微型计算机原理与接口技术
微机原理与接口技术课件PPT
汇编语言的优点
汇编语言具有高效、可移植性、 可维护性等优点，适用于编写操 作系统、编译器等关键软件。
汇编语言的缺点
汇编语言编写复杂，容易出错， 且可移植性较差，需要针对不同 的计算机体系结构进行修改。
高级语言
01
高级语言的定义
高级语言是一种抽象程度更高的 编程语言，它使用更接近自然语 言的语法和语义。
实验提供参考。
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串行接口的数据传输速率比并行 接口慢，但只需要一根数据线， 因此成本较低。
03
串行接口的常见标准包括RS-232 、RS-422和USB。
04
中断控制器
中断控制器是微机中的一 种重要组件，它负责管理 计算机系统中断的处理。
中断控制器可以管理硬件 设备的中断请求，例如键 盘、鼠标和计时器等。
ABCD
并行接口通常用于连接打印机、磁盘驱动器等高速设备， 因为这些设备需要快速传输大量数据。
并行接口的常见标准包括ECP、EPP和USB。
串行接口
01
串行接口是一种数据传输方式， 它通过单个数据线逐位传输数据 。
02
串行接口通常用于连接鼠标、调 制解调器等低速设备，因为这些 设备不需要快速传输大量数据。
语音识别和图像处理
利用微机原理与接口技术，可以实现语音识 别和图像处理等功能，提高办公自动化水平 。
在家用电器中的应用
1 2 3
智能家居控制
微机原理与接口技术可以用于智能家居控制，实 现家用电器的远程控制和自动化控制。
电视和音响设备控制
通过微机原理与接口技术，可以实现电视和音响 设备的智能控制，提供更加便捷和智能的娱乐体 验。
微机原理与接口技术pdf
微机原理与接口技术pdf微机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的基本原理和接口技术的应用。
本文将从微机原理和接口技术两个方面进行介绍和讨论，希望能够对读者有所帮助。
首先，我们来谈谈微机原理。
微机原理是指微型计算机的基本工作原理，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等各个部分的工作原理。
CPU是微型计算机的核心部件，它负责执行指令、进行运算和控制数据传输。
存储器用于存储数据和程序，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。
输入输出设备用于与外部环境进行信息交换，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
了解微机原理对于理解计算机的工作原理和进行系统调试都非常重要。
其次，我们来谈谈接口技术。
接口技术是指计算机与外部设备进行数据交换的技术，包括串行接口、并行接口、通信接口等。
串行接口是一种逐位传输数据的接口，适用于远距离传输和低速设备。
并行接口是一种同时传输多位数据的接口，适用于短距离传输和高速设备。
通信接口是一种用于计算机与通信设备进行数据交换的接口，包括网卡、调制解调器等。
了解接口技术对于设计外部设备、进行通信协议的开发都非常重要。
在实际应用中，微机原理和接口技术经常是相互结合的。
例如，我们在设计一个外部设备时，需要了解计算机的工作原理，选择合适的接口技术进行数据交换。
又如，在进行系统调试时，需要了解接口技术，进行数据的采集和分析。
因此，微机原理与接口技术的学习是非常重要的。
总之，微机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的基本原理和接口技术的应用。
通过本文的介绍，希望读者能够对微机原理和接口技术有所了解，并能够在实际应用中灵活运用。
希望本文能够对读者有所帮助。
微型计算机原理与接口技术第四版
是指体积小、功耗低、成本低、可靠性高的计算机，广泛应用于工业控 制、智能仪表、智能家居等领域。
03
接口技术
是指计算机与外部设备之间的连接和通信技术，包括串行接口、并行接
口、USB接口、网络接口等。
课程目标
掌握微型计算机的基本原理和 体系结构，了解指令系统、汇 编语言程序设计等基础知识。
熟悉存储器系统的组成和工作 原理，了解不同类型存储器的
中央处理器的组成
中央处理器由寄存器、指令集、控制单元、算术逻辑单元 等组成。
中央处理器的性能指标
中央处理器的性能指标包括时钟频率、指令集、缓存大小 等。
存储器
存储器的分类
存储器是计算机中用于存储数据的部件，根据存储介质的不同， 可分为半导体存储器、磁表面存储器和光盘存储器等。
