第1章 微型计算机概述
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第一章概论本章内容1.微型计算机的应用2.微型计算机的发展史3.微型计算机的组成4.微型计算机的特点学习目的1.掌握微型计算机的概念和基本结构2.了解微型计算机的产生和发展过程3.把握微型计算机的发展方向1.1 微型计算机系统概述微型计算机是指以大规模、超大规模集成电路为主要部件的微处理器为核心,配以存储器、输入/输出接口电路及系统总线所制造出的计算机系统。
一、微型计算机的应用领域二、微型计算机的发展Intel 8086,8088Intel 80386,80486PIII三、微型计算机的分类按处理器同时处理数据的位数或字长分:8位机 16位机 32位机 64位机按其结构分:PC机、单片微型机、单板微形机1.2 微型计算机组成现代计算机结构仍然是在冯·诺依曼提出的计算机逻辑结构和存储程序概念基础上建立起来的。
一、微型计算机的硬件结构微型计算机由微处理器、存储器、输入/输出接口构成,它们之间由系统总线连接。
1. 微处理器整个微机的核心是微处理器(up, MPU),也称CPU。
它包含算术逻辑部件ALU、寄存器组及控制部件。
ALU :算术运算、逻辑运算寄存器:存放操作数、中间结果、地址、标志等信息控制部件:整个机器控制中心,包括程序计数器IP、指令寄存器IR、指令译码器ID、控制信息产生电路。
外部设备微机的存储器分为:主存和辅存主存(内存):用于存放当前正在运行的程序和正待处理数据。
(CPU内部cache,主板上的内存, 造价高,速度快,存储容量小)辅存(外存):存放暂不运行的程序和输入处理的数据,(主机箱内或主机箱外,造价低,容量大,可长期保存,但速度慢)3. 输入设备微型计算机常用的输入设备有键盘、鼠标、数字化仪、图像扫描仪、数码相机等。
4. 输出设备微型计算机常用的输出设备有CRT显示器、打印机和绘图仪等。
注意:由于各种外设的工作速度、驱动方式差别很大,无法与CPU直接匹配,所以不可能把它们简单地连到系统总线,需要有一个接口电路充当它们和CPU间的桥梁,通过该电路完成信号的变换、数据的缓冲、与CPU联络等工作。
第1章微型计算机概述1.微型计算机的硬件系统包括____A____.A.控制器、运算器、存储器和输入输出设备 B控制器、主机、键盘和显示器C.主机、电源、CPU和输入输出 D CPU、键盘、显示器和打印机2.CPU是由___B__组成的。
A.内存储器和控制器B.控制器和运算器C.内存储器和运算器D.内存储器、控制器和运算器3.中央处理器英文缩写是___B___。
A.MP B.CPU C.CU D.ALU4.微型计算机各部件之间是用__A___连接起来的。
A.系统总线B.AB C.CB D.DB5.通常计算机系统中的外围设备是指__A___A.外存储器、输入设备、输出设备B.外存储器、输入设备C.外存储器、输出设备D.输入设备、输出设备6.若把组成计算机中的运算器和控制器集成在一块芯片上成为___C__A.微型计算机B.单片机C.微处理器D.单板机7.8086是_C_A.单片机B.单板机C.微处理器D.微机系统8.将微处理器、内存储器及I/O接口连接起来的总线是__C_____。
A.片总线B.外总线C.系统总线D.局部总线9.微型计算机是以__B___为核心部件。
A.寄存器 B.微处理器 C.逻辑部件 D.控制部件10.微型计算机系统以__C__为主体。
A.系统软件 B.外部设备 C.微型计算机 D.操作系统11.目前微型机系统上广泛使用的机械式鼠标是一种___A___A.输入设备 B.输出设备C.输入输出设备 D.显示设备组成之一12.计算机系统总线中,用于传送读、写信号的是__C__。
A.地址总线B、数据总线C、控制总线D、以上都不对13.不属于微机应用特点的是__D__。
A.轻便、功耗低B.性能可靠C.结构灵活适宜性好D.应用面窄第2章 16位和32位微处理器1.当8086CPU的INTR=“1”时,且中断允许位IF=“1”,则CPU完成_C____后,响应该中断请求,进行中断处理。
A.当前时钟周期 B.当前总线周期 C.当前指令周期 D.下一个指令周期2.CPU的ALU主要完成_D_A.地址指针的变换B.中断管理C.产生各种时序D.算术,逻辑运算及移动操作3.8086/8088微机处理器的内部(C ),只负责指令的译码和执行.A.ALUB.BIUC.EUD.IEU4.8086CPU是__B___CPU。
第一章微型计算机概述回顾计算机系统的基础知识,包括计算机系统的组成(包括硬件与软件)、结构、发展历程、分类及其功能实质。
