Principles of Microcomputers

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1 Principles of Microcomputers
微型计算机原理 Principles of Microcomputers 课程介绍 本课程是工科各专业非常重要的计算机基础课之一。本课程以Intel 80x86CPU构成的微机为主讲机型，系统深入地介绍微型计算机的工作原理、80x86指令系统、汇编语言程序设计、半导体存储器、输入/输出与中断以及可编程接口芯片及应用等知识。通过本课程学习，应掌握微型计算机的工作原理、汇编语言程序设计方法以及接口电路设计技术等内容，初步具备软硬件方面的实际开发能力。

2 Principles of Microcomputers
微型计算机原理 Principles of Microcomputers 总学时64H（授课54H+实验10H） 教学内容 80X86CPU结构及工作原理 汇编语言程序设计 可编程接口芯片

3 Principles of Microcomputers
微型计算机原理 Principles of Microcomputers 请同学们注意： 每次做实验前一定要 认真预习，编写程序； 认真分析实验中遇到的 问题；认真完成实验报 告。希望通过这门课程 的学习，使大家分析问 题和解决问题的能力得 到进一步提高。 祝同学们学习顺利！ 实验内容 实验1 熟悉汇编语言的上机环境 实验2 分支和循环结构程序设计 实验3 子程序设计及宏调用 实验 ／8088中断的应用 实验 A并行接口实验

4 指定教材 微型计算机原理 面 向 21 世 纪 西安电子科技大学出版社 Principles of Microcomputers
高等学校计算机类专业系列教材 微型计算机原理 Principles of Microcomputers 指定教材 王忠民 主编 王忠民 王钰 王晓婕 编著 西安电子科技大学出版社

5 教学参考书 “IBM PC Assembly Language and Programming”， Peter Abel编著
清华大学出版社& Prentice-Hall International , Inc. 1998年 教学参考书 “微型计算机系统原理及应用” 杨素行编著 清华大学出版社， 1995年

6 实验指导 “微机原理与汇编语言实验指导” 潘峰、樊如锦编写 电子工业出版社出版，1997 “微机接口实验指导” 冯学军等编写
西安邮电学院，1999 本课程教学辅助网站提供的 “实验CAI课件”

7 现在开始 本课程的学习

8 第1章 微型计算机系统导论 (本章授课学时：4H） 1.1 引言 1.2 计算机的发展概况 1.3 微型计算机系统的组成
第1章 微型计算机系统导论 (本章授课学时：4H） 1.1 引言 1.2 计算机的发展概况 1.3 微型计算机系统的组成 1.4 微型计算机硬件系统 1.5 微型计算机的工作过程

9 教学内容 本章简要介绍微型计算机的发展历史；根据冯.诺依曼计算机 设计思想，主要介绍微型计算机硬件系统的组成，三总线结
构（地址总线AB、数据总线DB、控制总线CB）以及组成计 算机的五大部件（运算器、控制器、存储器、输入及输出设 备）；介绍软件在计算机系统中的作用；通过在模型机上运 行一个简单的程序说明计算机的工作过程。具体内容如下： 计算机发展概况 微型计算机系统的组成 微型计算机硬件系统 微型计算机的工作过程

10 学习要求 通过本章学习，应对微型计算机的基本概念、基本组成及工作过程有一个基本了解，建立计算机整机概念，为后续各章节的学习打下基础。具体要求如下： 1、了解微处理器及微型计算机的发展、分类和特点。 2、熟悉微型计算机系统各个组成部分的功能，掌握地址总线 AB、数据总线DB、控制总线CB的概念及其作用。 3、掌握CPU的概念、组成及基本工作原理。 4、了解存储器在微型计算机的作用和内存的读写操作过程，掌握有关概念：位、字节、字、存储器容量、存储单元地址等。 5、熟悉微型计算机的工作过程，初步建立计算机整机的概念

