将处理结果输出到显示器、打印机等输出设备上，用户可以看到相应的结果。
微型计算机的工作过程是一个循环往复的过程，用户不断输入数据和指令，CPU不断进行处理和计算，输出结果。
通过这种方式，用户可以实现各种计算、操作、应用等功能。
第二篇示例：微型计算机是一种小型但功能强大的计算机系统，被广泛应用于日常生活和工作中。
它是现代信息社会中不可或缺的一部分，其工作原理和工作过程值得我们深入了解和探讨。
微型计算机的工作原理主要涉及到计算机的硬件和软件两个方面。
硬件部分包括主机、CPU、内存、硬盘、光盘驱动器、显卡、声卡等各种组件，软件部分则包括操作系统、应用程序、驱动程序等。
微型计算机的工作原理和应用场景
微型计算机的工作原理和应用场景自从计算机的出现，它就成为了世界上最伟大的发明之一，它的应用领域非常广泛，几乎涵盖了现代社会各个方面。
在计算机应用的发展过程中，微型计算机的出现无疑是一个重要的里程碑。
在本文中，我们将详细介绍微型计算机的工作原理及其应用场景。
一、微型计算机的工作原理微型计算机是指体积较小、成本较低、可扩展性强的计算机。
微型计算机的工作原理并没有太大的区别，它们像普通计算机一样包括了一个中央处理器（CPU）、内存和输入输出设备。
在微型计算机中，中央处理器是整个计算机的核心，它能够处理输入设备传输过来的各种数据，进行运算以及将结果输出到输出设备上，如显示器或喇叭。
微型计算机的工作原理可以用以下几个方面来描述：1. 输入设备：微型计算机的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、数码相机等。
这些设备可以将各种类型的数据输入到计算机中。
2. 中央处理器（CPU）：中央处理器是微型计算机的核心。
它负责获取输入设备中的数据，并进行必要的运算。
一个微型计算机的中央处理器可以被认为是一个非常小型的电脑，并且可以执行复杂的操作。
3. 内存：内存是微型计算机的另一个重要组成部分，它存储了中央处理器需要处理的数据。
内存可以被认为是一个大型的存储媒介，让数据可以末日呈现给中央处理器。
4. 输出设备：输出设备是微型计算机中最重要的组成部分之一，其中最常见的输出设备是显示器或喇叭。
这些设备可以将处理好的数据呈现给使用者。
二、微型计算机的应用场景微型计算机是一种非常便携的设备，可以在各个领域得到广泛的应用，以下是一些常见的微型计算机应用场景：1. 商务用途：在商务用途中，微型计算机可以被用来记录会议议程、领导讲话、会议记录等，这在商务领域中非常有用。
2. 教育领域：教育者可以利用微型计算机教授学生们学科知识，同时也可以在教育过程中让学生逐渐熟悉计算机。
3. 医疗领域：在医疗领域，微型计算机非常受欢迎，因为它们可以采集患者的病历、记录医学数据和进行药物管理，这有助于提高医生的工作效率。
微型计算机的工作原理
微型计算机的工作原理
微型计算机是一种高度集成的电子设备，由多个电子元器件组成。
它的工作原理可以简单归纳为：输入、处理和输出。
首先，输入部分接收外部信息，并将其转化为计算机可以理解的电信号。
输入设备可以是键盘、鼠标、摄像头等。
接下来，转到处理部分，这是计算机最关键的部分。
处理器是计算机的核心，它由控制单元和算术逻辑单元组成。
控制单元负责指挥电子信号流动的步骤，包括从内存中读取指令、分析和解码指令，以及将数据传送到适当的位置。
算术逻辑单元用于执行各种数学运算和逻辑操作，例如加法、减法和比较等。
在处理过程中，计算机通过内存来存储和检索数据。
内存分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM用于存
储临时数据和程序，而ROM则用于存储永久性的数据和指令。
最后，输出部分将计算机处理后的结果转化为人类可以理解的形式。
常见的输出设备包括显示器、打印机和扬声器等。
整个工作过程是由操作系统控制和协调的。
操作系统是一种软件，负责管理计算机的资源，并提供用户与计算机交互的接口。
总之，微型计算机通过输入设备接收数据，经过处理器的处理和内存的存储，最终通过输出设备呈现给用户。
这种输入-处
理-输出的工作原理使得计算机能够高效地执行各种任务。
第2章微型计算机系统的组成及工作原理
2.5.6 ISA总线的定义与应用
2. ISA总线的信号线定义 ——98芯插槽，包括地址线、数据线、控制线、时钟和电源线 (1)地址线：SA019和LA1723 (2)数据线：SD015 (3)控制线：AEN、BALE、 IOR 和 IOW、 SMEMR和 SMEMW
MEMR 和 MEMW、 MEM CS16 和 I/O CS16 、SBHE
2.1.2 微机系统的软件配置
系统软件、工具软件、应用软件、用户应用程序
.3 微机系统中的信息流与信息链
1. 微机系统中信息流与信息链的构成 信息流：存储器中的数据、程序代码；接口寄存器中的I/O数据、 状态、I/O命令 信息链：信息流在系统中流动的路径； 包括物理(硬件)环节和逻辑(软件)环节 2. 微机系统中信息流与信息链 ——早期微机系统/现代微机系统中的信息链 3. 研究信息流与信息链的意义 ——通过信息流从整体上认识微机体系结构和组成微机系统的各 部件之间的关系