本讲重点微处理器及微机系统的发展历程,微机系统与一般意义上的计算机系统的联系与差别,强调微型计算机系统是具有独特结构的计算机系统,由此决定了微机系统所具有的功能及其特点。
【讲授内容】1.1 微机发展概述计算机系统是能够自动地、快速地、准确地进行信息处理的电子工具,其工作过程的实质是电子器件状态的快速变化。
1946年,世界上出现了第一台由电子管构成的,能够按照人们事先的安排,快速完成所要求计算任务的ENIAC电子计算机,计算机及其相关技术经历了一个快速发展的过程。
一般来说,电子计算机发展历程的各个阶段,是以所采用的电子器件的不同来划分的,即电子管、晶体管、中小规模集成电路和大规模及超大规模集成电路计算机。
微型计算机属于第四代电子计算机产品,即大规模及超大规模集成电路计算机,是电路技术不断发展,芯片集成度不断提高的产物。
主机按体积、性能和价格分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机五类,从其工作原理上来讲,微型机与其它几类计算机并没有本质上的差别。
所不同的是由于采用了集成度较高的器件,使得其在结构上具有独特的特点,即将组成计算机硬件系统的两大核心部分—运算器和控制器,集成在一片集成电路芯片上,显然该芯片是整个微机系统的核心,称为中央处理器CPU,或者微处理器MPU。
微处理器是微机系统的核心部分,自70年代初出现第一片微处理器芯片以来,微处理器的性能和集成度几乎每两年翻一番,其发展速度大大超过了前几代计算机。
微机系统及相关技术的发展,主要涉及到以下几个方面:CPU、主频、缓存、新技术。
一、微机的发展微机系统的核心部件为CPU,因此我们主要以CPU的发展、演变过程为线索,来介绍微机系统的发展过程,主要以Intel公司的CPU为主线。
第一代:4位及低档8位微处理器✧1971年,Intel公司推出第一片4位微处理器Intel4004,以其为核心组成了一台高级袖珍计算机。
填空题第1章微型计算机概述1.微型计算机中各部件是通过总线构成一个整体的.2.____微处理器_____是微型计算机的核心。
3.总线按照其规模、用途和应用场合可分为元件极总线、板极总线和通信总线。
4.微型计算机由_CPU_ 、存储器、输入/输出接口和系统总线组成。
5.以微型计算机为主体,配上系统软件、应用软件和外设之后,就成了微型计算机系统。
6.微型计算机的主要性能指标有CPU的位数、__CPU的主频__、内存容量和速度、____硬盘容量第2章 16位和32位微处理器1.Intel 8086CPU是_ 16__位微处理器,有_ 16__根数据总线和_ _20_ _根地址总线,存储器寻址的空间为_ 1MB__,端口寻址空间为_ 64KB__。
8088CPU有_8_根数据总线。
2.输入/输出端口有两种编址方法,既I/O端口与存储单元统一编址和I/O单独编址。
前一种编址的主要优点是功能强和指令灵活。
后一种编址的主要优点是指令运行速度快和增强了程序的可读性。
3.所谓最小模式,就是在系统中只有8086一个微处理器。
4.所谓最大模式是在系统中包含两个或多个微处理器。
(主 8086,其他称协处理器)5.8086工作在最大模式下,引脚MN/MX*接低(高/低)电平。
6.8086/8088CPU的数据线和地址线是以__ 分时复用_____方式轮流使用的。
7.8086中的BIU由__4___个___16___位段寄存器、一个___16____位指令指针、___6___字节指令队列、__20___位地址加法器和控制电路组成。
8.8086/8088提供的能接受外中断请求信号的引脚是 INTR和NMI。
两种请求信号的主要不同之处在于NMI引脚引入的中断不受中断允许标志位IF的屏蔽。
9.8086/8088的存储器是分段的,因此存储单元的物理地址是由段地址和段内偏移量组合而成的。
10.对于8086CPU,物理地址是由段基址和偏移地址两部分构成,若某存储单元的段基址为2000H,偏移地址为1122H,则该存储单元的物理地址为21122H 。
第一章微型计算机概述1.1微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同?答:①微处理器是微型计算机的核心,是微型计算机的一部分。
它是集成在一块芯片上的CPU,由运算器和控制器组成。
②微型计算机包括微处理器、存储器、I/O接口和系统总线,是微型计算机系统的主体。
③微型计算机系统包括微型计算机、外设及系统软件三部分。
1.2CPU在内部结构上由哪几部分组成?CPU应具备哪些主要功能?答:1.CPU在内部结构上由以下几部分组成:①算术逻辑部件(ALU);②累加器和通用寄存器组;③程序计数器(指令指针)、指令寄存器和译码器;④时序和控制部件。