11 1.1 引 言 计算机的应用领域 1、科学计算 2、数据（信息）处理 3、过程控制

12 1.1 引 言 为什么要学习《微型计算机原理》？ 实时数据（信息）处理和过程控制要求实时性，希望编写的程序更精练，运行起来更快（一般情况下，对于完成相同的任务，用机器语言或汇编语言编写的程序运行起来比用高级语言编出的程序快得多）；专用的输入输出设备与计算机的连接和编程控制（称为接口），更不是只具有高级语言编程知识所能胜任的。为此，必须对计算机的工作原理有更深入的了解，对计算机的逻辑组成、工作原理、与外界的接口技术以及直接依赖于计算机逻辑结构的机器语言、汇编语言编程方法等需要进一步的学习。本课程就是基于此目的而设置的。

13 1.2 计算机的发展概况 计算机的发展历史 自1946年世界上第一台电子计算机问世以来，计算机的发展已经历了四代：
1.2 计算机的发展概况 计算机的发展历史 自1946年世界上第一台电子计算机问世以来，计算机的发展已经历了四代： 目前，各国正加紧研制和开发第五代“非冯·诺依曼”计算机和第六代“神经”计算机。 第一代：电子管计算机 第二代：晶体管计算机 第三代：集成电路计算机 第四代：大规模、超大规模集成电路计算机

14 1.2 计算机的发展概况 微型计算出现的历史背景 微型计算机的发展历史
1.2 计算机的发展概况 微型计算机的发展历史 微型计算机属于第四代计算机（大规模、超大规模集成电路计算机），是二十世纪70年代初期研制成功的。 微型计算出现的历史背景 一方面是由于军事、空间及自动化技术的发展需要体积小、功耗低、可靠性高的计算机； 另一方面，大规模集成电路技术的不断发展也为微型计算机的产生打下了坚实的物质基础。

15 1.2 计算机的发展概况 有关微型计算机的概念 微型计算机 (MicroComputer)：是由微处理器(CPU)、存储器和I/O接口电路组成的计算机。 微处理器(MicroProcessor)：微型计算机的核心芯片，它是将计算机中的运算器和控制器集成在一片硅片上制成的集成电路。这样的芯片也被称为中央处理单元，简称为CPU(Central Processing Unit)。

16 1.2 计算机的发展概况 微型计算机的发展历史 30多年来，微处理器和微型计算机获得了极快的发展，几乎每两年微处理器的集成度翻一番，每24年更新换代一次，现已进入第五代。 第一代：4位或低档8位机 第二代：中档8位机 第三代：16位机 第四代：32位机 第五代：64位机

17 1.3 微型计算机系统的组成 运算器(算术逻辑运算单元ALU) 微处理器(CPU) 控制器(控制单元CU) 寄存器阵列(RA)
1.3 微型计算机系统的组成 硬件 微型机系统 外围设备 过程控制I/O通道 A/D,D/A转换器 开关量等 外部设备 键盘、鼠标等输入设备 显示器、打印机等输出设备 软驱、硬盘及磁带等外存储器 主 机 输入输出(I/O)接口电路 微处理器(CPU) 运算器(算术逻辑运算单元ALU) 控制器(控制单元CU) 寄存器阵列(RA) 内存储器 RAM, ROM, EPROM EEPROM, Cash等 系统软件 软件 用户（应用）软件

18 1.3.1 硬件 大容量 外存储器 输入输出接口电路 运 算 器 子系统  I/O命令 控 制 器 I/O 设 备 CPU芯片
硬件 存储器模块 运 算 器 控 制 器 CPU芯片 输入输出接口电路 取指令/存取操作数命令 I/O命令 结果输出 取指令/存取操作数 主机 读入指令/数据 大容量 外存储器 I/O 设 备  子系统

19 软件 所谓软件，就是为了管理、维护计算机以及为完成用户的某种特定任务而编写的各种程序的总和。计算机的工作就是运行程序，通过逐条地从存储器（内存）中取出程序中的指令并执行指令规定的操作而实现某种特定的功能，因此，软件是微型计算机系统不可缺少的组成部分。微型计算机的软件包括系统软件和用户（应用）软件。

20 用户软件就是用户为解决各种实际问题而编写的各种程序。
系统软件是指不需要用户干预的，为其它程序的开发、调试以及运行等建立一个良好环境的程序。主要包括操作系统OS(Operating System)和系统应用程序。