第05章 存储器原理与接口1
第05章IO接口
（2）状态信号
• • • • • 状态信号表明外部设备当前的工作状态，用来协调 CPU与外部设备之间的操作。 典型的状态信号：READY, BUSY 有的设备有指示出错状态的信号，如打印机的纸尽 （Paper Out），故障（Fault）。 不同的外设可以有不同的状态信号。 状态信号总是从外部设备发往CPU。
3. 数据锁存器与缓冲器
数据(状态)输入端口：
• • 必须通过三态缓冲器与系统总线相连，保证数据总线 能够正常地进行数据传送。 输入设备在完成一次输入操作后，在输出数据的同 时，产生数据选通信号，把数据打入八位锁存器 74LS273 锁存器的输出信号通过三态八位缓冲器74LS244连接 到系统数据总线。 数据端口读信号由地址译码电路产生。
端口地址在0～65535之间： 端口地址在0～65535之间： MOV DX，21H ；端口地址放入DX MOV DX，21H ；端口地址放入DX IN IN AL，DX AL，DX ；把地址为21H的端口数据 ；把地址为21H的端口数据 ；（8位）送AL中 ；（8位）送AL中 ；端口地址放入DX ；端口地址放入DX ；把地址为312H的端口数据 ；把地址为312H的端口数据 ；（16位）送AX中 ；（16位）送AX中
（2） 数据传输中的覆盖错误
输入设备完成一次输入操作后，把所获得的数据暂存 在接口内 如果在该设备完成下一次输入操作之后，CPU还没有 从接口取走数据，那么，在新的数据送入接口后，上 一次的数据被覆盖，从而导致数据的丢失 输出操作中也可能产生类似的错误 覆盖错误导致数据的丢失，易发生在高速数据传输的 场合
CPU通过地址代码来标识和选择不同的外部设备 接口对系统总线上传输的外设地址进行译码，在检测 到本设备地址代码时，产生相应的“选中”信号
单片机原理及接口技术-C51编程(张毅刚第二版)-习题答案之欧阳理创编
单片机原理及接口技术(C51编程)(第2版)-习题答案汇总23单片机答案第1章单片机概述思考题及习题1 参考答案一、填空1. 除了单片机这一名称之外，单片机还可称为（）或（）。
答：微控制器，嵌入式控制器.2.单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将（）、（）和（）三部分，通过内部（）连接在一起，集成于一块芯片上。
答：CPU、存储器、I/O口、总线3. AT89S51单片机工作频率上限为（）MHz。
答：24MHz。
4. 专用单片机已使系统结构最简化、软硬件资源利用最优化，从而大大降低（）和提高（）。
答：成本，可靠性。
二、单选1. 单片机内部数据之所以用二进制形式表示，主要是A．为了编程方便 B.受器件的物理性能限制C．为了通用性 D.为了提高运算数度答：B2. 在家用电器中使用单片机应属于微计算机的。
A．辅助设计应用 B.测量、控制应用C．数值计算应用 D.数据处理应用答： B3. 下面的哪一项应用，不属于单片机的应用范围。
A．工业控制 B．家用电器的控制 C．数据库管理D．汽车电子设备答：C三、判断对错1. STC系列单片机是8051内核的单片机。
对2. AT89S52与AT89S51相比，片内多出了4KB的Flash程序存储器、128B的RAM、1个中断源、1个定时器（且具有捕捉功能）。
对3. 单片机是一种CPU。
错4. AT89S52单片机是微处理器。
错5. AT89S51片内的Flash程序存储器可在线写入（ISP），而AT89C52则不能。
对6. 为AT89C51单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89C51直接用芯片AT89S51替换。
对7. 为AT89S51单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89S51直接用芯片AT89S52替换。
对8. 单片机的功能侧重于测量和控制，而复杂的数字信号处理运算及高速的测控功能则是DSP的长处。
对第2章 AT89S51单片机片内硬件结构思考题及习题2 参考答案一、填空1. 在AT89S51单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为（）。
微机原理第五章 存储器
（00000H~007FFH）
A11
CPU
A19
…
A0~A10
6116 CS
2）部分译码法 系统总线中的地址总线除片内地址外，部分高位地址（不是
全部高位地址）接到片外译码电路中参加译码，形成片选信号。 因此对应于存储芯片中的单元可有多个地址 。
（二）内存与CPU连接时的速度匹配
对CPU来说，读/写存储器的操作都有固定的时序（对8086 来说需要4个时钟周期），由此也就决定了对内存的存取速 度要求。
（三）内存容量的配置、地址分配 1. 内存容量配置
• CPU寻址能力（地址总线的条数） 软件的大小（对于通用计算机，这项不作为主要因素）
2. 区域的分配 RAM ROM 3. 数据组织 （按字节组织） 16位数据，低位字节在前，高位字节在后，存储器奇偶分体 （四）存储器芯片选择 根据微机系统对主存储器的容量和速度以及所存放程序的不同等 方面的要求来确定存储器芯片。它包括芯片型号和容量的选择。
24V
S
SiO2 G
D
字线
Vcc 位 线 输 出
P+ + + P+ N衬底
浮栅MOS
位
D
线
浮栅管
S
特点： 1）只读， 失电后信息不丢失 2）紫外线光照后，可擦除信息， 3）信息擦除可重新灌入新的信息（程序） 典型芯片（27XX） 2716（2K×8位），2764（8K ×8位）……
D0 D8
CE
址
线
存储体
启动
控制逻辑 控制线
读 写
数 据 CPU
电寄
路存
器数
MIS-5e 第05章 计算机硬件软件
5.5软件（ Software）
5.5.1软件分类 软件分为： 系统软件 (System Software)：管理与支持计算机系统资源及 操作的程序。 应用软件(Application Software)：处理特定应用的程序。
终端用户软件 应用软件 系统软件 硬件 Hardware (nudity) System Software Application Software End User Computing
循序处理 程序1
CPU/任 务 1
并行处理
应 用 程 序 /总 任 务
程序2
CPU/任 务 2
CPU 分任务1
CPU 分任务2
