微机系统与接口技术概述
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
微机原理与接口技术1.系统总线是连接计算机CPU、内存、辅存、各种输入输出部件的一组物理信号线及相关的控制电路。
2.若操作数由指令中指定的寄存器给出，则采用的寻址方式是寄存器直接寻址。
3.总线性能的重要指标是总线宽带，它定义了为总线本身所能达到的最高传输速率。
4.CISC指令的特点是指令长度固定、指令种类少、寻址方式少。
5.半导体静态存储器SRAM的存储原理是依靠双稳态电路保存信息，不需要刷新。
6.异步串行通信的主要特点是通信双方不需要同步，没有专门的同步字。
7.计算机外部中断分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断两类。
8.运算器完成的主要运算是算术运算和逻辑运算。
9.8251A工作在异步方式时最大波特率19.2Kbit/s；工作在同步方式时最大波特率64Kbit/s。
10.8255A的端口A有3种工作方式，端口B有2种工作方式。
11.同步串行通信规程规定，传送数据的基本单位是bit，其中最先传送的是同步字。
12.8259A对中断优先级的管理，可概括为完全嵌套方式，自动循环方式和特殊全嵌套方式。
13.子程序的属性可以分为near 或Far14.在中断驱动I/O方式中，当外设要和CPU交换数据时，它就通过硬件电路给CPU一个信号，这个信号叫做中断请求。
15.系统总线通常包含地址总线、数据总线和控制总线，其中地址总线的位数确定了总线的寻址能力。
16.Pentium系列微机主要采用南北桥结构和两个中心结构。
17.8259A内部主要有中断请求寄存器，中断屏蔽寄存器和中断服务寄存器。
18.DMA数据传送有2种方式：字节方式和数据块。
19.常用的主存到Cache的地址映像方式有直接映像、全相联映像和组相联映像。
20.奇偶校验法只能发现奇数个错，不能发现无错或偶数个错。
21.Cache存储器主要作用是解决协调主存和CPU的速度不匹配问题。
22.RISC指令系统中最大特点是长度固定，指令条数少，寻址种类少。
23.主机与I/O设备传送数据时，CPU的效率最低的是查询方式，较高的是中断方式。
微机原理与接口技术知识点总结
微机原理与接口技术第一章概述二、计算机中的码制(重点 ）P51、对于符号数，机器数常用的表示方法有原码、反码和补码三种。
注意:对正数，三种表示法均相同。
它们的差别在于对负数的表示。
(1）原码定义：符号位:0表示正，1表示负；数值位：真值的绝对值.注意：数0的原码不唯一（2）反码定义：若X<0，则[X］反= 对应原码的符号位不变，数值部分按位求反（3）补码定义:若X〈0，则[X］补= ［X]反+12、8位二进制的表示范围:原码：—127~+127反码：—127~+127补码:—128~+1273、特殊数10000000●该数在原码中定义为: —0●在反码中定义为：-127●在补码中定义为：-128●对无符号数：（10000000）２= 128三、信息的编码1、字符的编码P8计算机采用7位二进制代码对字符进行编码(1)数字0～9的编码是0110000~0111001，它们的高3位均是011，后4位正好与其对应的二进制代码(BCD码）相符。
(2）英文字母A~Z的ASCII码从1000001（41H）开始顺序递增，字母a~z的ASCII码从1100001（61H）开始顺序递增,这样的排列对信息检索十分有利。
第二章微机组成原理第一节、微机的结构1、计算机的经典结构-—冯.诺依曼结构P11（1）微机由CPU（运算器和控制器)、存储器和I/O接口组成2、系统总线的分类（1）数据总线（Data Bus)，它决定了处理器的字长。
(2)地址总线（Address Bus）,它决定系统所能直接访问的存储器空间的容量。
（3）控制总线（Control Bus）第二节、8086微处理器1、8086，其内部数据总线的宽度是16位，16位CPU。
外部数据总线宽度也是16位8086地址线位20根,有1MB(220）寻址空间。
P272、8086CPU从功能上分成两部分:总线接口单元（BIU）、执行单元(EU）BIU:负责8086CPU与存储器之间的信息传送。
微机原理及接口技术