存储器的层次结构
存储器的层次结构包括寄存器、缓存、主存和外存，每个层次都有 不同的容量和访问速度。
中央处理器的组成
中央处理器由寄存器、指令集、控制单元、算术逻辑单元 等组成。
中央处理器的性能指标
中央处理器的性能指标包括时钟频率、指令集、缓存大小 等。
中央处理器
中央处理器的功能
中央处理器是计算机的核心部件，负责执行指令和处理数 据。它包括运算器和控制器，运算器负责算术运算和逻辑 运算，控制器负责控制指令的执行顺序。
04
微型计算机应用
04
微型计算机应用
嵌入式系统
嵌入式系统特点
嵌入式系统具有实时性、可靠性和精简性 等特点，广泛应用于工业控制、智能家居、
医疗设备等领域。
A 嵌入式系统定义
嵌入式系统是一种专用的计算机系 统，主要用于控制、监视或帮助操
作机器设备。
微型计算机原理与接口技术(第4版)___题解及实验指导
微型计算机原理与接口技术（第4版）___题解及实验指导这份大纲旨在为《微型计算机原理与接口技术（第4版）吴宁题解及实验指导》给出一个概览，请参考以下内容。
概述介绍微型计算机原理与接口技术的基本概念引言微型计算机的发展和应用阐述微型计算机系统的组成和层次结构计算机硬件描述计算机硬件的基本组成包括中央处理器、存储器和输入输出设备讨论硬件的功能和特点计算机软件介绍计算机软件的概念和分类强调操作系统的作用和功能讨论软件的开发和应用微型计算机接口研究计算机与外部设备之间的连接和通信介绍接口的原理和技术分析接口的设计和实现实验指导实验准备介绍进行实验所需的基本准备工作包括实验器材、软件环境和实验原理的研究实验内容提供各章节相关实验的具体内容和步骤引导学生逐步完成实验任务强调实验中的关键点和注意事项实验总结总结每个实验的目的和结果分析实验过程中遇到的问题和解决方法提供实验的评价和改进建议通过这份《微型计算机原理与接口技术（第4版）吴宁题解及实验指导》大纲，学生可以了解该教材的内容和结构，对于研究和实验有一个整体的认识和预期。
本章介绍微型计算机原理与接口技术的基本概念和背景。
首先，讲解了计算机系统的组成和发展历程，帮助读者了解计算机系统的基本结构和演化过程。
其次，介绍了微型计算机的特点和分类。
通过本章的研究，读者能够建立起对微型计算机原理与接口技术的整体认识和理解。
本章将深入探讨微型计算机的结构和各个功能部件的作用。
首先，介绍了微型计算机的总线结构和数据流动方式，帮助读者了解信息在计算机系统中的传输过程。
然后，讨论了微型计算机的存储器层次结构和主要存储器的特点。
随后，讲解了微型计算机的中央处理器（CPU）的功能和内部结构。
最后，介绍了微型计算机的输入输出系统，包括输入设备和输出设备的种类和原理。
通过本章的研究，读者能够全面了解微型计算机的内部结构和各个功能部件的作用。
本章重点介绍微型计算机的编程技术，包括指令系统和汇编语言编程。
单片微型计算机原理及接口技术
单片微型计算机原理及接口技术在现代科技领域中，计算机技术的发展日新月异，而单片微型计算机无疑是其中的重要一环。
本文将介绍单片微型计算机的原理以及接口技术，以帮助读者更好地理解和运用这一领域的知识。
一、单片微型计算机的原理1.1 数据表示和处理在单片微型计算机中，数据的表示和处理是非常重要的。
计算机所处理的数据通常以二进制形式表示，通过位(bit)来表示数据的最小单元。
在微型计算机中，通常使用八位(bit)的字节(byte)作为数据的基本单位。
此外，计算机还可以通过不同的数据类型来表示和处理不同类型的数据，如整数、浮点数、字符等。
1.2 CPU和内存在单片微型计算机中，中央处理器(CPU)被视为计算机的大脑。
CPU负责执行指令、进行算术和逻辑运算等操作。
而内存则用于存储数据和指令，供CPU读取和写入。
常见的内存分类有随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，其中RAM用于临时存储数据，而ROM则用于存储固定的指令和数据。
1.3 控制单元和指令控制单元是CPU的一个核心组成部分，它负责解析和执行指令。
指令是计算机执行操作的命令，可以进行数据的读取、写入、运算等操作。
常见的指令集结构有精简指令集(RISC)和复杂指令集(CISC)。
RISC的指令集相对较简单，执行速度快，而CISC的指令集相对较复杂，但可以实现更多功能。
二、单片微型计算机的接口技术2.1 输入输出接口在单片微型计算机中，输入输出（I/O）设备起着连接计算机与外部设备的重要作用。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏等，而输出设备包括显示器、打印机、扬声器等。