CPU 分任务3
CPU 分任务4
CPU 分任务5
总结果
结果 (a) (b)
图5.4
循序处理与并行处理
（4）RISC处理器 精简指令集RISC用在高性能计算机上加快运算速度 （5）MMX多媒体处理器 多媒体扩展（MMX） CPU极大地提高了电脑的多媒体(如立体声、视 频、三维动画等)处理功能。 （6）双核处理器和多核处理器 一个芯片上有两个或多个处理器核心，提高处理速度。
5.3 存储系统
5.3.1计算机存储系统及发展 计算机信息系统依靠一级存储器和二级存储器来存储信息。 用高速缓存技术来提高运行速度，二级存储器多用磁盘和光盘存储。 5.3.2主存储器 功能：存放当前运行的程序及执行程序所需要的资料。 辅助存储器 主存储器 辅助存储器 由半导体存储器组成，分为只读存储器（ROM）和随机存储器（ RAM）
5.6系统软件
5.6.1系统软件的分类 分为：系统管理程序（管理计算机硬件、软件和数据资源）、系统支持 程序（提供支持计算机操作和管理的服务）、系统开发程序（帮助用 户开发信息程序） 5.6.2操作系统 是计算机最基本、最重要的软件包。 1.操作系统功能 有五大功能：用户界面、资源管理、文件管理、任务管理、实用服务程 序管理。（见下图） 2.操作系统的类型 按处理方式分：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统 按配置分：单机配置操作系统、多机配置操作系统 按用户分：单用户操作系统、多用户操作系统 按任务数据分：单任务操作系统、多任务操作系统 按处理器数据分：单处理器操作系统、多处理器操作系统
16、32位微机原理、汇编语言和接口技术教程课后习题答案解析
《16/32 位微机原理、汇编语言及接口技术教程》部分习题参考解答第1 章微型计算机系统概述〔习题1.2 〕什么是通用微处理器、单片机（微控制器）、芯片、嵌入式系统？〔解答〕通用微处理器：适合较广的应用领域的微处理器，例如装在机、笔记本电脑、工作站、服务器上的微处理器。
单片机：是指通常用于控制领域的微处理器芯片，其内部除外还集成了计算机的其他一些主要部件，只需配上少量的外部电路和设备，就可以构成具体的应用系统。
芯片：称数字信号处理器，也是一种微控制器，其更适合处理高速的数字信号，内部集成有高速乘法器，能够进行快速乘法和加法运算。
嵌入式系统：利用微控制器、数字信号处理器或通用微处理器，结合具体应用构成的控制系统，其典型的特点是把计算机直接嵌入到应用系统之中。
〔习题1.5 〕说明微型计算机系统的硬件组成及各部分作用。
〔解答〕：也称处理器，是微机的核心。
它采用大规模集成电路芯片，芯片内集成了控制器、运算器和若干高速存储单元（即寄存器）处理器及其支持电路构成了微机系统的控制中心，对系统的各个部件进行统一的协调和控制。
存储器：存储器是存放程序和数据的部件。
外部设备：外部设备是指可与微机进行交互的输入（）设备和输出（）设备，也称设备。
设备通过接口与主机连接。
总线：互连各个部件的共用通道，主要含数据总线、地址总线和控制总线信号。
习题1.6 〕什么是总线？微机总线通常有哪3 组信号？各组信号的作用是什么？〔解答〕总线：传递信息的共用通道，物理上是一组公用导线。
3 组信号线：数据总线、地址总线和控制总线。
（1）地址总线：传输将要访问的主存单元或端口的地址信息。
（2）数据总线：传输读写操作的数据信息。
（3）控制总线：协调系统中各部件的操作。
习题1.7 〕简答如下概念：（1）计算机字长（2）取指－译码－执行周期（3）（4）中断（5）总线解答〕（1）处理器每个单位时间可以处理的二进制数据位数称计算机字长。
（2）指令的处理过程，即指处理器从主存储器读取指令（简称取指），翻译指令代码的功能（简称译码），然后执行指令所规定的操作（简称执行）的过程。
第05章硬盘和光驱
（3）平均访问时间 （Average Access Time）
平均访问时间是指磁头从起始位置到达 目标磁道位置，并从目标磁道上找到要 读写的数据扇区所需的时间，它体现了 硬盘的读写速度，是平均寻道时间和平 均潜伏时间的总和。平均访问时间最能 够代表硬盘找到某一数据所用的时间， 越短的平均访问时间越好，目前主流硬 盘一般在8.5ms～9ms。
3．按功能分类
按功能分，光驱分为如下几类，如图5-18 所示。
COMBO光驱：“康宝”光驱是人们对 COMBO光驱的俗称。而COMBO光驱是一 种集合了CD刻录、CD-ROM和DVD-ROM
为一体的多功能光存储产品。
CD-R COMBO
CD-RW
DVD-R
图5-18 不同功能的光驱
CD-ROM驱动器：只读型光盘驱动器。
数 据 传 输 率 分 为 外 部 传 输 率 （ External Transfer Rate ） 和 内 部 传 输 率 （ Internal Transfer Rate）。通常称外部传输率为突发 数据传输率（Burst Data Transfer Rate）或 接口传输率，是指从硬盘的缓存中向外输出 数据的速率，单位为MB/s。
（5）接口
接口技术解决的是硬盘到主板间的数 据传输速率问题，从上个世纪末的ATA 33 标准一直发展到ATA 133标准，PATA走到 了尽头。从三年前开始，SATA逐步占领 市场，而随着SATA II标准的制定完毕， 今年将是SATA II崭露头角的一年。虽然 从速度来看，由于内部传输率还不足以挑 战接口速率，SATA还没有表现出超人一 等的实力，但SATA II相对于SATA， SATA相对于PATA有很多优点。
微机原理第5章半导体存储器(精)
高速缓冲存储器(Cache)。这个存储器 所用芯片都是高速的,其存取速度可与微处 理器相匹配,容量由几十K～几百K字节,通常 用来存储当前使用最多的程序或数据。
内存储器,速度要求较快(低于Cache),有一 定容量(受地址总线位数限制),一般都在几十 兆字节以上。
3
外存,速度较慢,但要求容量大,如软盘, 硬盘,光盘等。其容量可达几百兆至几十个 GB,又称“海量存储器”,通常用来作后备存 储器,存储各种程序和数据,可长期保存,易于 修改,要配置专用设备。
M / IO
•
1
前1K
A11
•
1
后1K
23
前 1K A =0 11 0000000000000000 ～ 0000001111111111B 即 0000～03FFH
后 1K A =1 11 0000100000000000 ～0000101111111111B 即 0800～0BFFH
可见,地址不连续!
