微机原理经典课件与试题1

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1、微机原理及接口技术第一章微型计算机概述一、计算机的定义计算机是一种信息处理的工具，是一种在程序的控制下完成预定任务的电子仪器。包括硬件和软件两部分。信息处理：包括信息的收集、加工、存储和传送。二、微型计算机的组成硬件：构成计算机系统的物理实体计算机的硬件设备主要有：运算器、控制器、存储器、输入输出设备等部件。CPU运算器控制器存储器接口外设微型计算机系统软件微型计算机系统1、微处理器运算器：完成算术及逻辑运算算术运算：加、减、乘、除的定点、浮点运算。逻辑运算：与（·或∧）、或（＋或∨）、非、异或控制器：用于解释并协调整个系统完成指令的部件。控制器由指令寄存器、指令译码

2、器、时序和控制电路，以及中断机构组成。指令寄存器存放当前正在执行的指令，而指令译码器对指令进行译码，此时，产生相应的控制信号送到时序和控制电路，从而组合成CPU外部的其他部件所需要的时序和控制信号。这些信号送到微型计算机的其他部件，控制这些部件协调工作。总之，微处理器是微型计算机的核心，它有两个指标：字长和主频。12微机原理及接口技术2、存储器计算机中用于存储程序及数据的物理装置，分为内存和外存两大类。内存包括RAM和ROM，容量有限，用来存放经常使用的程序和数据，除必要的系统程序外，一般程序是存放在外存当中，只有在运行时才调入内存的某个区域。外存比内存的容量大的多，

3、但速度较慢，用来存放不常使用的程序和数据，通常作为某个外部设备。3、接口：用于计算机主机和外设进行匹配的电子部件。4、外设输入设备：计算机从外部世界获取信息的入口。输出设备：计算机向外部世界输出信息的出口，把运算结果或其它信息以数字、字符、图形等形式表示出来。5、总线总线为CPU和其它部件之间提供数据、地址和控制信息的传输通道。有了总线结构以后，系统中各功能部件之间的相互关系就变为各个部件面向总线的单一关系。一个部件要符合总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统中。6、系统软件系统软件包括操作系统，一些语言处理程序和数据库。其中操作系统是系统软件的核心，它管理计算

4、机系统的全部硬件和软件资源，使计算机有条不紊的运行，为用户提供操作界面。三、微型计算机的四个发展时期1、1971—1972年典型产品Intel4004/8008，字长4位/8位，主频1MHz2、1973—1977年典型产品Intel8080，字长8位，主频2MHz。3、1978—1984年典型产品Intel8086，字长16位，主频5—10MHz。4、1985—至今典型产品Intel80386，字长32位，主频在20MHz左右。12微机原理及接口技术第二章16位和32位微处理器一、16位微处理器80868086：字长16位，主频5—10MHz，16根数据总线和20根地

5、址总线，可寻址1MB的内存储空间和64KB的I/O端口。8088：准16位微处理器，内部寄存器、运算器以及内部数据总线都是按照16位来设计的，外部数据总线只有8条。1、8086的编程结构①总线接口部件BIU功能：负责与存储器、I/O端口传送数据。a.BIU要从内存取指令送到指令队列缓冲器。b.CPU执行指令时，总线接口部件要配合执行部件从指定的内存单元或者外设端口取数据，将数据送给执行部件。c.把执行部件的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。8086有6个字节的指令队列缓冲器，8088有4个字节的指令队列缓冲器。采用“先进先出”12微机原理及接口技术的原则，都会

6、在执行指令的同时，从内存中取下面一条或几条指令按顺序填入指令队列中。这样就保证了8086/8088执行完一条指令后可以立即执行下一条指令，也就是说执行指令和取指令的时间可以重叠，从而提高了CPU的利用率。而早期的8位微处理器，取指令和执行指令是循环进行的。②执行部件EU功能：负责指令的执行。2、BIU和EU的动作管理时钟周期——CPU的基本时间计量单位，由计算机的主频决定。时钟周期=1/主频例如：8086的主频为5MHz时钟周期=1/(5×106Hz)=0.2×10-6s=200ns总线周期——CPU访问一次存储器或I/O端口所需要的时间。a.每当8086的指令队列缓

7、冲器中有2个空字节（8088有一个空字节），总线接口部件就会自动启动取指操作，把指令队列填满。b.每当执行部件准备执行一条指令时，它从BIU的指令队列的前部取出指令代码，然后用几个时钟周期去执行指令。在指令执行过程中，如果必须访问存储器或I/O端口，那么EU就会请求BIU进入总线周期去完成访问存储器或I/O端口的操作。此时会分为两种情况：Ⅰ、如果BIU处于空闲状态，则会立即响应执行部件的请求。空闲状态——指令队列已满，而EU对BIU没有总线访问请求时，BIU处于空闲状态。Ⅱ、如果BIU此时正在将某个指令取到指令队列中（正在取指），此时BIU首先完成取