通过适当的接口技术，计算机可以与这些设备进行数据的输入和输出，并实现与用户的交互。
2.2 存储器接口技术存储器接口技术用于连接CPU和内存之间的数据传输。
根据不同的芯片架构和规范，存储器接口技术有所不同。
常见的接口技术包括地址总线、数据总线和控制总线。
地址总线用于指定内存的地址，数据总线用于传输数据，而控制总线则用于传输控制信号。
微机原理与接口技术课本
第1章微型计算机基础1.1 计算机中数的表示和运算1.1.1 计算机中的数制及转换在微型计算机中，常见和常使用的数制♦十进制♦二进制♦八进制♦十六进制等。
1.十进制十进制计数特征如下：♦使用10个不同的数码符号0，1，2，3，4，5，6，7，8，9♦基数为10♦每一个数码符号根据它在数中所处的位置(即数位)，按逢十进一决定其实际数值。
任意一个十进制正数D，可以写成如下形式：(D)10＝D n-l³10 n-1 +D n-2³10 n-2 +…+D l³101+D0³100+D—l³10 -1+D-2³10-2+²²+D-n³10-n2.二进制在二进制计数制中，基数是2，计数的原则是“逢2进1”。
特征如下：♦使用两个不同的数码符号0和l♦基数为2♦每一个数码符号根据它在数中所处的位置(即数位)，按逢二进一决定其实际数值。
任意一个二进制正数B，可以写成如下形式：(B)2＝B n—l³2 n-1 +B n—2³2 n-2+…+B l³21+B0³20+B—l³2 -1+B-2³1-2+²²+B-n³1-n十进制TO二进制把十进制整数转换成二进制整数通常采用的方法是“除以2取余数”。
把十进制小数转换成二进制小数所采用的规则是“乘2取整”。
在计算机中，数的存储、运算、传输都使用二进制。
[例 1-2] 将十进制小数0.6875转换成二进制小数3．八进制在八进制计数制中，基数是8，计数的原则是“逢8进1”。
特征如下：♦使用8个不同的数码符号0，1，2，3，4，5，6，7♦基数为8♦每一个数码符号根据它在数中所处的位置(即数位)，按逢八进一来决定其实际数值。
任意一个八进制正数S，可表示为：(S)8＝S n—l³8 n-1+S n—2³8 n-2+²²+S1³8 1+S0³8 0 +S—l³8–1+²²+S-m³8-m转换: 将十进制整数转换成八进制整数的方法是“除以8取余数”。
微型计算机原理与接口技术第版冯博琴吴宁主编
1.1.1. 微型计算机的发展
电子计算机的发展方向： 第五代：“非冯.诺依曼”计算机时代 第六代：神经网络计算机时代 光计算机时代 生物计算机时代
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1.1.1. 微型计算机的发展
微型计算机诞生于20世纪70年代 微型计算机特点：体积小、重量轻、功耗低、 可靠性高、价格便宜、使用方便、软件丰富 微型计算机的核心是微处理器（CPU） 每出现一个新的微处理器，就会产生新一代的 微型计算机
并要求将它送入累加器A中，所以数据寄存器 DR通过内部总线将01H送入累加器A中。
39
PC 01H
1 AR 01H
控制信号
ALU
A
B
01H
7
操作控制器
ID IR
00
3
01
02
4
03
读命令 04
B0H 01H 04H 02H
F4H
DR 01H 56
（执行第一条指令操作示意图）
1.1.3微机系统的构成
中，经过译码CPU“识别”出这个操作码为 “MOV A，01H”指令，于是控制器发出执行这 条指令的各种控制命令。
36
2
PC 00H
1 AR 00H
3
00 01
02
4
03
读命令 04
控制信号
ALU
A
B
操作控制器
ID IR B0H
B0H 01H 04H 02H
F4H
DR
7
B0H
56
（取第一条指令操作示意图）37
虽然ENIAC体积庞大，耗电惊人，运算速 度不过几千次（现在的超级计算机的速度最快 每秒运算达万亿次！），但它比当时已有的计 算装置要快1000倍，而且还有按事先编好的程 序自动执行算术运算、逻辑运算和存储数据的 功能。但是ENIAC宣告了一个新时代的开始。
微机原理与接口技术课程标准
《微机原理与接口技术》课程标准一、课程概述《微型原理与接口技术》是计算机硬件与软件衔接及综合应用的课程。
尤其微处理器大量开展和计算机渗透嵌入各种仪表和控制系统后，“微机原理与应用〃成为组构系统的根本技术。
《微型原理与接口技术》是通信工程专业的必修课程，其课程着重介绍微型计算机根本构成及应用方法。