选用存储器时,存取速度最好选与CPU 时序相匹配的芯片。另外在满足存储器总 容量前提下,尽可能选用集成度高,存储容量 大的芯片。
14
5.2 读写存储器RAM
5.2.1 静态RAM(SRAM) SRAM的基本存储电路由6个MOS管
组成,为双稳态触发器，其内部结构请自 己看书。
⒈ 2114存储芯片,为1K*4位
27
图中数据总线驱动器采用74LS245,其逻
辑框图与功能表三态如下:
门
A
•
•B
使能 方向控制
G
DIR
操作
&
•
•
0
0
BA
0
1
AB
微机原理与接口技术_05半导体存储器
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5.5 微机内存空间的形成
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5.5.1 8位微机内存空间的形成
• 例 ： 要 求 用 2732 和 6116 形 成 16KB 的 ROM 和 8KB 的 RAM，共24KB内存空间，试画出采用全译码法的硬件 连接图并计算每个芯片的地址范围。（详解见课本第 5.5.1节例3） • 解： • （1）总体分析。 • （2）数据线的连接。 • （3）地址线的连接。 • （4）控制线的连接。
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5.3.4 电擦写EPROM （E2PROM）
• E2PROM的工作原理与EPROM类似，当浮空栅上没有 电荷时，管子的漏极和源极之间不导电，若设法使浮空 栅带上电荷，则管子就导通。在E2PROM中，使浮空栅 带上电荷和消去电荷的方法与EPROM中是不同的。在 E2PROM中漏极上面增加了一个隧道二极管，它在第二 栅与漏极之间的电压UG作用下（在电场的作用下），可 以使电荷通过它流向浮空栅（即起编程作用）；若UG的 极性相反也可以使电荷从浮空栅流向漏极（起擦除作用 ）。而编程与擦除所用的电流是极小的，可用极普通的 电源供给UG。
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• （5）读写控制电路：用来提供片选和读/ 写控制等信 号，用来完成对被选中单元中各位的读/写操作。 • （ 6 ）数据寄存器：用来暂存 CPU 与内存之间进行交 换的数据信息，目的是为了协调CPU与存储器速度上 的差异。 • （ 7 ）数据总线：数据总线用来在 CPU 与内存之间传 送数据信息。
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5.1.2 存储器的层次结构
• • • • 1）CPU内部寄存器 包括通用寄存器和专用寄存器。 2）Cache 为了提高CPU读写程序和数据的速度，在内存和CPU之间增加了两 级高速缓存（Cache）。 3）内存（主存） 内存和CPU直接进行信息交换，存放当前正在运行的程序及数据。 4）外存（辅存） 外存用于存放当前未运行的程序及数据。 5）虚拟内存 它是指在内存不足的情况下，用硬盘的一部分空间模拟内存的一种虚 设内存，并不是真正的内存。
微机原理复习题目
第一章 计算机基本知识
【复习重点】
1、常用数制及其相互间的转换； 2、机器数表示：原码、反码、补码的表示及求法； 3、BCD编码及常用字符的ASCII码 ； 4、计算机中的常用术语
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13、分别指出下列指令中的源操作数的寻址方式。 （1）MOV CX，[100H] （2）MOV CX，100H （3）MOV AX，BX 直接寻址 立即寻址 寄存器寻址
（4）MOV AX，[BP+DI]
（5）MOV AX，10[BX][DI] （6）MOV AX，10[SI]
基址加变址
相对基址加变址寻址 寄存器相对寻址
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8. 填入适当指令或指令的一部分，完成指定功能。 设有100 个字节数据(无符号数)，存放在数据段中EA=2000H的存储 区内。以下程序片断应能从该数据区中找出最大的一个数 并存入同一数据段EA=21OOH的单元中，请完成该程序。 MAX: MOV BX， 2000H M0V AL，[BX] M0V CX， 63H(或99) LOOP1：INC BX CMP AL，[BX] JAE LOOP2 MOV AL，[BX] LOOP2：DEC CX JNZ LOOP1 M0V [2100H] ，AL
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第四章 汇编语言程序设计
【复习重点】 1、汇编语言语句格式； 2、表达式的应用；
3、常用伪指令；
4、汇编语言程序设计的基本方法； （掌握顺序、分支、循环程序的设计）
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汇编语言程序设计 1、汇编源程序特点 分段的结构 有部分固定的程序框架 基本组成---语句 2、程序设计常用结构 顺序结构 分支结构 循环结构 子程序结构
存储器的工作原理
存储器的工作原理
存储器的工作原理是通过电子元件来存储和检索数据。
具体来说，存储器由许多存储单元组成，每个单元可以存储一个二进制位（0或1）。
存储器根据地址线来识别和访问不同的存储
单元。
当计算机需要存储数据时，它将数据转换为二进制形式，并通过数据线将数据写入到存储单元中。
同时，计算机发送一个地址信号通过地址线，将数据写入到指定的存储单元中。
数据的写入过程是通过电荷在存储单元中的堆积和释放来实现的。
当计算机需要检索存储器中的数据时，它通过地址线发送一个地址信号来指定要访问的存储单元。