2. 什么是机器码？什么是真值？解：把符号数值化的数码称为机器数或机器码，原来的数值叫做机器数的真值。
3. 8位和16位二进制数的原码 、补码和反码可表示的数的范围分别是多少？ 解：原码（-127~+127）、（-32767~+32767）补码 (-128~+127）、（-32768~+32767） 反码（-127~+127）、（-32767~+32767）4.一般来说，其内部基本结构大都由 算数逻辑单元、控制单元、寄存器阵列、总线和总线缓冲器 四个部分组成。
高性能微处理器内部还有指令预取部件、地址形成部件、指令译码部件和存储器管理部件等。
二 1.总线接口单元BIU （Bus Interface Unit ）包括段寄存器、指令指针寄存器、20位地址加法寄存器和先入先出的指令队列、总线控制逻辑。
负责与存储器、I/O 设备传送数据，即BIU 管理在存储器中获取程序和数据的实际处理过程。
20位地址加法器将16位段地址和16位偏移量相加，产生20位物理地址。
总线控制逻辑产生总线控制信号对存贮器和I/O 端口进行控制。
IP 指针由BIU 自动修改，平时IP 内存储下条要取指令的偏移地址；遇到跳转指令后，8086将IP 压栈，并调整其内容为下条要执行指令地址。
2.执行单元EU （Execution Unit ）包括ALU 、状态标志寄存器、通用寄存器、暂存器、队列控制逻辑与时序控制逻辑等。
负责指令的执行。
将指令译码并利用内部的ALU 和寄存器对其进行所需的处理。
3.EU 和BIU 的动作管理—流水线技术原则控制器运算器 寄存器输入/输出接口存储器 CPU主机外部设备应用软件系统软件微型机软件微型机系统 微型机硬件（1）每当8086的指令队列中有2个空字节且EU 未向BIU 申请读写存储器操作时，BIU 就会自动把指令取到指令队列中。
（2）每当EU 要执行一条指令时，它会先从BIU 的指令队列前部取出指令代码，然后执行指令。
微机原理及接口技术第一章概述
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
按其结构分：
16位机
32位机
64位机
PC机、
单片微型机、 单板微型机
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。
地址总线 (AB)
只读存储器 ROM 随机存储器 RAM
I/O接口
I/O设备 数据总线 (DB) 控制总线 (CB)
CPU
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
I/O接口电路
存储器 RAM ROM 总线
控制部件
算术逻辑部件
寄存器组
MPU
2. 存储器 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)
办公自动化
信息高速公路
仪器仪表
将传感器与计算机集 成于同一芯片上，智能
传感器不仅具有信号检
测、转换功能，同时还 具有记忆、存储、解析、 统计、处理及自诊断、 自校准、自适应等功能。
《微机原理与接口技术》教案
《微机原理与接口技术》教案第一章：微机系统概述1.1 教学目标1. 了解微机系统的概念和发展历程。
2. 掌握微机系统的组成和各部分功能。
3. 理解微机系统的工作原理。
1.2 教学内容1. 微机系统的概念和发展历程。
2. 微机系统的组成：微处理器、存储器、输入输出接口等。
3. 微机系统的工作原理：指令执行过程、数据传输等。
1.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解微机系统的概念和发展历程。
2. 采用案例分析法，分析微机系统的组成和各部分功能。
3. 采用实验演示法，展示微机系统的工作原理。
1.4 教学评价1. 课堂问答：了解学生对微机系统概念的掌握情况。
2. 课后作业：巩固学生对微机系统组成的理解。
3. 实验报告：评估学生对微机系统工作原理的掌握程度。
第二章：微处理器2.1 教学目标1. 了解微处理器的概念和结构。
2. 掌握微处理器的性能指标。
3. 理解微处理器的工作原理。
2.2 教学内容1. 微处理器的概念和结构：CPU、寄存器、运算器等。
2. 微处理器的性能指标：主频、缓存、指令集等。
3. 微处理器的工作原理：指令执行过程、数据运算等。