该课程的先修课程有：《电路与电子学》、《数字电路与逻辑设计》、《汇编语言程序设计》，并为《单片计算机技术》、《计算机控制技术》等课程打下根底。
它是一门理论性、实践性和应用性较强的课程。
这门学科的重点是培养学生在微型计算机根本构成与外界联系（广义输入/输出）的应用方面的知识和技能，对学生的专业开展和计算机的深入研究具有极其重要的意义。
通过本课程，使学生学习微处理器芯片根本功能、指令系统、构成微型计算机的外围芯片，以及构成微型计算机系统的接口芯片。
掌握微型计算机结构特点，以及实现微型计算机与外部连接的软、硬件根底知识和根本技能；掌握和了解各种典型环境下接口设计原那么；熟悉和正确选择常用的儿种大规模集成接口电路。
本课程具有较强的实践能力。
二、课程目标1 .知道《计算机接口技术》这门课程的性质、地位和价值；知道该课程的研究领域和技术前景；知道这门学科的研究范围、分析框架、研究方法、学科进展和未来方向。
2 .理解这门课程的主要概念、根本原理利技术要点，拓宽计算机应用的领域和范围的思路和概念。
3 .掌握计算机结构特点，以及实现计算机与外部连接的软、硬件根底知识和根本技能。
4 .掌握和了解各种典型环境下接口设计原那么；熟悉和正确运用常用的儿种大规模集成接口电路。
5 .通过本课程的学习，到达提高学生的分析问题、解决问题的思维能力和动手能力。
三、课程内容和教学要求这门课程的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。
这四个层次的一般涵义表述如下：知道 ---- 是指对这门学科和教学现象的认知。
理解 ---- 是指对这门学科涉及到的概念、原理、策略与技术的说明和解释，能提示所涉及到的教学现象演变过程的特征、形成原因以及教学要素之间的相互关系。
微型计算机原理及接口技术
微型计算机原理及接口技术
微型计算机原理及接口技术是指在微型计算机和外部设备之间进行数据交换和通信的技术。
微型计算机原理是指微型计算机的基本工作原理，包括微处理器、存储器、输入输出设备等组成部分的工作原理。
接口技术是指微型计算机与外部设备之间进行数据交换和通信所需要的硬件和软件技术。
在微型计算机中，微处理器是控制微型计算机工作的核心部件。
它负责执行指令、进行数据处理和控制操作。
微处理器通过总线与其他部件进行连接，包括存储器、输入输出设备等。
其中，存储器用于存储程序和数据，输入输出设备用于与外界进行数据交换。
为了实现微型计算机与外部设备之间的数据交换和通信，需要使用接口技术。
接口技术可以分为硬件接口和软件接口两种。
硬件接口是指通过物理接口的方式连接微型计算机和外部设备，例如串口、并口、USB等。
软件接口是指通过编程的方式实
现微型计算机与外部设备之间的数据交换和通信。
接口技术的选择取决于具体的应用场景和外部设备的要求。
不同的外部设备可能需要不同类型的接口进行连接。
例如，打印机通常通过并口或USB接口连接到微型计算机，而鼠标则通
常通过PS/2或USB接口连接。
此外，还可以通过网络接口实
现微型计算机之间的数据通信。
总的来说，微型计算机原理及接口技术是实现微型计算机与外
部设备之间数据交换和通信的关键技术。
了解和掌握这些技术对于有效地使用微型计算机和外部设备具有重要意义。
微型计算机原理与接口技术教学反思
微型计算机原理与接口技术教学反思背景微型计算机原理与接口技术是计算机科学与技术专业的一门重要课程。
通过学习本课程，学生可以了解微型计算机的组成原理、接口技术、以及基本的汇编语言编程知识，并且能够掌握微型计算机的基本操作。
教学内容微型计算机原理与接口技术的教学内容包括计算机组成原理、微处理器体系结构、存储器、接口技术、输入输出、编程语言等方面的内容。
在具体的教学中，通常需要从硬件、操作系统、软件开发、网络等不同层次来对微型计算机的原理与接口技术进行深入的探讨。
学生反应在实际的教学过程中，我们发现不同学生对微型计算机原理与接口技术的接受程度不同。
一部分学生对计算机硬件的组成、操作系统的原理、编程语言的编写及网络通信技术等方面进行了深入的研究，掌握程度较高；而另一部分学生对这些知识点的理解相对薄弱，学习难度较大，需要在教学过程中加强学生的练习和实践。
教学方法在授课教学中，应采取多种合适的教学方法，以便更好地实现知识的传授和学生的练习。
具体来说，有以下几种方法：1.理论讲解通过充分讲解计算机的理论知识，使学生对计算机的硬件组成、内部结构、操作系统的原理、编程语言的编写均有深入的认识，这是培养学生基本能力的重要途径。
