微机原理与接口技术及应用

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1、《微机原理与接口技术》杨扬副教授参考教材:1.微型计算机技术及应用——从16位到32位（第二版），戴梅萼等，清华大学出版社，1996年2.微型计算机系统原理及应用（第三版，上册），周明德，清华大学出版社，1998年3.IBM-PC汇编语言程序设计.沈美明，温冬婵.清华大学出版社.1第1章概述1.1微机发展1.2微机组成1.3微机中数的编码和字符表示1.4评估微机性能的主要指标21.1微机发展1.微处理器的发展微处理器的发展经历了六个阶段：第一代微处理器（1971~1973）：ß典型代表：Intel

2、4004、Intel4040（4位）Intel8008（8位）ß特点：工作速度很慢、微处理器的指令系统简单、速度慢，运算能力差。3第二代微处理器（1974~1977）：ß典型代表：Intel8080/8085（8位）Zilog公司的Z80（8位）Motorola公司的6800（8位）ß特点：运算速度是第一代的10~15倍，具有典型的体系结构以及中断、DMA功能。具有较完善的指令系统。配有简单的操作系统（如CP/M）和高级语言（如汇编、BASIC等）。4第三代微处理器（1978~1984）：ß典型代

3、表：Intel公司的8086/8088（16位）--80286Motorola的68000/68010（16位）Zilog的Z8000（16位）ß特点：速度进一步提高，在体系结构方面开始采用虚拟存储和存储保护等大型机的设计思想。推出PC/XT机和PC/AT机（286）5第四代微处理器（1985~1992）：ß典型代表：Intel80386（32位）Intel80486（32位）：386+387+Cacheß特点：三种工作模式（实地址模式、虚地址模式、虚拟8086模式）；486采用RISC（精简指令

4、集计算机）技术和时钟倍频技术，运算速度得到提高，微机的体系结构发生了重大变革。6第五代微处理器（1993~1996）：ß典型代表：IntelPentium（P5）：64DB，32ABIntelPentiumMMXß特点：采用了分支预测技术，处理器效率得到提高；指令固化；高速缓存…第六代及其后的微处理器（1996~）•典型代表：IntelPentiumProIntelPentiumIIIntelPentiumIIIIntelPentinum4IntelItanium（64位）72.微型计算机的特点•

5、计算机按体积、性能和价格等分类，可分为：─巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机•微型计算机的特点：─体积小、重量轻、价格低廉─简单灵活、可靠性高─功耗低、对使用环境要求不高─结构灵活、应用面广81.2微机组成1.2.1微机系统的组成微机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。–硬件系统：构成计算机的看得见摸得着的部件。例如：计算机的主机、显示器、键盘、磁盘驱动器等。–软件系统：管理、监控和维护计算机资源（包括硬件和软件）的软件，分为系统软件和应用软件两大类。9微处理器（CPU）高速缓存器（Cache

6、）和主存储器主机局部总线和系统总线（AGP,PCI）输入/输出接口（串/并口、USB等）硬微型计算机系统件外存储器（硬盘、光盘等）外部设备输入设备（键盘、扫描仪等）输出设备（打印机、显示器等）其他设备（声卡、电视卡等）操作系统（如Windows）系统软件语言处理软件（如编译软件）软支持软件、工具软件（如Office）件用户软件（计算,数据处理,过程控制,CAD）图1－1微型计算机系统组成101.2.2微机的硬件结构–微型计算机的硬件组成部分主要有微处理器、存储器、I/O设备和系统总线，见图1-1所

7、示。–系统总线包括地址总线（AddressBus）、数据总线(DataBus)和控制总线(ControlBus)组成。–微机中，各功能部件之间通过系统总线相连，一个部件只要满足总线标准，就可以连接到采用用这种总线标准的系统中。该结构称为微机的单总线结构。地址总线(AB)中央处理器数据总线(DB)（CPU）控制部线(CB)RAMROMI/O接口I/O设备图1－1微机系统硬件结构框图111.中央处理器(CPU)ßCPU（CentralProcessingUnit），是用来实现运算和控制功能的部件，由运

8、算器、控制器和寄存器三部分组成。–运算器（ALU）：负责算术、逻辑运算。–控制器：按指令要求对微机部件发出控制信息，使它们协调工作，以完成对整个计算机系统的控制。–寄存器：存放经常使用的数据。ßCPU通过数据总线、地址总线和控制总线与其他部件之间进行联系。122.存储器ß作用：用来存放数据。ß分类：–高速缓存器（Cache）ß容量小，与CPU之间交换速度最快。–主存储器（一般采用半导体器件）ß容量大，与CPU之间交换速度较Cache慢。–外存储器ß容量最大，但与CPU之间交换速度最