2.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解微处理器的概念和结构。
2. 采用案例分析法，分析微处理器的性能指标。
3. 采用实验演示法，展示微处理器的工作原理。
2.4 教学评价1. 课堂问答：了解学生对微处理器概念的掌握情况。
2. 课后作业：巩固学生对微处理器性能指标的理解。
3. 实验报告：评估学生对微处理器工作原理的掌握程度。
第三章：存储器3.1 教学目标1. 了解存储器的概念和分类。
2. 掌握存储器的性能指标。
3. 理解存储器的工作原理。
3.2 教学内容1. 存储器的概念和分类：随机存储器、只读存储器等。
2. 存储器的性能指标：容量、速度、功耗等。
3. 存储器的工作原理：数据读写过程、存储器组织结构等。
3.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解存储器的概念和分类。
2. 采用案例分析法，分析存储器的性能指标。
微机原理与接口技术
RTS：请求发送，输出、高电平有效。当终端要发送 数据时，使该信号有效（高电平），向MODEM或外 设请求发送。
CTS：允许发送，输入、高电平有效。是对请求发送 信号RTS的响应信号。当MODEM或外设已准备好接 收终端传来的数据，使CTS信号有效，通知终端开始 沿发送数据线TXD发送数据。
GND RESET DRV
+5V IRQ2
-5V DRQ2
-12V CARD SLCTD
+12V GND MEMW MEMR IOW
IOR DACK3
DRQ3 DACK1
DRQ1 DACK0 CLOCK
IRQ7 IRQ6 IRQ5 IRQ4 +IRQ3 -DACK2
T/C ALE
-5V OSC GND
7.2.2 RS-232总线
目前最常用的一种串行通信接口标准
电气特性
逻辑电平定义为负逻辑 1:低于-3V 0:高于3V
机械特性
RS-232C常用25线或9线D型插件作为数据终端设 备（DTE）与数据通信设备（DCE）之间通信电缆 的连接器。
名称
次信道发送数据 发送时钟
次信道接收数据 接收时钟 未用
8位ISA
GND RESET DRV
+5V IRQ2
-5V DRQ2
-12V CARD SLCTD
+12V GND MEMW MEMR IOW IOR DACK3 DRQ3 DACK1 DRQ1 DACK0 CLOCK IRQ7 IRQ6 IRQ5 IRQ4 +IRQ3 -DACK2
T/C ALE -5V OSC GND
外总线的种类也很多，常用的有三种
微机原理与接口技术(田辉)第一章
1-3-1 微型计算机
2、微型计算机分类
从微型计算机的结构形式来分，为单片机、单板 机和多板机。
单片微型计算机（即单片机）。把微型计算机的主要部件CPU、一 定容量的存储器、I／O接口及时钟发生器集成在一块芯片上的单 芯片式微型计算机。具有体积小、指令系统简单、性价比高等优 点，广泛应用于工业控制、智能仪器仪表等领域。 单板微型计算机，即单板机。是将微处理器、一定容量的存储器、 输入／输出接口、简单的外部设备、辅助设备通过总线装配在一 块印刷电路板上的微型计算机。主要用于实验室以及简单的控制 场合。
变集中处理为分级处理，浮点运算、高级语言
第三代 中小规模集成电路时代(1965-1970) 存储容量大，运算速度快，几十至几百万次/秒
第四代 大规模、超大规模集成电路时代(1971至今)
向大型机和微型机两个方向发展 现代计算机发展方向 巨型化，微型化，网络化，智能化，多媒体化
微型计算机的发展
• 十进制数转换为R进制数：整数和小数部分分 别进行转换
1、整数部分 “除R取余”：十进制整数不断除以转换进制基数，直至商 为 0。每除一次取一个余数，从低位排向高位。
二. 进位计数制之间的转换
例：39转换成二进制数 39 =100111B 2 39 2 19 1 （ b0） 2 9 1 （ b1） 2 4 1 （ b2） 2 2 0 （ b3） 2 1 0 （ b4） 0 1 （ b5 ）
1-2 微处理器--- CISC与RISC
精简指令集计算机
提出背景：使用指令的80％，只占处理器指令集的20％ RISC的基本思想 简化指令功能，指令集中只包含使用频度高、功能简单、能够 在一个节拍内执行完成的指令 将较复杂的功能用一段子程序来实现 大量使用寄存器，优化 CPU的控制逻辑，提高程序执行的速度