2.案例分析通过分类、组织教材，将理论知识整合为几个具体的案例，使学生能够更好地理解和记忆。
同时，在案例中，提出相关的问题，考查学生对计算机知识的掌握情况。
3.实践训练针对课程中学习的理论知识，通过实践操作，让学生自己动手实践，提高计算机技能和实际应用能力。
4.课程设计在课程设计中，将多种教学方法应用于实际操作中，从案例演示、理论讲解、实际操作等方面对学生进行全方位的引导和培养，培养学生掌握微型计算机原理与接口技术的能力。
教学反思在微型计算机原理与接口技术的教学中，教师首先要了解不同学生对知识和学习的理解差异，合理安排课程时间，确定合适的教学方法，能够更好地达到培养学生计算机应用能力的效果。
从教学内容上来看，应重点突出计算机的结构原理和编程，同时注重培养学生实际操作能力，在应用场景中发挥知识的作用。
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术一、微机原理1.1. 微机的概念与发展微机是现代计算机的一种，通常包括中央处理器、存储器、输入/输出设备等部分，以及操作系统、应用软件等方面。
它是一种小型化的，具有高度自主、灵活性和可扩展性的计算机设备。
微机的发展源于计算机科学技术，始于19世纪60年代，经历了五十多年的演化发展，逐渐成为现代计算机的一个主要系列之一。
1.2. 微机的工作原理微机是一个高速度的计算机设备，它包括硬件和软件两个方面。
从硬件上看，微机包括中央处理器、内存、输入/输出设备等；软件方面主要包括操作系统和各种软件、程序。
微机的工作原理就是这两个方面的协同作用，首先通过输入设备将数据输入微机中，并与处理器和存储器进行交互，由操作系统控制各种资源，最后通过输出设备将结果反馈给使用者。
1.3. 微机的组成微机由中央处理器、存储器、输入/输出设备和操作系统等部分组成。
具体包括：中央处理器：是微型计算机最重要的组成部分，主要负责控制计算机运行、处理各种运算、指令执行等。
存储器：微机中的存储器由各种存储器构成，丰富的存储器可保证微计算机运行数据的高速存取、临时数据缓冲、预测等结果处理。
输入/输出设备：微机的输入设备主要包括键盘、鼠标等，输出设备主要包括显示器、打印机等。
操作系统：微机所使用的操作系统主要有Windows、Linux等，不同操作系统的功能、应用、兼容性也存在差别。
1.4. 微机的分类与应用微机根据不同的功能和应用可以分为不同的类别，如个人计算机（PC）、工作站、小型机、超级计算机等。
在应用方面，微机主要应用于办公、生产、控制、娱乐、医疗等广泛领域，其使用普及也是世界各地的各种行业、企业和机构。
二、接口技术2.1. 接口的定义与分类接口是指连接两个或多个系统、设备、技术等的一种机制，可以使它们之间进行数据传输和控制交互等。
接口按照数据传输的方向分为输入、输出或双向接口；按照数据传输的方式分为并行接口、串行接口等多种类型；按照物理连接方式，则分为USB、RS232、SCSI、IDE等种类。
微机原理与接口技术(清华大学课件,全套)
3. 符号数的算术运算
通过引进补码，可将减法运算转换为加法运算。 即：[X+Y]补=[X]补+[Y]补
[X-Y]补=[X+(-Y)]补
=[X]补+[-Y]补 注：运算时符号位须对齐
65
[例]
X=-0110100，Y=+1110100，求X+Y=？
[X]原=10110100
将指令所在地址赋给程序计数器PC； PC内容送到地址寄存器AR，PC自动加1； 把AR的内容通过地址总线送至内存储器，经地址译码器译码， 选中相应单元。
CPU的控制器发出读命令。
在读命令控制下，把所选中单元的内容（即指令操作码）读到数 据总线DB。 把读出的内容经数据总线送到数据寄存器DR。 指令译码
37
三、无符号二进制数的运算
算术运算
无符号数 二进 制数的运算 有符号数
38
逻辑运算
主要内容
无符号二进 制数的算术运算
无符号数的表达范围 运算中的溢出问题 无符号数的逻辑运算 基本逻辑门和译码器
39
1. 无符号数的算术运算
加法运算
1+1=0（有进位）
减法运算
0-1=1（有借位）
55
[例]
X= -52 = -0110100
[X]原=1 0110100
[X]反=1 1001011
56
0的反码：
[+0]反=00000000
[-0]反 =11111111 即：数0的反码也不是唯一的。
57
补码
定义：
微型计算机原理与接口技术_(张荣标_著)_机械工业出版社_课后答案