存储单元中的数据通过数据线返回给计算机。
数据的读取是通过从存储单元中读取电荷的状态来实现的。
存储器可以分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种类型。
在RAM中，数据可以随时读取和写入，而在ROM中，数据只能被读取。
在RAM中，数据是临时存
储的，当计算机断电时，数据会丢失。
而在ROM中，数据是
永久存储的，即使计算机断电，数据也会被保留。
总之，存储器是计算机中重要的组成部分，它负责存储和检索数据，并通过电子元件完成这些操作。
存储器概述
EEPROM芯片2864A
N13根地址线A12～A0 8 根 数 据 线 I/O7 ～
I/O0 片选CE*
读写OE*、WE*
A12 2 A7 3 A6 4 A5 5 A4 6 A3 7 A2 8 A1 9 A0 10 I/O0 11 I/O1 12 I/O2 13 GND 14
动态RAM DRAM 4116 DRAM 2164
1 静态RAM
SRAM的基本存储单元是触发器电路 每个基本存储单元存储二进制数一位 许多个基本存储单元形成行列存储矩阵
SRAM芯片6264 NC 1 A12 2
A7 3
存储容量为8K×8
A6 4 A5 5
28个引脚：
A4 6
13根地址线A12～A0 8根数据线D7～D0
Infineon(英飞菱)的内存条结构剖析
1、PCB板 下图是Infineon原装256MB DDR266，采用单面8颗粒TSOP封装。
2、金手指 这一根根黄色的接触点是内存与主板内存槽接触的部分，数据就是靠它们来传输的，通
常称为金手指。
3、内存芯片（颗粒）内存的芯片就是内存的灵魂所在，内存的性能、速度、容量都是由内 存芯片决定的。
只读存储器ROM
掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改 PROM：允许一次编程，此后不可更改 EPROM：用紫外光擦除，擦除后可编程；
并允许用户多次擦除和编程 EEPROM（E2PROM）：采用加电方法在
线进行擦除和编程，也可多次擦写 Flash Memory（闪存）：能够快速擦写的
EEPROM，但只能按块（Block）擦除
28 Vcc 27 A14 26 A13 25 A8
24 A9 23 A11 22 OE 21 A10 20 CE 19 D7 18 D6 17 D5 16 D4 15 D3
微机原理课后习题答案
第1章计算机基础知识三、简答题1．微型计算机的基本组成？答：以微型计算机为主体，配上相应的系统软件、应用软件和外部设备之后，组成微型计算机系统。
(微型计算机+软件系统，也可）2．简述冯.诺依曼型计算机基本思想？答：冯.诺依曼型计算机是由运算器，控制器，存储器，输入设备和输出设备组成的。
其中，运算器是对信息进行加工和运算的部件；控制器是整个计算机的控制中心，所以数值计算和信息的输入，输出都有是在控制器的统一指挥下进行的；存储器是用来存放数据和程序的部件，它由许多存储单元组成，每一个存储单元可以存放一个字节；输入设备是把人们编写好的程序和数据送入到计算机内部；输出设备是把运算结果告知用户。
（写出主要内容，即可）3．什么是微型计算机？答：微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成。
（只要答出五大组成部分即可）4．什么是溢出？答：溢出就是在运算中，使用已经确定的二进制位数，没有办法表示运算结果。
二、简答题1.在内部结构中，微处理器主要有哪些功能部件组成？答：1) 算术逻辑部件 2) 累加器和通用寄存器组3) 程序计数器 4) 时序和控制部件（意思相近即可）2. 微处理器一般应具有哪些功能？答：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完成规定的操作 4)能和存储器、外部设备交换数据5)提供整个系统所需的定时和控制 6)可以响应其他部件发来的中断请求3. 什么是总线周期？答：CPU使用总线完成一次存储器或I/O接口的存取所用的时间，称为总线周期，一个基本的总线周期包含4个T状态，分别称为T1、T2、T3、T4。
（意思相近即可）？2.中断服务程序结束时，。
RET应该可以使中断服务程序返回主程序，但因为RETF是子程序返回指令，它只从堆栈中恢复CS和IP，而不能使状态字PSW得以恢复，所以不能使断点完全恢复，对源程序的继续执行造成不良影响。
(回答可以返回2分，出现的问题3分，意思相近即可)3.写出把首地址为 BLOCK1) MOV BX,OFFSET BLOCK+6 2) LEA BX,BLOCK 3) LEA BX,BLOCKMOV DX,[BX] MOV DX,[BX+12] MOV SI,12MOV DX,[BX+SI]4. 设BX=134AH，BP=1580H，DI=0528H，SI=0234H，DS=3200H，SS=5100H，求在各种寻址方式下源操作数的物理地址。
第05讲 MCS-51单片机存储器的扩展
0000 0000 0000)
最高地址07FFH(A15 A14 A13 A12 A11 A10…A0 = 0000 0111 1111 1111)
6.2.1 扩展EPROM型程序存储器
由于P2.3~P2.6的状态与该芯片2716的寻址无关，所以 P2.3~P2.6可为任意状态，从0000至1111共有16种组合，因 此实际上该2716芯片可有16个地址范围。这种多地址范围的 重叠现象是线选法本身造成的，因此地址范围的非惟一性是 线选法的一大缺点。
第05讲 MCS-51单片机存储器的扩展
本讲要解决的问题？ 单片机作为一个芯片级的微型计算机，是工业测控领域 里广泛使用的一种机型，可谓“麻雀虽小，五脏俱全”，它 具备运行应用程序的基本条件，所提供的资源能够满足一般