2.5.7 现代微机总线技术的新特点
3. 总线桥 (1) 总线桥 ——总线转换器和控制器，是两种不同总线间的总线接口 内部包含兼容协议及总线信号和数据缓冲电路；把一条总线映 射到另一条总线上 北桥：连接CPU总线和PCI总线的桥 南桥：连接PCI总线和本地总线(如ISA)的桥 (2) PCI总线芯片组 ——实现总线桥功能的一组大规模集成专用电路 保持主板结构不变前提下，改变这些芯片组的设计，即可适应 不同微处理器的要求 4. 多级总线结构中接口与总线的连接
2.4 I/O设备与I/O设备接口
2.4.1 I/O设备及其接口的作用
1. I/O设备的作用 2. I/O设备接口的作用——连接与转换
2.4.2 I/O设备的类型及设备的逻辑概念
郑学坚《微型计算机原理及应用》课后习题详解(微型计算机的基本工作原理)【圣才出品】
第3章微型计算机的基本工作原理1．写出本章中简化式计算机的指令系统的每条指令的汇编语言的助记符及其相应的机器语言的机器码。
答：2．程序计数器PC的内容是什么意义？答：PC中存放的是下一条将要执行的指令地址。
3．指令寄存器IR从PROM接收到指令字（8位）后的运行过程如何，起什么作用？答：IR从PROM接收到指令字（当L1=1，E R=1）后，将指令字分送到控制部件CON 和W总线上。
其中左四位为指令字段，右四位为地址字段。
4．试简述程序设计的4个步骤。
答：程序设计的4个步骤：（1）获得操作码表；（2）进行存储器分配；（3）将源程序翻译成目标程序；（4）此程序按存储单元的地址顺序存入计算机。
5．环形计数器有何用处？什么叫环形字？答：（1）环形计数器用于发出环形字，从而产生机器节拍。
（2）环形字是由多个移位寄存器的输入位组成，其中移位寄存器最低一位的串行输出端Q1反馈到最高位的串行输入端。
6．什么叫例行程序？什么叫机器周期、取指周期和执行周期？本章简化式计算机的机器周期包括几个时钟周期（机器节拍）？机器周期是否一定是固定不变的？答：（1）例行程序：例行程序是指完成一个处理过程并产生多个处理结果且通过CALL 语句调用执行的程序。
（2）机器周期：取出一条指令并执行完这条指令所需要的时间。
（3）取指周期：取出指令所需要的时间，通常由三个机器节拍构成。
（4）执行周期：执行一条指令所需要的时间，通常由三个机器节拍构成。
（5）本章简化式计算机的机器周期包括6个时钟周期。
（6）机器周期不是固定不变的，和具体的指令有关。
7．控制部件包括哪些主要环节？各有何用处？答：控制部件主要包括：（1）环形计数器（RC）环形计数器用于发出环形字，从而产生机器节拍。
（2）指令译码器（ID）指令寄存器IR中数据的高四位被送到控制部件，指令译码器对该指令的高四位译码，确定该指令需要执行的操作，即译码器能将编码信息译成某一控制线为高电位。
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2.3 存储器(memory) 1. 存储器单元的地址和内容
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2. 存储器的分类 存储器分为内部存储器和外部存储器两大类
，分别简称为内存和外存，外存也叫辅存，内存也叫 主存。程序和数据以文件的形式保存在外存中，要执 行的程序和要使用的数据必须事先调入内存。为了加 快CPU访问内存的速度，从而提高程序的运行速度， 在内存和CPU之间或者CPU内部增加了存取速度较高 的高速缓冲存储器，即cache。为了扩充内存容量， 还将外存作为内存的辅助，给用户提供比内存大得多 的逻辑存储容量，这就是所谓的“虚拟存储器”。
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2.1 CPU
CPU是微机的核心部件,具有运算和控制功能 组成： 算术逻辑单元ALU(arithmetic logic unit) 寄存器(register)组 控制器(control unit)
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2.2 总线
总线是把计算机各部分有机地连接起来的一组并 行导线，是各个部分之间进行信息交换的公共通道
储器容量。如：地址总线为20条，用A19～A0表
示，可寻址220=1M的存储空间
控制总线CB
向计算机系统的各部件发送操作命令和定时信息。
带有上横线的表示低电平有效,无上横线的表示高
电平有效
如：ALE(address latch enable)、INTR高电平有
效，MEMW、MEMR、IOR、IOW、INTA低电
微机的三总线： 数据总线DB
在CPU与存储器和CPU与I/O接口之间双向传送 数据.其条数决定了每一次能同时传送的二进制 数的位数。如：8088的数据总线为8条，一次能 够传送8位二进制数，用D7～D0表示
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地址总线AB