第一章1．选择题（1）C (2) D A (3) C3填空（1）CPU，微型计算机，系统软件，外围设备，微型计算机系统（2）10，3，12（3）阶数（4）10010010B，01000100B，11010110B，FF4EH（5）3F7H，1C3H,243H，277H,4简答题（1）微处理器，微型计算机和微型计算机系统三者有何联系与区别？微处理器是把原来的中央处理单元CPU的复杂电路（包括运算器和控制器）做在一片或几片大规模集成电路的芯片上。
把这种微缩的CPU大规模集成电路称为微处理器。
微型计算机是以微处理器为核心，再配备上用大规模集成电路工艺制成的存储器和I/O接口就构成了微型计算机。
以微计算机为核心，再配备上系统软件、I/O设备、辅助电路和电源就构成了微机系统。
微型计算机系统包括硬件和软件了两大部分。
（2）试述在计算机中常采用二进制的缘由？（3）简述如何从补码判断真值的符号？（4）BCD码与纯二进制数有何区别？主要区别是二者对应的二进制位所表示的二进制真值不同，（5）试述机器数的定点和浮点数表示形式。
第2章2填空题（1）递增，A7，A5，A3，A1.（2）地址总线的宽度，00000H～0FFFFFH（3）寄存器，运算器，控制器；运算和控制（4）SS，SP（5）MN/MX（6）主频，总线宽度（7）20，163简答题（1）什么是指令周期？什么是总线周期？一个总线周期至少包括几个时钟周期？指令周期是一条指令执行所需的时钟周期，cpu在执行指令过程中，凡需执行访问存储器或访问I/O端口的操作都统一交给BIU的外部总线完成，进行一次访问所需的时间称为一个总线周期。
一般一个基本的总线周期由4个时钟周期组成。
（2）8086CPU在最小模式下构成计算机系统至少应该包括哪几个基本的部分？（3）8086CPU中，标志寄存器包含哪些标志位？各标志位为‘0’，‘1’分别表示什么含义？（4）8086CPU中有哪些通用寄存器和专用寄存器？说明他们的作用。
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术微机原理与接口技术是计算机科学与技术领域中的重要内容，它涉及到计算机硬件、软件以及二者之间的协同工作。
微机原理是指微型计算机的基本工作原理，包括CPU、内存、输入输出设备等组成部分的工作原理；而接口技术则是指计算机与外部设备之间的连接方式和通信协议，它对计算机系统的扩展和应用起着至关重要的作用。
首先，微机原理是微型计算机系统中最基本的部分。
微型计算机由中央处理器（CPU）、存储器（内存和外存）、输入设备和输出设备等组成。
CPU是微型计算机的核心部分，它负责执行程序指令和控制各个部件的工作。
内存用于存储程序和数据，而外存则用于长期存储大量数据。
输入设备包括键盘、鼠标等，输出设备包括显示器、打印机等。
微机原理研究的重点是各个部件的工作原理、相互之间的协作关系以及计算机系统的整体结构。
其次，接口技术是微型计算机与外部设备之间的桥梁。
计算机系统通常需要与各种外部设备进行交互，比如打印机、扫描仪、摄像头等。
而这些外部设备往往采用不同的通信协议和接口标准，因此需要通过接口技术来实现它们与计算机系统的连接和数据交换。
接口技术涉及到物理接口、逻辑接口、通信协议等多个方面，它的设计和实现直接影响着计算机系统的扩展性、兼容性和性能。
微机原理与接口技术的研究对于计算机科学与技术领域具有重要意义。
首先，它有助于深入理解计算机系统的工作原理和内部结构，为计算机系统的设计、优化和调试提供理论基础和技术支持。
其次，它对于扩展和应用计算机系统具有重要的指导意义，比如在嵌入式系统、网络通信、图像处理等领域的应用。
此外，微机原理与接口技术的研究还为计算机硬件和软件的教学提供了丰富的案例和实践基础。
总的来说，微机原理与接口技术是计算机科学与技术领域中的重要内容，它涉及到计算机系统的基本工作原理和与外部设备的连接方式。
深入研究微机原理与接口技术，有助于理解计算机系统的内部结构和工作原理，为计算机系统的设计、优化和应用提供理论基础和技术支持。
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术引言微机原理与接口技术是计算机科学与技术专业的一门核心课程，也是了解计算机硬件原理以及设备与外部世界的接口的基础。
本文将介绍微机原理与接口技术的基本概念、原理与应用，并探讨其在计算机科学领域的重要性。
一、微机原理微机原理是指对微型计算机的组成结构和工作原理进行研究的学科。
微机原理研究的内容包括微型计算机的硬件组成、数据传输方式及控制方式、指令系统、中央处理器、存储器、输入输出设备等。
了解微机原理对于掌握计算机的工作原理以及进行系统级的调试和优化非常关键。