2.CPU应具备以下主要功能:①可以进行算术和逻辑运算;②可保存少量数据;③能对指令进行译码并执行规定的动作;④能和存储器、外设交换数据;⑤提供整个系统所需要的定时和控制;⑥可以响应其他部件发来的中断请求。
1.3累加器和其他通用寄存器相比,有何不同?答:许多指令的执行过程以累加器为中心;输入/输出指令一般也以累加器来完成。
1.4微处理器的控制信号有哪两类?答:一类是通过对指令的译码,由CPU内部产生的。
这些信号由CPU送到存储器、I/O接口电路和其他部件。
另一类是微型机系统的其他部件送到CPU的。
通常用来向CPU发出请求。
如中断请求、总线请求等。
1.5微型计算机采用总线结构有什么优点?答:首先是系统中各功能部件之间的相互关系变为各个部件面向总线的单一关系。
其次是一个部件只要符合总线标准,就可以连接到采用这种总线标准的系统中,使系统功能得到扩充。
1.6数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处?如果一个系统的数据和地址合用一套总线或者合用部分总线,那么,要靠什么来区分地址或数据?答:1.数据总线是双向三态;地址总线是单向输出三态。
2.数据和地址复用时,必须有一个地址选通信号来区分该总线上输出的是地址还是数据。
1.7控制总线传输的信号大致有哪几种?答:包括CPU送往存储器和I/O接口的控制信号,如读信号、写信号、中断响应信号、存储器和I/O接口区分信号等。
第一章微型计算机概述1. 冯.诺依曼结构包括:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个组成部分。
基本工作原理:存储器存储程序控制原理。
2.I/O端口定义;3种;3. 总线按传送信息分为AB、DB、CB4. 补码、BCD码、ASCII码第二章 8086系统结构1. CPU内部结构组成:BIU、EU;各自功能;2. 主要引脚功能3. 堆栈4. 最小模式5. 总线读周期(最小模式)第三章 8086的指令系统和汇编语言程序设计1. 寻址方式2. 指令系统1)MOV PUSH POP \ IN OUT2)ADD INC AAA DAA \ SUB DEC CMP \ MUL DIV3)TEST AND OR \ SHL SHR SAR ROL4)MOVS STOS5)JMP CALL RET JZ JNZ LOOP IRET INT6)CLC STC CLD STD CLI STI3.指令,伪指令,变量,标号,PTR4. 伪指令:数据定义DB/DW、段定义SEGMENT/ENDS、段分配ASSUME、过程定义PROC/ENDP5. DOS功能调用:输入、输出、中断设置6. 程序设计:数值转换、数组求和、N!第四章存储器、存储管理和高速缓存技术1. Cache(基本概念)2. 存储器的扩展及与CPU的连接地址译码器、扩展第五章微型计算机中断系统1. 基本概念中断源、中断响应(及过程/时序)、中断向量表(类型号及设置)、中断嵌套、中断优先级、中断屏蔽、中断分类、中断级联2. 中断服务子程序3. 8259A引脚及与CPU的连线(DB/AB/CB),与外设的连线(IR)4. 8259A的管理方式(优先级设置4种,中断结束方式3种,屏蔽方式2种,请求引入方式3种,)5. 8259A的初始化、编程及应用(ICW,OCW)第六章可编程计数器/定时器1. 8253的引脚、功能及与CPU及外设的连接(GATE、CLK、OUT)2. 6种工作方式(主要0、2、3)3. 编程(初始化)4. 应用(产生波形、周期性行为控制、定时产生中断、自动计数、扬声器控制)第七章输入和输出系统1. 条件传送2. 8255A引脚、功能及与CPU及外设的连接(PA/PB/PC)3. 8255A的编程(初始化及C口控制字)4. 8255A选通方式(1)工作原理(分别的联络信号,主要读)5. 8255A的应用(基本输入输出、选通输入输出)6. 串行通信基本概念(单工/半双工/全双工、异步/同步、波特率、调幅/调频)7. 8251A基本引脚、功能及与CPU及外设连接(TxD、RxD、TxC、RxC)8. 8251A的编程(初始化、状态字读取及判断)9. 8251A的应用(串行通信)10.数模转换基本概念(采样、量化、分辨率、采样保持器等)11.D/A原理(权电阻网络);AD7524原理(产生波形);12.A/D原理(逐次逼近法);ADC0809原理及应用(数据采集)第八章 32位及奔腾系列微处理器原理流水线、动态执行、超标量流水线、超线程等考试题型:选择、填空、判断、解释、简答、读写程序、综合应用(软硬件设计)。