应用系统的需求，然而对于一些特殊的情况，其内部资源也 显得不够用(比如，程序存储器的容量太小，不能容纳更大 的应用程序)，且必须通过在单片机芯片外围的扩展才能达 到应用系统的要求。那么，如何对单片机的资源进行扩展， 进行资源扩展过程中要注意哪些问题呢？
6.2.2 扩展EEPROM型程序存储器
EEPROM兼有程序存储器和数据存储器的特点，既可以作 为程序存储器，又可以作为数据存储器使用。 典型的EEPROM芯片有：2816（2K×8位）、2817（2K×8 位）、2864A（8K×8位）等。
6Hale Waihona Puke 2.2 扩展EEPROM型程序存储器
EEPROM对硬件电路无特殊要求，操作简便。早期设计的 EEPROM是依靠片外高电压进行擦写，近期已将高压电源集成 在芯片内，可以直接使用单片机系统的5V电源在线擦除和改 写；在芯片的引脚设计上，8KB的EEPROM 2864A与同容量的 EPROM 2764和静态RAM 6264是兼容的，给用户的硬件设计和 调试带来了极大的方便。 EEPROM具有ROM的非易失性，又具有RAM的随机读／写特 性，每个单元可以重复进行1万次改写，保留信息的时间可
微型计算机原理及应用知识点总结
微型计算机原理及应⽤知识点总结第⼀章计算机基础知识⼀、微机系统的基本组成1.微型计算机系统由硬件和软件两个部分组成。
(1)硬件:①冯●诺依曼计算机体系结构的五个组成部分：运算器，控制器，存储器，输⼊设备，输⼊设备。
其特点是以运算器为中⼼。
②现代主流的微机是由冯●诺依曼型改进的，以存储器为中⼼。
③冯●诺依曼计算机基本特点：核⼼思想：存储程序；基本部件：五⼤部件；信息存储⽅式：⼆进制；命令⽅式：操作码（功能）+地址码（地址），统称机器指令；⼯作⽅式：按地址顺序⾃动执⾏指令。
(2)软件:系统软件：操作系统、数据库、编译软件应⽤软件：⽂字处理、信息管理（MIS）、控制软件⼆、微型计算机的系统结构⼤部分微机系统总线可分为3类：数据总线DB(Data Bus)，地址总线AB(Address Bus)，控制总线CB(Control Bus)。
总线特点：连接或扩展⾮常灵活，有更⼤的灵活性和更好的可扩展性。
三、⼯作过程微机的⼯作过程就是程序的执⾏过程,即不断地从存储器中取出指令,然后执⾏指令的过程。
★例：让计算机实现以下任务：计算计算7+10=？程序：mov al,7Add al,10hlt指令的机器码：10110000（OP）0000011100000100（OP）0000101011110100（OP）基本概念：1.微处理器、微型计算机、微型计算机系统2.常⽤的名词术语和⼆进制编码（1）位、字节、字及字长（2）数字编码（3）字符编码（4）汉字编码3.指令、程序和指令系统习题：1.1，1.2，1.3，1.4，1.5第⼆章8086／8088微处理器⼀、8086／8088微处理器8086微处理器的内部结构：从功能上讲，由两个独⽴逻辑单元组成，即执⾏单元EU和总线接⼝单元BIU。
执⾏单元EU包括：4个通⽤寄存器（AX，BX，CX，DX，每个都是16位，⼜可拆位，拆成2个8位）、4个16位指针与变址寄存器（BP，SP，SI，DI）、16位标志寄存器FLAG（6个状态标志和3个控制标志）、16位算术逻辑单元(ALU)、数据暂存寄存器；EU功能：从BIU取指令并执⾏指令；计算偏移量。
组成原理第5章
第5章计算机组成原理课程设计在上一章中，我们详细地介绍了计算组成原理课程设计平台系统，知道了在模式开关的控制下有两种不同的工作平台。
《计算机组成原理》的所有课程设计都将在这两种工作模式下完满的得到实施。
一个完整的课程设计可以用多种形式来描述。
例如，一个简单的设计可能用硬件描述语言来描述就够了。
但一个复杂的设计可能要分成若干个功能模块来描述，而其中的每一个功能模块可能用硬件描述语言来描述，也可能用原理图来描述，这样的描述方式就是混合输入的设计方法。
结合《计算机组成原理》课程设计的特点和学生的实际情况，原理图输入方式最适合课程设计的实施。
以此为基点，《计算机组成原理》课程设计的步骤如图5-1所示。
课程设计共分三个阶段：1、设计初始阶段在该阶段中，学生根据所学内容，按照《计算机组成原理》课程设计的要求，在课程设计报告书中完成方案设计并画出逻辑线路图。
2、编程设计阶段在该阶段中，学生将以PC机为平台，在WINDOWS环境下，利用编程软件系统在PC机上生成所画出的逻辑线路，这就是所谓的原理图输入方式。
在逻辑线路的生成过程中，可调用元件库提供的元件（例算术逻辑部件、多路开关、寄存器、译码器、逻辑门等），也可以自定义元件。
这与常规《计算机组成原理》课程设计相比较，充分地体现了设计的灵活性，满足了学生的灵活设计思路，是对设计能力的最好体现。
当原理图输入完毕后，编程软件系统可对原理图文件进行编译、优化、适配，将错误消灭在设计阶段。
最后生成对isp LSI的编程文件。
3、isp LSI编程和测试阶段当一个设计完成且产生编程文件后，就可以对isp LSI进行编程。
对isp LSI的编程是由编程软件系统中的下载软件驱动的。
对ispLSI编程与测试阶段图5-1 课程设计步骤下载结束后，逻辑线路就固化在isp LSI1032E中，在模式开关的控制下选用不同的平台，利用提供的开关、指示灯、存储器等硬件资源对逻辑线路进行功能测试，若有错误，则通过审查、修改原理图文件、重新下载、重新测试直至成功为止。
内存原理图
内存原理图内存原理图是计算机科学中非常重要的概念，它涉及到计算机系统中内存的组织结构和工作原理。
在计算机系统中，内存是存储数据和指令的地方，它直接影响着计算机的运行速度和性能。
了解内存原理图对于理解计算机系统的工作原理和优化程序性能都是至关重要的。
首先，我们来看一下内存的基本组成。
内存通常由存储单元组成，每个存储单元都有一个唯一的地址，用于访问其中存储的数据。
