吉林大学远程教育学院 计算机接口技术 主讲人： 赵宏伟 教授 总学时： 32 吉林大学计算机科学与技术学院.

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1 吉林大学远程教育学院 计算机接口技术 主讲人： 赵宏伟 教授 总学时： 32 吉林大学计算机科学与技术学院

2 第1章 绪 论 微机接口技术课程是计算机科学与技术专业的专业基础课，它是为满足计算机应用领域对计算机应用人才的需要而设置的，是一门实践性很强的课程。 通过本课程的学习，学生将做到： 1．较深入地了解微机接口的组成及工作原理； 2．掌握微机的各种接口方式； 3．掌握分析和设计典型接口（包括软硬件）的方法。

3 1.1 概 述 微处理器及其发展 1．第一代：4位机发展和8位机萌芽阶段 2．第二代：８位机发展阶段 3．第三代：16位机发展阶段
1.1 概 述 微处理器及其发展 1．第一代：4位机发展和8位机萌芽阶段 2．第二代：８位机发展阶段 3．第三代：16位机发展阶段 4．第四代：32位机发展阶段 5．第五代：64位机产生及发展阶段

4 微型计算机发展趋势（1） 一、微型计算机的发展趋势 1．中央处理器 （1）更小的布线宽度和更多的晶体管 （2）64位CPU成为主流
（3）更高的总线速度 2．系统存储器 （1）CPU集成更大的高速二级缓存 （2）内存容量更大，速度更快 （3）硬盘也容量更大，速度更快 （4）DVD-RAM普及

5 微型计算机发展趋势（2） 3．多媒体系统 （1）显卡的性能更高 （2）图形技术进一步发展 （3）大尺寸显示器成为主流
（4）数字式音箱占领市场 4．网络 5．整机 二、计算机的总体发展趋势 1．新一代计算机 2．人工智能进一步发展 3．计算机与通信相结合，计算机应用进入网络计算时代

6 计算机系统硬件组成

7 微型计算机的硬件系统

8 完整的微机系统由硬件系统和软件系统组成

9 微型计算机软件、硬件之间的关系 微型计算机软件、硬件之间的关系是： 1．硬件是软件的物质基础
硬件是组成一个计算机的物质基础，任何软件都是建立在硬件基础之上的，离开硬件，软件不可能工作。 2．软件是硬件功能的扩充和完善 软件是在硬件基础之上对硬件性能的扩充和完善。如果说硬件提供了使用工具，那么软件为人们提供了使用的方法和手段，从而使人们不必了解机器本身就可以使用电子计算机，这就有利于计算机的推广和普及。 3．软件和硬件的融合与转化 在微型计算机系统中，很多功能无法明确地说，哪些必须由软件来完成，哪些必须由硬件来完成。事实上，软件和硬件的界面是浮动的，某些计算机系统的功能既可以由硬件实现，也可以由软件实现，两者之间不存在一条固定不变的界限。某种系统功能如用硬件实现，一般速度快，但价格较高，如果用软件实现则价格低，且较灵活，但速度可能会降低。总之，软件和硬件之间具有融合性和转化性，在逻辑上是等价的。

10 微型计算机的基本结构 微型计算机的基本结构是由微处理器、存贮器和I/O接口芯片，通过三总线连接而成。微型计算机结构上最大的特点就是总线结构。所谓总线（BUS），是微型计算机中传送信息的一组通信线，它联系着多个信号源和多个接收部件，信号可以从多个信号源中的任一个传递到接收部件中的任一个。也就是说，构成微计算机的CPU、存储器、I/O接口都以平等的身份挂在总线上，它们按时间轮流使用总线，称为分时复用。所以，总线就象人体的神经一样牵动着全身，沟通着微计算机的各个部分。 微计算机的总线有三种：地址总线（Address Bus）、数据总线（Data Bus）和控制总线（Control Bus），分别记作AB、DB和CB。

11 1.2 什么是接口 广义上讲，接口是指两个系统或两个部件间的交接部分，可以是两种硬设备之间的连接电路，也可以是两个软件之间公用的逻辑边界。
1.2 什么是接口 广义上讲，接口是指两个系统或两个部件间的交接部分，可以是两种硬设备之间的连接电路，也可以是两个软件之间公用的逻辑边界。 在微计算机系统中，CPU与外部设备之间的联系，需要有特定的硬件连接和相应的软件控制。完成这一任务的软、硬件综合称为接口。对这硬、软件的设计，称为接口技术。 接口和端口是不同的。所谓端口是指接口电路中那些完成信息传送，可由程序寻址进行读写的寄存器，一个接口中往往含有几个端口，CPU可通过输入指令从端口读出信息，通过输出指令向端口写入信息，CPU寻址的是端口，而不是笼统的外设接口。 主机与外部设备不能直接相连而必须通过接口： 1．外部设备的种类繁多。如键盘、打印机、显示器、磁盘、开关等等。其结构有机械式、电动式、电子式、光电式等等。 2．外部设备的工作速度变化范围大，有每分钟只能提供一个数据的慢速传感器，有每秒传输100个信息的电传打字机和秒级输入字符的中速键盘，有每秒传送率高达0.25兆位至6兆位的高速软盘机，这些数据的产生与消失是不依赖于计算机的，各按自己的速率提供数据。难以和主机的工作速度相配合。 3．外部设备信号类型与电平种类不同。既有数字电压信号，也有连续的电流信号或其他模拟信号，而且信号电平的高低大小很不规一，范围广，离散性大。 4．外部设备信息格式复杂。有需要并行数据的打印机，有需要串行数据的软盘机。象常见的电传打字机、盒式磁带机与软盘机等设备之间的信息格式也不相同，需要进行信息格式变换。

12 1.3 接口的功能 接口应具有以下功能： 1．地址译码或设备选择 2．数据缓冲和锁存 3．信息格式与电平转换 4．数据传送的协调

13 1.4 接口的基本组成 CPU与外部设备交换的信息有三种：
1.4 接口的基本组成 CPU与外部设备交换的信息有三种： 1．数据。在微计算机系统中，数据通常有四种基本类型；数字量、模拟量、开关量和脉冲量。 2．状态信息 3．控制信号 接口由三部分组成： （1）寄存器 （2）控制逻辑电路 （3）连接线

14 1.5 接口的分类（1） 一、按应用分类 1．用户交互接口 2．辅助操作接口 3．传感接口 4．控制接口

15 1.5 接口的分类（2） 二、按接口功能分类 1．按数据传送方式可分为并行接口和串行接口 （l）并行接口 （2）串行接口
1.5 接口的分类（2） 二、按接口功能分类 1．按数据传送方式可分为并行接口和串行接口 （l）并行接口 （2）串行接口 2．按接口通用性分类 （1）通用接口 （2）专用接口 3．按接口功能可否选择性分类 （1）可编程接口 （2）不可编程接口 4．按接口输入/输出信号分类 （1）数字接口 （2）模拟接口

16 第1章 作业 1．什么是接口？接口与端口有什么不同？ 2．接口的基本功能是什么？ 3．接口的基本电路应包括哪些部分？简述各部分的作用。

17 第1章 结束 请同学们按教材后的习题 及时复习 吉林大学远程教育学院