微型计算机由中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）、存储器（Memory）、输入设备（Input Device）、输出设备（Output Device）等几个基本部分组成。
中央处理器是计算机的核心，负责执行计算机程序的指令，控制计算机的运行；存储器用于存储程序和数据；输入设备用于将外部信息输入到计算机中；输出设备则是将计算机处理的结果输出给外界。
二、接口技术接口技术是将计算机系统与外围设备、网络或其他系统进行连接和通信的技术。
计算机与外界设备的接口技术包括串行通信接口、并行通信接口、USB接口、网络接口等。
接口技术的发展与进步可以提高计算机的扩展性和连接性，实现计算机与外界的无缝衔接。
2.1 串行通信接口串行通信接口是一种利用串行方式进行数据传输的接口技术。
串行通信接口由发送端和接收端组成，通过使用不同的协议和信号电平进行数据的传输。
串行通信接口的优点是可以通过串行线路同时传输多个数据位，适用于长距离传输。
常见的串行通信接口有RS-232、RS-485等。
2.2 并行通信接口并行通信接口是一种利用并行方式进行数据传输的接口技术。
并行通信接口将数据分成多个位同时传输，速度较快。
常见的并行通信接口有并行打印口（LPT口）、并行接口总线（Parallel Interface Bus，简称PIB）等。
2.3 USB接口USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口是一种用于连接计算机与外部设备的通信接口标准。
单片微型计算机原理与接口技术
单片微型计算机原理与接口技术单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer，简称SCM）是一种将中央处理器（CPU）、存储器、输入输出（I/O）接口和定时器等功能模块集成在一块芯片上的计算机系统。
它在体积小、功耗低、成本低的同时，具备强大的计算和控制能力，被广泛应用于各行各业。
本文将介绍单片微型计算机的原理和接口技术。
一、单片微型计算机的原理单片微型计算机由CPU、存储器和I/O接口等主要组成部分构成。
在单片微型计算机的原理中，CPU负责执行指令和数据处理，存储器用于存储程序和数据，I/O接口则实现计算机与外部设备之间的数据交互。
1. CPUCPU是单片微型计算机的核心部分，它包含运算器、控制器和寄存器等组件。
运算器负责进行算术和逻辑运算，控制器则协调和控制各个组件的工作，寄存器用于临时存储数据和指令。
2. 存储器存储器是单片微型计算机用来存储程序和数据的地方，主要包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM具有读写功能，用于存储程序和运行时数据；ROM则用于存储只读数据和程序。
3. I/O接口I/O接口是单片微型计算机与外部设备进行数据交互的通道，常见的接口有串行口、并行口、键盘接口和显示接口等。
通过I/O接口，单片微型计算机能够与各类外设进行数据的输入和输出操作。
二、接口技术单片微型计算机的接口技术是实现计算机与外部设备之间数据交换的重要手段，合理选择和设计接口技术可以提高数据传输效率和系统稳定性。
1. 串行口串行口是一种将数据以比特流的形式进行传输的接口技术。
它适用于数据传输速率较低、线路成本较高、距离较远的场景。
串行口的特点是简单、稳定，适用于与单片微型计算机之间的数据通信。
2. 并行口并行口是一种将数据同时以多位的形式进行传输的接口技术。
它适用于高速数据传输，但在线路布局和噪声干扰等方面有一定的要求。
并行口常用于打印机、显示器等外设与单片微型计算机之间的数据传输。
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作业
1、复习数制与编码、逻辑电路的相关知 识； 2、查阅近年来的微型计算机发展情况， 了解摩尔定律的主要内容； 3、微型计算机系统由几部分组成？各个 部分的完成怎样的功能？
三、微型计算机系统的组成
微
硬件系统
型
计
算
机
系
统
软件系统
主机
➢CPU ➢存储器
运算器 控制器
➢总线 ➢输入/输出接口
外部设备（I/O设备、外存）
系统用户为解决实际问题而编制的专用程序或软件
三、微型计算机系统的组成
硬件组织结构：
中央处理机 CPU
总线控制 逻辑
内存
一个字节为8位二进制数
00000H
➢内存容量
内存单元的内容 00001H 00002H
8086共有20根地址线， 寻址空间为220个存储单元，即1MB的空间
