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微机原理06ppt课件

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微机原理课件PPT-微机原理
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非

微机原理课件ppt

微机原理课件ppt

04
微机程序执行过程
程序加载与执行
程序加载
将程序从存储介质中读取到内存中， 为程序的执行做好准备。
程序执行
CPU按照指令逐条执行程序，完成程 序所要求的任务。
指令执行流程
取指令
CPU从内存中读取指令并存放到指令寄存器 中。
指令译码
对指令进行译码，确定指令的操作码和操作 数。
执行指令
根据译码结果，完成相应的操作，如数据传 输、算术运算、逻辑运算等。
的外设接口。进入21世纪后，微机进一步 发展为DSP（数字信号处理）和FPGA（现 场可编程门阵列）等高性能计算平台。现在 ，微机已进入物联网和人工智能时代，成为
智能硬件的核心组成部分。
微机的应用领域
总结词
微机广泛应用于工业控制、智能家居、医疗设备、航 空航天等领域。
详细描述
由于微机具有体积小、功耗低、价格实惠等优点，它被 广泛应用于各种领域。在工业控制领域，微机可以用于 实现自动化生产线的控制和监测。在智能家居领域，微 机可以用于实现智能照明、智能安防、智能家电控制等 功能。在医疗设备领域，微机可以用于实现医疗影像处 理、医疗数据分析和医疗设备控制等功能。在航空航天 领域，微机可以用于实现飞行控制、导航数据处理和卫 星通信等功能。
立即数
表示常数或立即操作数的值。
注释
用于解释指令的含义和功能，方便阅读和理解。
指令类型
数据传输指令
用于在内存和寄存器之间传输数据，如 MOV指令。
逻辑运算指令
用于进行逻辑运算，如AND、OR、XOR等 指令。
算术运算指令
用于进行算术运算，如ADD、SUB、MUL 、DIV等指令。
控制转移指令
用于改变程序的执行流程，如JMP、CALL 、RET等指令。

微机原理第6章PPT课件

微机原理第6章PPT课件

6.2 输入/输出方式
从CPU与外设通讯的特点可知，在数据的传送过程中， 关键问题是控制交换过程。 数据传送的控制方式有： 程序控制下的数据传送——通过CPU执行程序中的I/O指令 来完成传送，分为：无条件传送、查询传送 中断控制的传送方式 直接存储器存取（DMA）——传送请求由外设向DMA控制 器（DMAC）提出，后者向CPU申请总线，最后DMAC利 用系统总线来完成外设和存储器间的数据传送 I/O处理机——CPU委托专门的I/O处理机来管理外设，完成 传送和相应的数据处理
针对某种外设设计、与该种外设接口
面向微机系统的专用接口芯片
与CPU和系统配套使用，以增强其总体功能
4. 接口电路的可编程性
许多接口电路具有多种功能和工作方式， 可以通过编程的方法选定其中一种
接口需要进行物理连接，还需要编写接口 软件
接口软件有两类：
初始化程序段——设定芯片工作方式等 数据交换程序段——管理、控制、驱动外设，
字节输入（8位） 字输入（16位） 双字输入（32位）
（PORT）← AL （PORT+1，PORT）← AX （ PORT+3 ， PORT+2 ， PORT+1 ， PORT ） ←EAX AL ←（DX） AX ←（DX+1，DX） EAX ←（DX+3，DX+2，DX+1，DX） （DX）← AL （DX+1，DX）← AX （DX+3，DX+2，DX+1，DX）← EAX
例1 指令 IN AL，20H 若（20H）=29H， 则指令执行后，AL=29H。
例2 指令 OUT DX，EAX 若DX =2000H，EAX =2FAB3147H， 则 指 令 执 行 后 ， 地 址 为 2003H 、 2002H 、 2001H、2000H的端口的内容分别为2FH、 ABH、31H和47H。

