《微机原理5章》课件

《微机原理5章》ppt课件THE FIRSTLESSON OFTHE SCHOOLYEARCONTENTS目录•微机原理概述•微机的硬件组成•微机的指令系统•汇编语言程序设计•微机中的中断技术01微机原理概述微机原理的定义微机原理是研究微型计算机的基本构成和工作原理的一门学科它涉及到计算机硬件和软件的底层知识，包括中央处理器、内存、输入输出设备等微机原理是计算机科学与技术专业的重要基础课程之一微机原理的应用领域嵌入式系统微机原理在嵌入式系统领域应用广泛，如智能家居、智能仪表等工业控制微机原理在工业控制领域的应用，如自动化生产线、机器人等物联网微机原理在物联网领域的应用，如智能传感器、无线通信等微机的发展历程微型计算机的发展始于20世纪70年代，随着集成电路和计算机技术的不断发展，微机的性能不断提高，体积不断缩小微机的发展经历了多个阶段，从早期的个人电脑到现代的智能手机和平板电脑，微机的应用越来越广泛01微机的硬件组成中央处理器中央处理器（CPU）是微机的CPU的性能指标包括时钟频率、核心部件，负责执行指令和处指令集、核心数等，这些指标理数据直接影响微机的运算速度和效率CPU由运算器和控制器组成，多核CPU可以同时执行多个任运算器负责进行算术和逻辑运务，提高处理器的并行处理能算，控制器负责控制指令的执力行顺序存储器存储器是微机中用于存储数据和程序的部件存储器分为内存储器和外存储器两类，内存储器直接与CPU交换数据，外存储器则用于长期存储数据和程序内存储器包括RAM和ROM，RAM用于暂时存放运行中的程序和数据，ROM则用于存放固化的程序和数据存储器的容量和速度是衡量微机性能的重要指标，大容量和高速度的存储器可以提高微机的运行效率输入输出设备01输入输出设备是微机中用于输入和输出数据的部件02常见的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪等，输出设备则包括显示器、打印机、音响等03输入输出设备的性能指标包括分辨率、传输速度、兼容性等，这些指标直接影响微机的输入输出质量和效率04现代微机通常采用USB、HDMI等标准接口，方便用户连接各种输入输出设备总线0102总线是微机中用于连接各个部件总线分为数据总线、地址总线和的通道控制总线三类，分别用于传输数据、地址和控制信号总线的性能指标包括带宽、位宽、多总线结构可以提高微机的扩展传输速率等，这些指标直接影响性和灵活性，方便用户添加或更微机的数据传输能力和效率换部件030401微机的指令系统指令系统的定义与功能总结词指令系统的定义是指一组指令的集合，用于描述计算机硬件和软件之间的交互方式指令系统具有多种功能，包括数据传输、算术运算、逻辑运算、控制流程等详细描述指令系统是计算机中一组特定指令的集合，这些指令规定了计算机硬件和软件之间的交互方式指令系统通常包括各种类型的指令，如数据传输指令、算术运算指令、逻辑运算指令和控制流程指令等这些指令可以完成各种不同的操作，如读取和写入内存、计算数值、比较数据等指令的格式与类型总结词指令的格式是指令在计算机中的表示方式，包括操作码、寄存器地址、内存地址等部分不同类型的指令具有不同的格式，每种类型的指令都有其特定的功能和操作码详细描述指令的格式通常包括操作码和操作数两部分操作码是用来指定指令类型的部分，它告诉计算机执行哪种类型的操作，如加法、减法、乘法等操作数则是指令操作的对象，可以是寄存器、内存地址或立即数等根据不同的指令类型，操作数的数量和格式也会有所不同指令的执行过程总结词指令的执行过程是指令在计算机中从取指、译码、执行到写回整个过程中的一系列操作这个过程涉及到多个硬件组件的协同工作，如CPU、内存、寄存器等详细描述指令的执行过程可以分为以下几个步骤取指、译码、执行和写回取指是指从内存中读取指令的过程，译码是指对读取到的指令进行解码的过程，执行是指根据解码结果执行相应的操作，写回是指将执行结果写回到内存或寄存器中在这个过程中，CPU会与内存、寄存器等硬件组件进行交互，完成指令的执行01汇编语言程序设计汇编语言的定义与特点汇编语言的定义面向机器汇编语言是一种面向机器的程序汇编语言与计算机硬件直接相关，设计语言，也称为低级语言，它因此其程序的可移植性较差使用助记符来代替机器指令的操作码和操作数需要人工进行内存管理执行速度快汇编语言程序员需要自行处理内由于汇编语言是直接转化为机器存的分配和释放等操作指令执行的，因此其执行速度通常比高级语言快汇编语言的语句种类指令语句用于向计算机发出操作指令，如MOV、ADD、1SUB等伪指令语句用于提供汇编程序在汇编源程序时所需要的各种2信息，如ORG、DB、DW等宏指令语句用于将一组指令或伪指令组合在一起，以便重复3使用，如#define等汇编语言的程序结构程序头包含程序中使用的各种符号定义和伪指令程序主体程序尾包含程序的指令序列，实现程序的逻辑功能包含程序结束的标识符和程序结束后的注释01微机中的中断技术中断的基本概念中断指计算机在执行程序过程中，出现异常或特殊情况，使得计算机暂停当前程序的执行，转而去执行相应的处理程序，处理完毕后再返回到原程序继续执行中断源指引起中断的原因或发出中断请求的来源中断响应指计算机系统对中断源发出的中断请求进行处理的过程中断的处理过程010203中断请求中断识别中断处理当某个硬件或软件事件发生时，CPU根据中断请求信号识别出中CPU转去执行相应的中断处理程相应的中断源向CPU发送中断请断源，并保存当前程序的执行状序，处理完毕后返回到原程序继求信号态续执行中断的分类与优先级硬件中断软件中断由硬件设备产生的中断，如键盘、鼠标、时钟由软件产生的中断，如操作系统中的进程切换、等系统调用等中断优先级根据中断的重要性和紧急程度，对中断进行优先级排序，优先级高的中断会优先得到处理。