内存地址
⁞ F0000H A6H
➢存储单元的地址和内容
➢1B=8b；
F0001H
➢内存的操作：读操作、写操作➢1KB=210B=1024B;
首个微型计算机
二、微型计算机的发展概况——3
提高微型计算机系统的整体性能主要从两个方面着手： 1、提高芯片的集成度 2、发展系统集成技术：多处理机并行处理技术
各种类型的 微处理器
➢Intel 4004
➢Intel 8008
➢Motorola 6800
➢Intel 8086
➢Intel 80286
➢Intel 80386
➢Intel 80486
➢Intel Pentium
➢Intel Pentium II
➢Intel Pentium III
➢Intel Pentium IV
二、微型计算机的发展概况——4
未来的计算机发展方向： 巨型化：指功能巨型化。 微型化：指体积的微小化。 网络化 智能化
六、课程目标
本课程是学习和掌握微机硬件知识和汇编 语言程序设计的入门课程。
目的是使学生从理论和实践上掌握微型计 算机的基本组成、工作原理、指令系统及常用 接口技术，建立微机系统整体概念，使学生具 备微机应用系统软、硬件开发的初步能力。
小结
了解计算机的分类情况和微型计算 机的发展概况，
掌握微型计算机系统的基本组成， 理解微型计算机系统工作过程， 熟悉微机的主要性能指标。
一．第一代 电子管计算机(1946-1958) 二．第二代 晶体管计算机(1958-1965) 1.第三代 集成电路计算机(1965-1970) 2.第四代 以后 大规模、超大规模集成电路计算机（1970年以后）
二、微型计算机的发展概况——2
微机的发展历史：
第一阶段 的四位机时期（1971～1973年） 第二阶段 是八位机时期（1973～1977年） 第三阶段 是16位机时期（1978～1983年） 第四阶段 32位微型计算机发展时期（1983～1999年） 第五阶段 64位机、多处理机时期（2000年1以97后7）年 我国研制的
⁞
➢1MB=1024KB; FFFFEH
➢1GB=1024MB; FFFFFH
➢1TB=1024GB
存储器
➢内存的分类：
随机存取存储器（RAM，Random Access Memory)： 可读写，断电消失。
只读存储器（ROM, Read Only Memory）： 其中信息只能被CPU随机读取，而不能由CPU任 意写入。断电后信息不丢失。
➢CPU一次可以同时传送和处理的二
进制➢数外码设的扩位展数能力
➢内存容量 ➢运算速度 ➢存取周期
➢现在➢普软遍件采配用单置位情时况间内执行指令的条 数指作令为／➢运秒性算）能速作价度为格指 计比标 量， 单并 位以MIPS（百万条
➢环境适应性指标
➢存储器进行一次读出或写入操作所 需的时间称为存取周期
一、计算机的分类：按功能、体积和价格等分类
功能
嵌入式计算机和单片机
专用计算机系统
微型机
个人台式机、笔记本等PC机
弱
小型机
中型 机
服务于生产生活中的各 类高性能计算机
强
大型
机
巨
型
机
主要用于科学计算仿真等
“天河”系列计算机
➢“天河二号”目前运算速度世界第一。
二、微型计算机的发展概况——1
计算机的发展历史可以概括为：
四、微型计算机系统工作过程
计算机的工作过程就是执行程序的过程，程序是指令序列的集合。 计算机系统的体系结构本质上是冯 • 诺依曼计算机，即遵循存储
程序的工作原理
存储程序原理：
➢ 将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序，并 放入存储器保存
➢ 指令按其在存储器中存放的顺序执行； ➢ 由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行。
➢存储器 ➢接 口
外部 存储器
系
统
➢接 口
➢I/O设备
总
线 ➢I/O子系统
处理器结构
总线
微 处 存储器 理 器
存储器
I/O接口
➢AB地址总线
➢I/O设备 ➢DB数据总线 ➢CB控制总线
➢总线：由一组导线和相关控制电路组成，是各种公共信号线的集合，用 于微机系统各部件之间的信息传递。
存储器
存储器以字节为内存的基本存储单元
冯 • 诺依曼机的工作过程
➢程序计数 ➢地址 器PC
➢内存中的程序 ➢指令1
➢取出
➢指令2
┇
➢指令n
➢操作数
➢CPU ➢分析 ➢获取操作数 ➢执行 ➢存放结果
┇
➢14
五、微机的➢指主微要型性计算能机指系标统所采用的CPU芯
片型号，它决定了微机系统的档次
➢CPU类型 ➢字长
➢可靠性、可维护性和兼容性