内存的组织结构通常包括主存储器和辅助存储器，主存储器通常是指RAM（随机存取存储器），而辅助存储器通常是指硬盘或固态硬盘。
主存储器用于存储当前正在运行的程序和数据，而辅助存储器则用于长期存储数据。
内存原理图还涉及到内存的工作原理。
当计算机需要访问内存中的数据时，它会根据数据的地址来定位存储单元，并将数据传输到处理器中进行处理。
内存的访问速度直接影响着计算机的性能，因此内存的组织结构和访问方式都是需要精心设计和优化的。
此外，内存原理图还包括内存的层次结构。
在计算机系统中，内存通常分为多级缓存、主存和辅助存储器。
多级缓存用于暂时存储处理器需要频繁访问的数据，主存储器用于存储当前正在运行的程序和数据，而辅助存储器则用于长期存储数据。
这种层次结构的设计可以提高数据访问的效率，从而提高计算机系统的整体性能。
除此之外，内存原理图还涉及到内存管理的问题。
内存管理是指操作系统如何管理内存资源，包括内存分配、内存回收和内存保护等问题。
合理的内存管理可以提高系统的稳定性和安全性，避免内存泄漏和内存溢出等问题。
总的来说，内存原理图是计算机科学中非常重要的概念，它涉及到内存的组织结构、工作原理、层次结构和管理方式等问题。
了解内存原理图对于理解计算机系统的工作原理、优化程序性能和提高系统稳定性都是至关重要的。
希望本文能够对读者有所帮助，让大家对内存原理图有一个更加深入的理解。
微机原理与接口技术第五章存储器
数据只能读出不能写入，断电后数据不丢 失，常用作固定数据存储。
RAM的分类与特点
静态随机存取存储器（SRAM）
动态随机存取存储器（DRAM）
速度快，集成度低，功耗大，常用作高速 缓冲存储器。
速度较慢，集成度高，功耗小，常用作主 存储器。
异步随机存取存储器（DRAM）
只读存储器（ROM）
速度慢，集成度高，功耗小，价格便宜， 常用于大容量存储。
01
02
03
存储器接口是CPU与主 存储器之间的连接桥梁 ，负责数据的传输和控
制。
存储器接口的主要功能 包括地址译码、数据传
输、读写控制等。
存储器接口的信号线包 括地址线、数据线、控 制线等，用于实现CPU 与主存储器之间的信息
交换。
存储器接口的信号线
01
02
03
地址线
用于传输CPU发出的地址 信号，指向主存储器中的 某个单元。
高密度化
随着技术的不断发展，存储器的容量和集成度将不断提高，以满 足不断增长的数据存储需求。
异构存储集成
未来存储器将朝着异构存储集成的方向发展，结合不同类型存储 器的优点，实现更高效、可靠的数据存储。
新型存储技术
新型存储技术如相变存储器、阻变存储器和闪存等将继续得到发 展，并逐渐应用于商业领域。
04
存储器接口
04
存储器接口
存储器接口的基本概念
01
02
03
存储器接口是CPU与主 存储器之间的连接桥梁 ，负责数据的传输和控
制。
存储器接口的主要功能 包括地址译码、数据传
输、读写控制等。
存储器接口的信号线包 括地址线、数据线、控 制线等，用于实现CPU 与主存储器之间的信息
MIS-5e 第05章 计算机硬件软件
循序处理 程序1
CPU/任 务 1
并行处理
应 用 程 序 /总 任 务
程序2
CPU/任 务 2
CPU 分任务1
CPU 分任务2
CPU 分任务3
CPU 分任务4
CPU 分任务5
总结果
结果 (a) (b)
图5.4 循序处理与并行处理
MMX多媒体处理器 MMX（Multi Media Extension）微处理器其本质是 以一个Pentium晶片，加上额外的可以改善软件图形、 声音效果的指令集，使得多媒体的多声道音讯、高品质 影像或动画等，可以在同一软件中执行 双核处理器和多核处理器
5.2.2 控制器 如图7.3所示的是控制器的结构图。控制器是计算机的神经中枢， 它按照主频的节拍产生各种控制信息，以指挥整个计算机工作。 计算机的主频速度一般与机器型号（或CPU型号）相关，如 MMX-200，芯片的主频为200MHZ，主频越高，则工作节拍越快 ，运行速度也越高。
控制器从内存中按顺序取出各条指令并执行之。其步骤如下： • 将从内存中取到的指令经总线送到CPU的指令寄存器内暂存 。 • 将指令传送到指令译码器，分析指令。 • 将分析结果传递给微操作控制电路，由它向各功能部件发出 操纵控制命令。 • 当各部件执行完毕，“反馈信息”，使程序计数器地址 “+1”（或2），指向下一条指令地址。 如此周而复始，直至执行完一个程序。
5.2.3 CPU的发展 计算机的能力部分依赖于CPU与总线的一些技术指标。首 先是字长，机器字长度越长，计算机运行速度越快。影响 计算机运行速度的第二个因素是决定机器时序周期长短的 晶片振荡频率（又称时序速度），以每秒百万个周期为单 位即MHZ。则时序速度越高机器运行速度越快。影响计算 机运行速度的第三个因素是数据总线的宽度。数据总线是 CPU与主存储器及其它器件之间的数据高速公路，决定并 行传送多少位数据。 显然，要使计算机有更强的运算能力可以考虑增加机器字 长度，数据总线的宽度及提高机器周期速度（晶片机器频 率）。
数据库第5章
1-6 郑州轻工业学院软件职业技术学院
总的来说计算机安全涉及的问题
计算机系统本身的技术问题
计算机安全理论与策略
计算机安全技术
管理问题
安全管理 安全评价 安全产品
数据库原理
1-7 郑州轻工业学院软件职业技术学院
计算机安全涉及问题(续)
法学
计算机安全法律
犯罪学
计算机犯罪与侦察 安全监察
能访问他有权存取的数据，必须预 先对每个用户定义存取权限。
检查存取权限
对于通过鉴定获得上机权的用户
（即合法用户），系统根据他的存 取权限定义对他的各种操作请求进 行控制，确保他只执行合法操作。
数据库原理
1-22 郑州轻工业学院软件职业技术学院
常用存取控制方法
自主存取控制（Discretionary Access
5.3.2 授权（Authorization）与回收