接口技术概述PPT课件
00H
部分：① 工作寄存器区（00H---1FH）
② 位寻址区 （20H---2FH）
③ 普通RAM 区 （30H---7FH）
第 1 章 接口技术概述
1、工作寄存器区 是指00H～ 1FH区, 共分4个组, 每组有8个单 7FH
元, 共32个内部RAM单元。
普通RAM区
2、每次F只FH能有1组作为工作寄 30H
调用指令:
LCALL/ACALL 标号
返回指令：
RET
第 1 章 接口技术概述
DPTR RAM PC ROM
89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00H—FFH，分P为0 两大部
分: 低 128 字节（S0P0H~7FH）A为真正T的MRPAM区B;
P1
高 128 字节（80H~FFH）为特殊功能寄存器区SFR。 P2
P0
作用：PC存放CPUS将P要执行的指A令所在T的MROPM单元B的地址。 P1
特点：① 具有自动加1功能。
② CPU复位时PC=0000H，当8051脱离复位状态时，开始P从20000H 处执行程序，P因SW此，用户A程L序U应该从0000H ROM单元存P放3 。
③ PC的值可以用转移和调用/返回指令修改。
连接。 1 单片机内部资源不够用时，需要外扩芯片，外扩芯片通过三总线与
CPU交换信息。
第 1 章 接口技术概述
单片机最小控制系统的结构图
T0 T1
+5V RST
CPU
RAM ROM 定时计数器
振荡电路
并 行 口 串行口 中断系统
X1
X2 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1
外设 外设 外设
微机系统原理与接口技术课程设计
微机系统原理与接口技术课程设计一、课程设计简介微机系统原理与接口技术是计算机专业中非常重要的一门课程，其主要涉及微机的工作原理、系统结构、接口技术等方面的内容。
本次课程设计旨在加深学生们对于微机系统原理与接口技术的理解，提升学生们的实践能力，培养学生们解决问题的能力。
二、课程设计任务本次课程设计任务分为两个部分：2.1 基本任务•根据你所学到的知识，设计并实现一个基于8051单片机的温度检测系统。
该系统需要具备以下功能：–LCD显示屏显示温度值；–温度传感器把检测结果传入单片机；–单片机对温度值进行处理并将处理后的值输出到LCD显示屏上。
2.2 拓展任务•在基础任务的基础上，你可以选择一个或多个拓展任务进行实现。
以下是一些拓展任务的示例：–增加温度传感器数量，实现多点温度检测；–增加按键操作，实现温度值的调整；–增加网络通信模块，将温度值上传到服务器。
三、课程设计步骤3.1 系统设计在设计系统之前，你需要了解一些常见的硬件器件及其工作原理，包括单片机、温度传感器、LCD显示屏等。
设计时，你需要先确定需要使用的硬件器件及其参数，并将它们连接起来形成一个完整的系统。
在连接时，需要根据硬件器件的接口定义，进行正确的连接，以避免不必要的错误。
3.2 程序设计在硬件连接完成之后，你需要进行程序设计。
程序设计需要充分考虑硬件组成、硬件接口及相应指令集，根据实际需求进行编写。
在编写时，你需要充分考虑软硬件兼容性、系统稳定性及扩展性等因素。
3.3 系统调试在程序编写完成之后，你需要进行系统调试。
调试过程中，你需要对系统进行各种测试，以排除可能出现的错误。
调试过程中，你需要充分了解系统组成及程序运行流程，以便更好地发现问题。
3.4 系统优化在调试过程中，你需要发现并纠正系统中可能存在的一些错误。
同时，你也需要对系统进行优化，以提升其性能、稳定性及可靠性等方面的指标。
四、总结在这个课程设计中，你需要了解和掌握一系列与微机系统原理与接口技术有关的知识，同时你也需要将这些知识在实践中应用。
《微机原理与接口技术》教案