《微机原理与接口技术》教学课件 第6章

《微机原理与接口技术》教学课件 第6章

6.2 随机存取存储器
2 动态RAM 2164的工作过程
① 将要读出单元的行地 址送到地址线A0～A7上， RAS 信号有效时，在下 降沿将地址锁存在行地 址锁存器中。
② 将要读出单元的列地 址 送 到 地 址 线 A0 ～ A7 上 ， CAS 信号有效时，在下降 沿将地址锁存在列地址 锁存器中。
目录 CONTENTS
存储器入门 随机存取存储器
只读存储器 高速缓冲存储器
外部存储器
3
引子
计算机之所以能自动、连续地工作，是因为采用了存储程序的原理。计算机中的所有程序和数 据都存放在存储器中，存储器是计算机必不可少的组成部件之一。存储器的性能对整个计算机 系统的性能起着至关重要的作用。本章主要介绍存储器的分类、结构和主要性能指标，并通过 典型的存储器芯片来介绍存储器的工作原理及与CPU的连接方法。
6.1 存储器入门
连续两次读写操作之间所需的最短时间间隔称为存储周期。存储器每秒钟可读写的 数据量称为存储器带宽或数据传输速率，单位为bps（或bit/s）。存取周期和存储器带宽 也常作为存储器的性能指标。
提示
6.2 随机存取存储器
随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）也称随机读/写存储器或随机存储器，它既可以直接 从任何一个指定的存储单元中读出数据，也可以将数据写入任何一个指定的存储单元中。
6.1.2 存储器的性能指标
存储器容量：存储器中所包含存储单元的总数，单位是字节（B）。存储 器容量越大，存储的信息越多，计算机的性能也就越强。
01
02
存取时间：存储器完成一次读写操作所需的时间，单位为ns（纳秒，
1 ns＝10-9 sБайду номын сангаас。

《微机原理讲 》课件

《微机原理讲 》课件
中央处理器（CPU）是微机的 核心部件，负责执行指令和处
理数据。
CPU由运算器和控制器组成， 运算器负责进行算术和逻辑运 算，控制器负责控制指令的执
行顺序。
CPU的性能指标主要包括时钟 频率、指令集、缓存大小等。
多核处理器是当前CPU发展的 趋势，能够提高处理器的并行 处理能力。
存储器
存储器是微机中用于存储数据 的部件。
高级语言
高级语言是一种更接近自然语言和数 学表达式的编程语言，如C、C、Java 等。这些语言具有更好的可读性和可 维护性。
数据库管理系统
数据库管理系统定义
数据库管理系统是一种用于创建、使用和维护数据库的软 件系统。
数据库的类型
关系型数据库和非关系型数据库是两种主要的数据库类型。关系 型数据库如MySQL和Oracle，非关系型数据库如MongoDB和
03
输入输出设备的性能指标主要包括精度、速度、可靠性等。
04
智能设备的出现使得输入输出设备越来越多样化，如语音识别、手势 控制等。
总线
总线是微机中用于连接各个ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ件的通道。
总线分为数据总线、地址总线和控制总线三类 ，数据总线用于传输数据，地址总线用于传输 地址信息，控制总线用于传输控制信号。
总线的性能指标主要包括数据传输速率、传输 带宽等。
《微机原理讲》ppt课件
目录 CONTENTS
• 微机原理概述 • 微机的硬件结构 • 微机的软件系统 • 微机的应用 • 微机的发展趋势
01
微机原理概述
微机的基本概念
微机
01
微型计算机的简称，是一种体积小、结构紧凑、性能强大的计
算机系统。
微机的特点
02