在数据库系统中，定义用户存取权限称为授权 （Authorization）。 第三章讨论 SQL 的数据控制功能时，我们已知道授权有两种： 系统特权和对象特权。 系统特权是由DBA授予某些数据库用户，只有得到系统特 权，才能成为数据库用户。 对象特权可以由DBA授予，也可以由数据对象的创建者授 予，使数据库用户具有对某些数据对象进行某些操作的 特权。 在系统初始化时，系统中至少有一个具有DBA特权的用户，DBA 可以通过GRANT语句将系统特权或对象特权授予其他用户。 对于已授权的用户可以通过REVOKE语句收回所授予的特权。
用户标识和鉴定的方法有多种，为了获得更强的安全性， 往往是多种方法并举，常用的方法有以下几种：
数据库原理
1-18 郑州轻工业学院软件职业技术学院
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Intel于1988年首先开发出NOR flash技术，彻底改变了 原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面 1989年，东芝公司发表了NAND flash结构，强调降低每 比特的成本，更高的性能，并且象磁盘一样可以通过接 口轻松升级
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NOR flash vs NAND flash
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5.3、8086CPU总线产生
一、8086CPU的管脚及功能
8086是16位CPU。它采用高性能的N— 沟道，耗尽型负载的硅栅工艺(HMOS)制 造。由于受当时制造工艺的限制，部分管 脚采用了分时复用的方式，构成了40条管 脚的双列直插式封装
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§回顾§
二、8086的两种工作方式
A 19-16/ S 6-3
8086
/STB 8 D 7-0 A D 7-0 O 3-0 A 7-0
1、AD0－AD15，A16/S1－A19/S4出现地址信息； 2、ALE 发正脉冲，地址信息进74LS373； 3、AD0－AD15转换为数据线, A16/S1 －A19/S4输出状态
回顾§总结
（一）、地址线、数据线产生
相关信号线及芯片 1、AD15～AD0 (Address Data Bus)
地址/数据复用信号，双向，三态。在T1状态 （地址周期）AD15～AD0上为地址信号的低 16位A15～A0；在T2 ～ T4状态（数据周期） AD15～AD0 上是数据信号D15～D0。
回顾§总结
(Ultra-Violet)
分
(Erasable PROM)
电可擦除
类
EEPROM (Electrically) Flash Memory
静态存储器SRAM (Random 快闪存储器 (Static RAM) Access 动态存储器DRAM 还可以按制造工艺 Memory) (Dynamic RAM) 分为双极型和MOS 型两种。 主要指标：存储容量、存取速度。 存储容量:用字数×位数表示，也可只用位数表示。 如，某动态存储器的容量为256K×8位/片。
最小模式：系统中只有8086一个处理器，所有的控 制信号都是由8086CPU产生。 最大模式：系统中可包含一个以上的处理器，比如 包含协处理器8087。在系统规模比较大 的情况下，系统控制信号不是由8086直 接产生，而是通过与8086配套的总线控 制器等形成。
回顾§总结
三、最小模式下8086CPU总线产生
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可用紫外线擦除、可编程的EPROM
V cc
位 线 输
行线
出
绝缘层
D 浮栅管
浮动栅雪崩注入式 MOS管
S
位线
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编程
使栅极带电 EPROM芯片上方有一个石英玻璃窗口
擦除
当一定光强的紫外线透过窗口照射时，所 有存储电路中浮栅上的电荷会形成光电流泄 放掉，使浮栅恢复初态。
一般照射20～30分钟后，读出各单元的内 容均为FFH，说明EPROM中内容已被擦除。
可用电擦除、可编程的EOM 只读存储器 ROM (Read- Only Memory) 按 功 能 只能读出不能 写入,断电不失 随机存储器 RAM 可编程ROM（PROM） (Programmable ROM) 可擦除可编程ROM （EPROM）
紫外线擦除
UVEPROM
C、/OE=0，O0输出；否则高阻
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回顾§总结
4、ALE(Address Latch Enable) 地址锁存使能信号，输出，高电平有效。用 来作为地址锁存器的锁存控制信号。
回顾§总结
触发类型：上升沿，下降沿，高电平，低电平
回顾§总结
ALE 4 /STB O 3-0 D 3-0 74LS373*3 /STB 16 A D 15-0 8 A D 15-8 O 7-0 D 7-0 A 15-8 A 19-16
74LS245*2 /DEN DT/R A D 15-0 8086 16 8 A D 15-8 /OE
回顾§总结
0
T
B 7-0
8 D 15-8
A 7-0
/OE T 8 A D 7-0
B 7-0
8 D 7-0
A 7-0
1、如果CPU输出数据，DT/R＝0，三态门方向为BA, 如果CPU输入数据，DT/R＝1，三态门方向为AB； 2、/DEN有效，74LS245工作； 3、CPU输入/输出数据完成， /DEN无效，74LS245停止工 作，通道断开。