《微机原理与接口技术》教案第一章：微机系统概述1.1 微机的发展历程1.2 微机的组成与工作原理1.3 微机系统的性能指标1.4 微机在我国的应用与发展第二章：微处理器2.1 微处理器的结构与工作原理2.2 微处理器的性能评价2.3 常见微处理器简介2.4 微处理器的编程与应用第三章：存储器3.1 存储器的分类与性能3.2 随机存储器（RAM）3.3 只读存储器（ROM）3.4 存储器扩展与接口技术第四章：输入/输出接口技术4.1 I/O接口的基本概念4.2 I/O接口的编址方式4.3 常见I/O接口芯片介绍4.4 I/O接口的程序设计第五章：中断与DMA控制5.1 中断的概念与原理5.2 中断处理程序的编写5.3 DMA控制原理与实现5.4 中断与DMA在微机系统中的应用第六章：串行通信接口6.1 串行通信的基本概念6.2 串行通信的接口标准6.3 串行通信接口电路设计6.4 串行通信在微机系统中的应用第七章：并行通信接口7.1 并行通信的基本概念7.2 并行通信的接口标准7.3 并行通信接口电路设计7.4 并行通信在微机系统中的应用第八章：总线技术8.1 总线的概念与分类8.2 总线标准与协议8.3 总线接口电路设计8.4 总线在微机系统中的应用第九章：模拟接口技术9.1 模拟接口的基本概念9.2 模拟接口的电路设计9.3 模拟接口的信号转换技术9.4 模拟接口在微机系统中的应用第十章：微机系统的可靠性设计与维护10.1 微机系统的可靠性概述10.2 微机系统的可靠性设计10.3 微机系统的维护与故障诊断10.4 提高微机系统可靠性的措施重点和难点解析重点环节一：微机的发展历程与微机系统的性能指标解析：了解微机的发展历程对于理解微机原理与接口技术具有重要意义。
掌握微机系统的性能指标有助于评估和选择合适的微机系统。
重点环节二：微处理器的结构与工作原理解析：微处理器是微机系统的核心部件，理解其结构与工作原理对于深入学习微机原理与接口技术至关重要。
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。
微机原理及接口技术论文
微机原理与接口技术根据微处理器的最新开展(超线程技术、双核技术,从Intel系列微处理器整体着眼,又落实到最根本、最常用的8086处理器,介绍了微机系统原理、Intel系列微处理器构造、8086指令系统和汇编语言程序设计、主存储器及与CPU的接口、输入输出、中断以及常用的微机接口电路和数模(D/A转换与模数(A/D转换接口。
超线程技术(HT即超线程技术超线程技术就是利用特殊的硬件指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,让单个处理器都能使用线程级并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,减少了CPU 的闲置时间,提高的CPU的运行效率。
1效能提升一般很多人都会认为,采用超线程技术,就能使得系统效能大幅提升,但是事实真是如此么?不要忘了我们前面说到的超线程技术实现的必要条件,这可是超线程技术发挥应有效能的前提条件。
除了操作系统支持之外,还必须要软件的支持。
从这点我们就可以看出,就软件现状来说,支持双处理器技术的软件毕竟还在少数。
对于大多数软件来说,由于设计的原理不同,还并不能从超线程技术上得到直接的好处。
因为超线程技术是在线程级别上并行处理命令,按线程动态分配处理器等资源。
该技术的核心理念是“并行度(Parallelism〞,也就是提高命令执行的并行度、提高每个时钟的效率。
这就需要软件在设计上线程化,提高并行处理的能力。
而PC上的应用程序几乎没有为此作出相应的优化,采用超线程技术并不能获得效能的大幅提升。
上面说的只是软件支持的现状,操作系统在这个方面那么没有太大的问题,毕竟Windows的某些版本、Linux都是支持多处理器的操作系统。
并且随着Intel支持超线程技术的处理器面世之后,凭借Intel处理器的号召力,必然会引起应用程序设计上的改变,必然会有更多的支持并行线程处理的软件面世,届时,当然是支持超线程处理器大显身手的时候了。
那时候,普通用户才能够从超线程技术中得到最直接的好处。
2必然性提升CPU性能需要。
微机原理与接口技术知识点总结
微机原理与接口技术知识点总结一、微机原理1.微机系统的组成：微处理器，存储器，输入输出设备和系统总线。
2.微处理器：CPU（中央处理单元），是微机中控制和数据处理的核心部件。
3.存储器：用于存储程序和数据的器件，分为只读存储器（ROM），随机存取存储器（RAM）。
4.输入设备：键盘，鼠标等，用于接收操作者的命令。
5.输出设备：显示器，打印机等，用于展示和输出处理结果。
二、接口技术1.接口技术是连接微机与外部设备的技术，其作用是实现微机与外部设备之间的信息交换和控制。