微机原理与接口技术课件PPT

微机原理与接口技术课件PPT

9
CPU
A0~~A9 CS A0~~A9 CS A0~~A9 CS A0~~A9 CS
1KX4
WR D0~~D3 D4~~D7 D0~~D3 WE
1KX4
WE D4~~D7
1KX4
WE D0~~D3
1KX4
WE D4~~D7
第6章 存储器
按存取方式分类
随机存取存储器 （RAM） 半导体存储器 静态RAM（SRAM）
动态RAM（DRAM）
掩膜式ROM
可编程ROM（PROM）
只读存储器 （ROM）
可擦除PROM（EPROM） 电可擦除PROM（E2PROM）
说明
（1）随机存取存储器RAM 信息可以随时写入或读出 关闭电源后所存信息将全部丢失 静态RAM采用双稳电路存储信息，而动态RAM是以 电容上的电荷存储信息。 静态RAM速度更快，而动态RAM的集成度更高、功 耗和价格更低，动态RAM必须定时刷新。
3．存储芯片的选用和地址分配
存储芯片类型和芯片型号的选择因素 存放对象 存储容量 存取速度 结构 价格
6.4.2 存储器与地址总线的连接
存储器与地址总线的连接，本质上就是在地址分配的 基础上实现地址译码，保证 CPU 能对存储器中所有单 元正确寻址。 它包括两方面内容：一是高位地址线译码，用以选择 存储芯片；二是低位地址线连接，用以通过片内地址 译码器选择存储单元。
存储器与CPU接口的一般问题
–CPU总线的负载能力 –存储器与CPU之间的时序配合
–存储芯片的选用和地址分配
1．CPU总线的负载能力
通常 CPU 总线的负载能力是一个 TTL 器件或 20 个 MOS器件。 一般小型系统中， CPU 可直接与存储器芯片相连。 而在较大系统中，当总线负载数超过限定时应当 加接驱动器。 地址线、控制线时是单向的，故采用单向驱动器， 如74LS244，Intel8282等，而数据线是双向传动 的 ， 故 采 用 双 向 驱 动 器 ， 如 7 4 LS245、 Intel8286/8287等。

最新微机原理与接口技术——第六章教学讲义PPT

微机原理与接口技术—— 第六章
6.1 并行接口的概念
通信：是指计算机中主机与主机、主机与 外设之间信息的传送。一般分别分为并行 通信和串行通信。
并行通信：是指传输的线路的多条（四条、 八条），一次可并行进行多位二进制位的 传送。
串行通信：是指传输线路只有一条，一次 只进行一位二进制位的传送。
六、8255A的工作方式
8255A的工作方式与端口有关，PA口有3种 方式（0方式、1方式、2方式），PB口和 PC口只有2种工作方式（0方式、1方式）。
基本I/O方式（方式0） （PA、PB、PC） 不需握手联络线的简单输入/输出单向方式；
适用于无条件传送和查询方式（一般PA或PB数据口, 而PC做成状态口 ）的接口电路
D0~D7 PA口
WR RD PC口 A1 A0
PB口 CS
外设
五. 方式命令字：命令字格式
例1. 写入方式控制字
要求：
A端口：方式1输入 C端口上半部：输出，C口下半部：输入 B端口：方式0输出
方式控制字：10110001B或B1H 初始化的程序段：
mov dx,303h ;假设控制端口为303H mov al,0b1h ;方式控制字 out dx,al ;送到控制端口
；送数到PA口
MOV OUT
NOP NOP INC OUT
INC DEC JNZ
HLT
AL ， 00001100B ；将PC6置0（STB为低）
D6H ， AL
；AL 0000 1100 B
AL 0D6H ， AL
SI CX LPST
； 延时 ；AL0000 1101 B ；再使STB（PC6）为1
001 0 011 0 111 0 111 0