传送CPU发出的地址，以寻址存储单元或I/O端口。
AB的宽度决定了计算机系统能够使用的最大的存
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Cache中存放的内容除了内存中的指令和数据外，还要 存放这些指令和数据在内存中的对应地址。当微处理 器存取指令和数据时，Cache截取微处理器送出的地 址，并判别这个地址与Cache中保存的地址是否相同 。若相同，则从Cache中存取该地址中的指令或数据 ；否则就从内存中存取。的操作 CPU对存储器的操作有读和写两种，读操作是
CPU将存储单元的信息取到CPU内部，而写操作是 CPU将其内部的信息传送到存储单元保存。写操作 要改变被写存储单元的内容，而读操作则不改变被读 存储单元的内容。向存储单元存放或取出信息，都称 为访问存储器。访问存储器时，先由地址译码器将送 来的单元地址进行译码，找到相应的存储单元；再由 读写控制电路，根据送来的读或写命令确定访问存储 器的方式，完成读出(读)或写入(写)操作。
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①虚拟存储器 人们通常所指的内存是由“内存条”组成
的物理存储器，物理存储器是由地址总线直接访问的 存储空间，其地址称为物理地址。显然，地址总线的 条数决定了物理存储器即内存的最大容量。
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虚拟存储器是相对物理存储器而言的，虚 拟存储器是指程序使用的逻辑存储空间，它可以比物 理存储空间大得多。虚拟存储器由内存、辅存和管理 部件共同组建。通过管理软件达到内存和辅存密切配 合，使整个存储系统的速度接近内存、容量接近辅存 。当应用程序访问虚拟存储器时，必须给出虚拟地址 即逻辑地址，在此过程中，先通过硬件和软件找出逻 辑地址到物理地址之间的对应关系，判断要访问的是 否已装入内存，如已装入则直接访问内存，否则，相 应的硬件和管理软件会将要访问的有关数据块从辅存 调入内存，与此同时将内存中原有的暂时不使用的某 数据块调回辅存，并且将虚拟地址转变为物理地址。
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②高速缓冲存储器
高速缓冲存储器即高速缓存Cache是使用 速度与CPU相当的静态随机读/写存储器芯片组成的 小容量存储器，用来存放微处理器最近要用的指令和 数据。
Cache中的内容其实是内存中一小部分内容的复制 品，内存中经常被微处理器使用到的一部分内容要烤 页到Cache中，并不断地更新Cache中的内容，使得 Cache中总是保存有最近经常被微处理器使用的一部 分内容。
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3 计算机的工作原理
CPU、存储器、I/O接口、外部设备构成了计算机 的硬件(hardware)，光有这样的硬件还只是具有了计 算的可能。计算机要真正能够进行计算还必须有多种程 序的配合。
当人们要解决问题时,首先将问题程序化,形成指令序 列,然后将它存入存储器中,再由CPU的控制器和ALU依 据程序中指令的顺序周而复始地取出指令，分析指令， 执行指令，直到完成全部指令的操作。上述“程序存储 和程序控制”是计算机的基本工作原理。
微型计算机原理及应用
2007. 6. 13
1
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微型计算机的基本工作原理
1 微型计算机的常用术语 2 微型计算机的基本结构 3 微型计算机的工作原理
2
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1 微型计算机常用的术语
位(bit)——计算机所能表示的最基本、最小的数
据单元。1个二进制位有两种状态“0”和“1”
字(word) ——计算机内部进行数据处理的基本单
位，与寄存器、ALU宽度一致每一个字所包含的
二进制位数称为字长
字节(byte) ——8个Bit组成一个字节,存放相邻的
8位二制数.字节的长度固定
指令(instruction)
程序(program)
指令系统(instruction set)
3
3
2 微型计算机的基本结构 微型计算机的基本组成如图所示：
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2.4 总线插座和接口
外部设备通过总线插座和接口与计算机连接。设置接 口的主要原因
外设的工作速度远低于CPU的速度 外设表示信息的格式与计算机不同 接口向计算机报告设备的状态,传达计算机命令等
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2.5 I/O设备 输入设备：键盘、模数转换器、扫描仪等 输出设备：显示器、打印机、绘图机等 输入/输出设备：磁盘和光盘等