2.接口技术主要包括接口电路、接口程序和相关接口协议等方面的内容。
三、常用总线1.数据总线：用于在微处理器与其它器件之间传输数据，其宽度决定了微处理器一次能处理的最大数据位数。
2.地址总线：用于传输微处理器发出的地址信息，其宽度决定了微处理器能够寻址的最大地址范围。
3.控制总线：用于传达微处理器和其他部件之间的控制信号，如读写、中断等。
四、中断技术及其应用1.中断技术是微处理器处理紧急事件的一种技术，通过改变程序执行顺序，使微处理器处理外部设备产生的异常情况。
2.中断种类：硬件中断，软件中断。
3.中断处理过程：中断请求，中断响应，中断处理程序执行，中断返回。
五、微处理器指令系统1.微处理器的指令系统是指微处理器可以执行的指令集，包括数据传输指令、算术逻辑指令、程序控制指令等。
2.指令执行过程：取指令、分析指令、执行指令。
3.指令周期：取指周期、分析周期、执行周期。
六、存储器及其访问方式1.存储器：用于存储程序和数据的器件，分为只读存储器（ROM），随机存取存储器（RAM）。
2.存储器访问方式：按地址访问，按内容访问。
3.存储器的分类：主存储器，辅助存储器，外存储器。
4.存储器扩展技术：使存储器的地址空间与数据空间保持一致，实现存储器的扩展。
七、输入输出设备及其接口技术1.输入设备：键盘，鼠标等，用于接收操作者的命令。
2.输出设备：显示器，打印机等，用于展示和输出处理结果。
必看的微机原理与接口技术知识点总结
必看的微机原理与接口技术知识点总结在当今科技飞速发展的时代，微机原理与接口技术作为计算机科学与技术专业的重要基础课程，对于深入理解计算机系统的工作原理以及开发各类计算机应用具有至关重要的意义。
接下来，让我们一同梳理一下这门课程中的关键知识点。
一、微机系统概述微机系统由硬件和软件两大部分组成。
硬件方面，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等；软件则涵盖了系统软件和应用软件。
CPU 是微机的核心，它负责执行指令和进行数据处理。
常见的CPU 架构有 X86、ARM 等。
了解 CPU 的工作原理，包括指令周期、时序等，对于优化程序性能至关重要。
存储器分为内存和外存。
内存速度快但容量小，如随机存取存储器（RAM）；外存容量大但速度较慢，如硬盘、光盘等。
输入设备如键盘、鼠标用于向计算机输入信息，输出设备如显示器、打印机则用于将计算机处理的结果展示给用户。
二、数制与编码在微机中，常用的数制有二进制、八进制、十进制和十六进制。
二进制是计算机内部处理数据的基本形式，因为其只有0 和1 两个数字，便于硬件实现逻辑运算。
不同数制之间可以相互转换。
例如，十进制转换为二进制可以通过除 2 取余的方法，二进制转换为十进制则通过位权相加。
编码是将信息转换为特定的代码形式。
常见的编码有 ASCII 码，用于表示字符；BCD 码，用于表示十进制数。
三、指令系统指令是 CPU 执行操作的命令，指令系统则是 CPU 所能执行的全部指令的集合。
指令通常包括操作码和操作数两部分。
操作码指明要执行的操作，操作数则指出操作的对象。
指令的寻址方式有立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址等。
不同的寻址方式适用于不同的场景，能够提高程序的灵活性和效率。
四、汇编语言程序设计汇编语言是一种面向机器的低级程序设计语言。
通过使用汇编语言，可以更直接地控制计算机硬件。
汇编语言程序的基本结构包括数据段、代码段和堆栈段。
编写汇编程序时，需要使用指令、伪指令和宏指令等。
微机原理与接口技术重点概念
1.什么是中断？什么是中断向量？中断向量表的地址范围？答：中断就是CPU在执行当前程序时由于内外部事件引起CPU暂时停止当前正在执行的程序而转向执行请求CPU暂时停止的内外部事件的服务程序，该程序处理完后又返回继续执行被停止的程序；中断向量是中断处理子程序的入口地址；地址范围是00000H-003FFH。
2.微机系统的硬件由哪几部分组成？答：微型计算机（微处理器，存储器，I/0接口，系统总线），外围设备，电源。
3.什么是微机的总线，分为哪三组？答：是传递信息的一组公用导线。
分三组：地址总线，数据总线，控制总线。