微机原理ppt课件

21
ξ1－3 反馈控制系统的基本要求
• 一、反馈控制系统基本调节过程： • 把被调量处于变化状态的过程称为动态过程或暂
最优控制。70年代进入成就阶段。 • 理论成果：庞德金极大值原理，Bellman动态规
划法，卡尔曼（kalman）在状态空间的研究李 氏稳定理论，卡尔曼滤波。 • 主要研究方向：最优控制，最佳滤波，系统辨识 及自适应控制 • 第四代：（设想，无方法）大系统理论，灰色系 统理论，多变量系统的频域设计法等等。
2Hale Waihona Puke • 2.学习内容： • 基本概念（概述） • 自动控制系统的数学模型（传递函数） • 自动控制系统的时域分析 • 自动控制系统的频域分析 • 系统的稳定性 • 根轨迹法 • 设计及校正系统 • 离散（数字）控制系统
3
ξ1－1 自动控制(auto control) 系统的概述
• 一、自动控制的系统的工作方式和基本组 成
• 分析系统：在给出系统数学模型的基础上，确定 系统的性能（比如：系统的稳定性，抗干扰性能 等等）
• 设计系统：指对系统性能按照权利要求提出要求 的基础上确定一个的系统模型
9
二、自动控制原理的发展
• 第一代：18,19世纪，理论没有形成体系，解决 了个别简单的控制问题。
• 理论成果：李亚普诺夫（Liapurv）稳定理论， 劳斯（Routh）稳定理论，赫尔维茨(Hurwits) 稳定理论。
复合控制系统方框图
20
二、基本类型
• 按自动控制系统是否形成回路分类 • 开环控制系统，闭环控制系统 • 按结构特点分类 • 反馈控制系统、前馈控制系统、前馈－反馈复合控制系统 • 按给定值信号分为： • 恒值控制系统、随动控制系统、程序控制系统 • 按元件特性分类 • 线性控制系统、非线性控制系统 • 按传递信号分为： • 连续（模拟）控制系统、离散（数字）控制系统
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13
描述符与描述符表
门描述符：
属于系统段描述符
门提供了将程序控制转给服务程 序入口的手段。有任务门、调用 门、中断门、陷阱门4种类型
偏移量16~31位
7
6
访问权限字节
5
偏移量：相对于段基地址的偏移 0 0 0 字计数
4
量，为目标代码的入口点 选择符：用于确定段基地址 字计数：从调用者堆栈中复制到被
Windows 操作系统只使用了0级和3级
7
5.2 描述符与描述符表 描述符(Descriptor)：
描述符是一个8字节的数据结构。 Pentium采用描述符来 描述存储器段的位置、大小和使用情况。 包括段描述符、系统段描述符和门描述符三种类型。
8
描述符与描述符表
段描述符：
用于描述代码、数据 和堆栈段（用户段）
3
保护模式概述
保护机制
为了支持多任务，Pentium处理器要对存放在存储器中的 代码及数据的保护与共享提供支持。
任务（进程）：程序在执行时的一种情况，是一个动态的
概念。
乐谱与演奏
Pentium的保护机制能有效地实现不同任务之间的保护和 同一任务内的保护。
4
保护模式概述
保护机制——不同任务之间的保护
G=1,段的长度以页(4K字节)为单位 G D 0 AVL段界限16~19位 6
段长最大1M4K=4G字节 D位：D=0，
访问权限字节
5
16位指令方式(代码段)
4
段的上界为64K(数据段) 使用16位堆栈指针SP(堆栈段)
段基址0~23位
3
D=1，
2
32位指令方式(代码段) 段的上界为4G(数据段)
2
保护模式概述
虚拟存储器的概念
虚拟存储器是一种软硬件结合的技术，用于提供比在计算 机系统中实际可以使用的物理内存大得多的存储空间。 虚拟存储器的地址称为逻辑地址或虚拟地址，全部逻辑地 址的集合称为虚拟地址空间。 Pentium支持的虚拟地址空间可达64TB。 只有物理内存中的程序才能运行，只有物理内存中的数据 才能被访问，所以虚拟地址空间必须映射到物理地址空间。 Pentium通过扩充的存储器分段管理机制和可选的存储器 分页管理机制实现虚拟地址到物理地址的转换。