回顾§总结
MOV [2000H], AX
地址周期
数据周期
BHE
§回顾§
S4 0 0
S3 0 1
当前正在使用的段寄存器
ES SS
CS或未使用任何段寄存器
1
1
0
1
DS
回顾§总结
3、三态缓冲的8位数据锁存器74LS373 (8282)
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A、CP正脉冲，DQ
B、CP为零，保持
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2、存取速度
存取时间是指从启动一次存储器操作 到完成该操作所经历的时间，又称为读 写周期。
SDRAM: 12ns 10ns 8ns
RDRAM:
1ns
0.625ns
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3、可靠性 可靠性是用平均故障间隔时间来衡量 （MTBF, Mean Time Between Failures） 4、功耗 功耗通常是指每个存储元消耗功率的大 小
1
3
1
3
2
回顾§总结
（二）、数据线驱动
相关信号线及芯片 1、双向数据总线收发器（8286，74LS245） 两个功能：
a、双向选择
b、通道控制
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A、/OE控制通道
/OE＝0，或门导通； /OE＝1，或门封锁；
B、T控制方向
T＝0，BA T＝1，AB
回顾§总结
2、/DEN (Data Enable) 数据使能信号，输出，三态，低电平有效。表示 CPU对数据线操作。用于数据总线驱动器的控制信号。 3、DT/R (Data Transmit/Receive)： 数据驱动器数据流向控制信号，输出，三态。在 8086系统中，通常采用8286或8287作为数据总线的驱 动器，用DT/R#信号来控制数据驱动器的数据传送方 向。当DT/R#＝1时，进行数据发送；DT/R#＝0时， 进行数据接收。
74LS245*2 /DEN DT/R A D 15-0 8086 16 8 A D 15-8 /OE
回顾§总结
1
T
B 7-0
8 D 15-8
A 7-0
/OE T 8 A D 7-0
B 7-0
8 D 7-0
A 7-0
1、如果CPU输出数据，DT/R＝1，三态门方向为AB, 如果CPU输入数据，DT/R＝0，三态门方向为BA； 2、/DEN有效，74LS245工作； 3、CPU输入/输出数据完成， /DEN无效，74LS245停止工 作，通道断开。
5.2、 主存储器结构
一、 主存储器的主要技术指标 存储容量 (系统容量跟地址线宽度、寻址能力有关) 存取速度 可靠性 功耗
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1、容量存储容量 存储器可以容纳的二进制信息量称为 存储容量（寻址空间，由CPU的地址线决 定） 实际存储容量：在计算机系统中具体 配置了多少内存。
要对所有的block单独进行操作，每个操作结束， 都需要判断状态 每个block操作的大概步骤如下: 1.unlock 2.erase 3.check empty
所有的block完成上述操作,且状态正确,才能进行下一步,写
4.write
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Flash工艺结构分类
NOR
flash vs NAND flash
● NOR的读速度比NAND稍快一些。 ● NAND的写入速度比NOR快很多。 ● NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。 ● 大多数写入操作需要先进行擦除操作。 ● NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少。 接口差别 NOR flash带有SRAM接口，有足够的地址引脚来寻 址，可以很容易地存取其内部的每一个字节。 NAND器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据，各 个产品或厂商的方法可能各不相同。8个引脚用来 传送控制、地址和数据信息。 NAND读和写操作采用512字节的块，这一点有点像 硬盘管理此类操作，很自然地，基于NAND的存储器 就可以取代硬盘或其他块设备。
矩阵译码电路
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列线
行线
地 址 线
译码器
译码器
地址线
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Flash Memory
典型闪速存储器芯片TMS29F040： 512K*8bit； 8个独立区段，每区段64K字节； 可编程/擦除10万次； 片内的状态机控制编程与擦除；
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Flash操作的大概步骤
二、主存储器的基本组成 MOS型器件构成的RAM，分为静态和 动态RAM两种：
静态RAM通常有6管构成的触发器作为基本存储电路 静态存储单元； 动态RAM通常用单管组成基本存储电路。
1 、静态存储单元
（2）动态存储单元
（3）结构
•地址译码 （片内单元选择）
分：单译码方式和复合译码方式 • 输入输出控制 • 存储体
三、 多层存储结构概念
1、核心是解决容量、速度、价格间的矛盾，建 立起多层存储结构。 一个金字塔结构的多层存储体系 充分体现出 容量和速度关系 2、 多层存储结构 • 寄存器 • Cache(高速缓存) • 内存 • 磁盘 • 磁道、光盘