4.8086/8088CPU的内部结构分为哪两大模块，各自的主要功能是什么？答：总线接口部件（BIU）功能：根据执行单元EU的请求完成CPU与存储器或IO设备之间的数据传送。
执行部件（EU），作用：从指令对列中取出指令，对指令进行译码，发出相应的传送数据或算术的控制信号接受由总线接口部件传送来的数据或把数据传送到总线接口部件进行算术运算。
5.8086指令队列的作用是什么？答：作用是：在执行指令的同时从内存中取了一条指令或下几条指令，取来的指令放在指令队列中这样它就不需要象以往的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的工作，从而提高CPU的利用率。
6.8086的存储器空间最大可以为多少？怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址？完成逻辑地址到物理地址转换的部件是什么？答：8086的存储器空间最大可以为2^20（1MB）；8086计算机引入了分段管理机制，当CPU寻址某个存储单元时，先将段寄存器内的内容左移4位，然后加上指令中提供的16位偏移地址形成20位物理地址。
7.段寄存器CS＝1200H，指令指针寄存器IP=FF00H，此时，指令的物理地址为多少?指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗?答：指令的物理地址为21F00H；CS值和IP值不是唯一的，例如：CS=2100H，IP=0F00H。
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片选信号
U2
图1.5 使用跳线开关选择I/O口译码地址
• 4．数据传输的控制方式
（1）程序查询方式：由CPU主动通过I/O指令 询问指定设备的当前状态。程序查询方式流程 图如图1.6所示。
（2）中断处理方式：由I/O设备主动提出服务 请求（即中断申请）。
（3）DMA控制方式：DMA即直接存储器存取。 可以满足高速I/O设备与RAM进行数据传送的 需要（如图1.7所示）。
（2）可选式地址译码：可选式地址译码常用 的是开关式可选端口地址译码。如图1.5所示 为使用跳线开关选择I/O端口译码地址。
图1.4 IBM-PC系统板I/O地址译码电路
AEN A3 A4 A5 A6 A7 A9 A8
74LS04 U3
1
U3
1
2 跳线 4 U15 开关
6
8
74LS30
&
8250
程序查询开始
读输入状态寄存器 N
准备就绪？ Y
对接口进行控制
与接口交换数Y据
置正常标志值
返回状态结束
N 超时？
Y 置超时错标志
Y
图1.6 程序查询方式流程图
外设通过 DMAC 向 CPU 提出 DMA 申请 CPU 响应 DMA 请求交出总线控制权 从端口地址中读取数据 将数据写到目标口
修改地址指针
一个I/O端口总要包括若干个端口，如数 据端口、命令端口、状态端口、方式端口、 操作结果端口、地址索引端口等。
I/O端口也必须进行编址以便能被主机访 问。在微机系统中，对I/O接口的端口编址有 两种方法：端口统一编址和端口独立编址。
• 3．I/O端口地址的译码
如图1.4所示为IBM-PC系统板I/O地址译码电路。 （1）固定式端口地址译码：所谓固定式端口 地址译码是指接口中用到的端口地址不能更 改。
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1.1.3 存储器
• 存储器是指微型计算机的内存储器。有随机存储器（RAM）和只读存 储器（ROM）。 ROM中的信息一般只能读不能写，其容量一般为几KB到几 MB。如BIOS。而RAM则既可以读出信息，又可以写入信息。通常作为微机 系统的主存储器，其容量从早期的几十KB到现在的高达几GB。
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1.2 微机接口技术概述
• 1.2.1 I/O接口概述 • 1.2.2 微机系统的I/O接口配置及I/O端口布局
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1.2.1 I/O接口概述
1.3 •介于主机和外设之间的一种缓冲电路称为I/O接口电路（1.2 、
所
示）。
• 1．I/O接口的功能及其组成
