计算机原理及应用

二、 学习微型计算机原理课的必要性
但由高级语言编写的程序做这样的处理时，由于其速 度低，占内存大，肯定不能满足要求。所以，就要用汇编 语言（机器语言），用汇编语言编写程序，就要对计算机 的工作原理搞清。
二、 学习微型计算机原理课的必要性
3. 过程控制
过程控制和实时数据处理在许多方面有相同的特点。若 是控制过程，肯定要求实时。如导弹的发射和制导过程的控 制，总是不断地测当前的飞行状态，经过计算和处理，然后 再控制飞行的状态。所以，必须对计算机的工作原理有更深 入的了解，对计算机的逻辑组成、工作方法，与外界的接口 技术以及用机器语言和汇编语言的程序设计方法等需要进一 步的学习。
微
线
处
形Fra Baidu bibliotek
理
成
器
与
控
(CPU)
制
逻
辑
微处理器级总线
DB AB
存储器
CB RAM/ROM
DB AB
I/O接口
CB 电路（1）
（
1）
设 备
DB AB
I/O接口
CB 电路（2）
（
2）
设 备
图（1-2）
I/O
§1.1 微型计算机系统组成
学习微型计算机系统硬件组成必须掌握以下概念：
a. 微型计算机系统组成的特点：总线结构；
微型计算机系统有两大部分组成 硬件部分
，
软件部分
二者相辅相承，缺一不可。
§1.1 微型计算机系统组成
1. 系统的硬件组成 （1）硬件—组成计算机系统的物理实体，是看的见
摸的着的部分。同学们上机时展现在眼前的主机箱、键盘、 显示器以及机箱中的电子元件等都属硬件。
（2）早期的计算机组成 早期的计算机组成从硬件角度可划分为五大部分：
二、 学习微型计算机原理课的必要性
计算机的应用按工作特点可分为三类： 1. 科学计算
科学计算 数据处理 过程控制
在科学研究,特别是理论研究中，常会遇到一些用手 工运算极其复杂或者无法完成的问题，这时我们可以借助 于计算机来完成。但这些运算关心的是运算的精度和结果， 对运算的速度（完成的时间）并不十分关心。所以这些运 算可借助高级语言完成。用户用高级语言完成这些运算时， 只要学会了高级语言的编程方法和计算机的一些简单操作， 就可以熟练的掌握。对计算机的工作原理并不关心。
§1.1 微型计算机系统组成
运 算 器：（算术/逻辑运算单元ALU）计算机的一切运 算均由ALU完成。
控 制 器： 指挥机关，用来控制程序的执行及各部件之 间的协调工作。
存 储 器： 存放数据/程序的记忆装置。
输入设备： 用来输入数据/程序。
输出设备： 用来显示/打印数据/程序运行的结果供操作者 观察。
自学
课后练习题
1.简述微型计算机系统的组成。 2.简述计算机软件的分类。 3.简述存储器\I/O接口地址、字节、字以及字长的概念。
e. INTEL CPU 的主要成员：
8088/8086
80286
80386
80486
向
80586
上
P5即Pentium
兼
P6即Pentium PRO
容
P55C即Pentium MMX
Pentium Ⅱ
Pentium Ⅲ
Pentium Ⅳ
§1.1 微型计算机系统组成
2. 系统的软件组成 （1）微型计算机系统的软件由两大类组成：
b. 总线、微处理器级总线、系统级总线的概念， 微处理器级总线的特点；
c. CPU与存储器之间的信息可直接传输； CPU与I/O设备之间的信息不能直接传输，在CPU
（或者系统总线）与I/O设备之间必须设计一接口 电路，把二者连接起来；
d. 存储器\I/O接口地址、字节、字以及字长的概念；
§1.1 微型计算机系统组成
序言
一、 必备知识
学习本书的读者，应学习过高级语言程序设计和数字 电路系统。
高级语言程序设计—学习高级语言程序设计时，同学 们已经建立了程序设计的算法思想和设计方法，为学习汇 编语言（低级语言）程序设计打下了基础。前四章的重点 是汇编语言程序设计以及程序设计中涉及到的相关理论基 础知识。
数字电路—本课程的内容涉及到软件和硬件的设计。 后三章重点讲解硬件设计的相关理论知识。在硬件设计 中，用到的基础知识是数字电路，如锁存器、缓冲器等。
不同，其指令系统就不同。
3.程序—由指令系统提供的指令，按照用户所要完成
的功能书写的一段指令体。