Pentium为每个任务提供了4种特权级，0级最高，3级最低
应用程序 常规扩展 系统服务
内核 级别0
级别1 级别2 级别3
6
保护模式概述
保护机制——同一任务内的保护
每个存储器段都与一个特权级别相联系。 在任何时候，一个任务总是在四个特权级之一下运行， 任务在特定时刻的特权级称为当前特权级 (Current Privilege level)，标记为CPL，即当前运行程序的特权级。 每当一个程序试图访问一个段时，就把CPL与要访问的 段的特权级进行比较，以决定是否允许这一访问。
S位：S=1，段描述符
11
描述符与描述符表
段描述符：
访问权限字节 1~3位表示段的类型
7 P
65 DPL
43210
S
E
ED W CR
A
E=0，为数据段 ED=0，段向上扩展 为数据段
ED=1，段向下扩展 为堆栈段
W=0，数据段只读 W=1，数据段可写
E=1，为代码段 C=0，忽略描述符特权级 C=1，遵循描述符特权级 R=0，代码段不可读 即只执行
选择符0~15位
3
2
调用者堆栈中的参数个数
偏移量0~15位
1
0
14
描述符与描述符表
门描述符：
访问权限字节格式与 系统段描述符相同
DPL为任务允许访问该门的最低 特权级
偏移量16~31位
7
6
访问权限字节
5
0 0 0 字计数
4
选择符0~15位
3
2
偏移量0~15位
1
0
15
描述符与描述符表
段界限0~15位
1
使用32位堆栈指针ESP(堆栈段)
0
AVL位：软件可用位。未作规定 10
描述符与描述符表
段描述符：
访问权限字节
76543210
P
DPL
S
E
ED R CW
A
P位：P=0，段不在内存中 A位：A=0，段尚未被访问
P=1，段在内存中
A=1，段已被访问
DPL：取值0~3，确定段的 特权级
段基址为段的起始地 址，长32位
段界限长20 位——段 内最大有1M个可寻址 单位
段基址24~31位
7
G D 0 AVL 段界限16~19位 6
访问权限字节
5
4
段基址0~23位
3
2
段界限0~15位
1
0
9
段描述符：
描述符与描述符表
G位(粒度基址24~31位 7
段长最大1M字节
第5章 Pentium微处理器保护模式 软件体系结构
5.1 保护模式概述 5.2 描述符与描述符表 5.3 保护模式的寄存器模型 5.4 保护模式的存储器寻址 5.5 保护模式的系统控制指令 5.6 保护模式汇编语言程序设计 5.7 虚拟8086模式
1
2.1 保护模式概述
•32条地址线全部有效，可寻址4GB物理地址空间 •扩充的存储器分段管理机制和可选的存储器分页管理机 制，为实现虚拟存储器提供了硬件支持 •支持多任务，能够快速地进行任务切换和保护任务环境 •4个特权级和完善的特权检查机制，既能实现资源共享 又能保证代码和数据的安全和保密以及任务的隔离 •支持虚拟8086方式
另一方面，任务A和任务B可能要共享部分代码和数据，如 对操作系统的共享。
各个任务公用的虚拟地址空间部分，称为全局地址空间。对 全局地址空间中同一虚拟地址的访问，在所有任务中都转换 为同样的物理地址，从而支持公共的代码及数据的共享。
5
保护模式概述
保护机制——同一任务内的保护
在一个任务之内，定义有四种执行特权级(PL, Privilege Level) ，用于限制对任务中不同的存储器段进行访问。
任务A和任务B并存，那么任务A和任务B必须隔离，以免相 互影响。把每个任务放置在不同的虚拟地址空间可以实现任 务与任务的隔离。两个不同任务的虚拟地址转换为不同的物 理地址。
仅由一个任务占有的虚拟地址空间部分，称为局部地址空间。 局部地址空间包含的代码和数据，是任务私有的，需要与系 统中的其它任务相隔离。
R=1，代码段可读
12
描述符与描述符表
系统段描述符：
格式与段描述符基本相同，主要差别①访问权限字节
76543210
P DPL S
TYPE
S=0，系统段描述符
TYPE为4位，共有16种类型。其中：
2，LDT 9，TSS，非忙 B，TSS，忙
② D位无定义(D=0)
5，任务门 C，调用门 E，中断门 F，陷阱门