（1）速度的不匹配。 （2）信息格式的不匹配。 （3）信息类型与信号电平的不匹配。 （4）时序的不匹配。
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1.1.5 总线
• 总线按其传输的信号分为 ： • 1．数据总线DB（Data Bus）数据总线用于CPU与
其他部件之间传送信息，具有三态控制功能，且 是双向的。
• 2．地址总线AB（Address Bus）地址总线用于传送 CPU要访问的存储单元或I/O接口的地址信号。
• 3．控制总线CB（Control Bus）控制总线是连接 CPU的控制部件和内存、I/O设备等，用来控制内 存和I/O设备的全部工作。
• 1.1.1 微型计算机系统结构 • 1.1.2 中央处理器 • 1.1.3 存储器 • 1.1.4 I/O设备及其接口电路 • 1.1.5 总线
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1.1.1 微型计算机系统结构
• 通用的微型计算机硬件系统是由中央处理器（CPU或MPU）、存储 器、I/O（输入/输出）设备及其接口电路组成（如图1.1所示）。
微处 理机
接口 电路
外部 设备
图1.2 微处理机通过接口与外设交换信息数控地 据制址 总源自总 线线线DB CB AB
数据输入寄存器 数据输出寄存器
控制寄存器 状态寄存器 地址择码器
接口模块
数据线 外
部
数据线
输
入
或
输
状态线
出
设
备
图 1.3 外部设备通过接口与系统的连接
• 2．I/O接口的端口及其寻址方式
• 2．I/O端口的布局
（1）I/O端口的寻址特点 ① 端口地址空间为1KB ； ② 使用专门的
第1章 微机系统与接口技术概 述
• 1.1 微型计算机系统结构 • 1.2 微机接口技术概述 • 1.3 微机系统的I/O通道与总线概述
本章学习目标
微机计算机系统组成结构 微机系统中接口电路的组成与作用 微机系统I/O通道与总线的类型和功能 了解现代微型计算机系统的基本组成
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1.1 微型计算机系统结构
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1.1.4 I/O设备及其接口电路
• I/O设备的种类很多，有电子式、电磁式、机械式等，I/O接口电路 的种类最基本的接口电路有8255可编程并行接口电路、8253可编程定时/ 计数器、8251可编程串行接口电路、8237直接存储器存取电路（DMA）、 82380多功能接口电路以及现代微型计算机系统中的系统控制逻辑芯片 等。
中央 处理器
CPU
内存储器
I/O 接口
数据总线（DB）
控制部线（CB）
I/O 接口
地址总线（AB）
I/O 设备
I/O 设备
图1.1 微机系统结构示意图
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1.1.2 中央处理器
• 中央处理器（机）简称CPU，是用来实现运算和控制功能的部件。 由运算器、控制器和寄存器三部分组成。CPU通过数据总线、地址总线 和控制总线与其他部件之间进行联系。在PC系列微机中所使用的CPU主 要有Intel系列、AMD系列、CY系列 。
数据传送结束否？
DMA 结束 图 1.7 典型的 DMA 传送流程图
图1.7 典型的DMA传送流程图
N
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1.2.2 微机系统的I/O接口配置及I/O端口布局
• 1．I/O接口配置
●（1）接口芯片 ① 中断控制器8259A ② 定时器8254-2 ③ DMA控制器8237A-5 ④ 键盘控制器8042 ⑤ 实时钟/CMOS RAM芯片 ●（2）接口控制卡的配置 一般常见的I/O接口卡有VGA显示卡、网络连 接控制卡、声卡等。
总线又分为： （1）内部总线：由CPU送出的地址、数据、控 制信号称为内部总线。 （2）系统总线：由于负载和控制的需要，内 部总线信号通过总线驱动器、地址锁存器或数 据缓冲器以及总线控制器后，所形成的新的信 号线称为系统总线。 （3）外部总线：是微机系统相互之间或微机 系统与其他电子系统之间实现通讯连接的总线。