4.运行方法—假定程序已在存储器中。CPU首先从存
储器取指令，然后对指令
代码译码、分析并加以执 行，最后由控制器发出所
取指令
需控制信号。
执行指令
产生控制信号
§1.3 DOS/WINDOWS的常用命令和基本操作
二、 学习微型计算机原理课的必要性
2. 数据处理
在很多应用中，对运算处理速度有很高的要求，及实 时性要强。如雷达的数据处理，送入计算机的数据是某一 时刻雷达检测设备录取的飞行目标在某一点上的数据，计 算机要根据这些独立的点迹数据，计算出飞行目标的飞行 轨迹，即航迹，并将其显示出来，供操作员作各种处理。 这就对运算的速度有比较高的要求，及实时性要强。由检 测的迟延，计算速度的迟延等误差的累计要符合作战要求。 否则，带来的后果不堪设想。
中的ALU和控制器两大部分集成在一片IC中，出现了CPU。 而微型计算机系统组成就是以微处理器CPU为核心，
采用总线结构，在系统总线上配置一定容量的存储器和 一定数目的I/0接口电路以及相对应的I/O设备而成的。 如下图（1-2） 所示。
§1.1 微型计算机系统组成 系统（级）总线
I/O
系
定时器
统 总
三、 课程主要内容
2.硬件接口电路设计 硬件接口电路设计包括存储器电路设计和输入输出
（I/O） 接口电路设计。要掌握其设计方法，就必须熟练 掌握以下内容：
8086/8088 CPU的引脚功能
系统总线结构和时序
存储器的分类及常用存储器芯片的引脚功能 输入输出的基本方法及常用接口芯片的使用方法 存储器与I/O地址的译码方法 中断的有关概念及中断的应用
第1章 微型计算机系统概述
要求熟悉微型计算机系统的硬件组成和基本工作方法， 以及微型计算机的软件和操作系统。了解计算机的硬件组 成结构、Intel微处理器的主要成员、系统总线的概念。 理解微型计算机的基本操作过程以及指令、程序等基本概 念。理解操作系统的重要作用，掌握DOS基本命令的使用。
§1.1 微型计算机系统组成
系统软件（如DOS、WINDOWS） 应用软件（用户软件）
（2）如何理解软件是微机系统的组成部分。
（3）学习汇编语言程序设计必须掌握以下概念：
§1.2 微型计算机的基本工作方法
1.指令—一组二进制代码。这组二进制代码能告诉
CPU做什么，如何去做。
2.指令系统—CUP能认识的所有指令的集合。CPU型号
在讲述微处理器原理和如何以微处理器为核心组成微 机系统部分时，以8086微处理器为背景；在讨论汇编语言 程序设计和输入输出接口技术时，则以1BM PC／XT系统机 为背景。在内容的次序安排上，各章节都由浅入深，突出 重点，前后照应。
目录
序言 第1章 微型计算机系统概述 第2章 计算机中的数制与码制 第3章 微机系统中的微处理器 第4章 汇编语言程序设计的基本方法 第5章 系统总线结构和时序 第6章 存储器系统设计 第7章 输入输出接口技术
这就是开设这门课的必要性。
三、 课程主要内容
本课程的主要内容分两大部分，即汇编语言程序设计 和硬件接口电路设计。
要掌握汇编语言程序设计，就必须熟练掌握以下内容： 1.汇编语言程序设计
数制的表示方法及算术逻辑运算规则
微处理器的一般结构和寄存器组织 存储器的分段与物理地址的形成 8086/8088 CPU的寻址方式 8086/8088 CPU的指令系统
微型计算机原理及应用
主讲：周佳社
西安电子科技大学
内容概要
本课程是为电子技术应用等专业学生微型计算机原理 与应用课程设置的。为适应课程内容更新的需要，本书以 8086／8088微处理器和IBM PC系列机为例讨论16位微型机。
全课程共七章，讨论了计算机中数据和信息的表示方 法，微处理器组成原理和如何以微处理器为核心组成微机 系统的方法，汇编语言程序设计技术和输入输出接口技术 等问题。
I/O I/O
§1.1 微型计算机系统组成
其硬件组成框图如下：
算术逻辑运算单元ALU
输
入
设
备
（
控制器
） 存储器
集成在一块电路 芯片中，形成中 央处理单元CPU， 即微处理器。
输 出 设 备 （
控制信息 ）
数据信息
图（1-1）
§1.1 微型计算机系统组成
（3）微型计算机系统组成 随着集成电路技术的飞速发展，将早期计算机系统