微机原理课件-第4章

微机原理课件-第4章•引言•计算机体系结构•指令系统•汇编语言基础•存储器系统01引言微机原理的重要性掌握计算机硬件和软件的基本原理微机原理课程是计算机科学与技术专业的重要基础课程，通过学习微机原理，学生可以深入了解计算机的内部结构和工作原理，为后续的专业课程学习打下坚实的基础培养解决实际问题的能力微机原理课程强调理论与实践相结合，通过实验和实践环节，学生可以亲自动手进行硬件设计和软件编程，培养解决实际问题的能力提高职业竞争力掌握微机原理知识和技能对于提高学生的职业竞争力具有重要意义，因为现代社会对计算机专业人才的需求越来越大，具备扎实的微机原理基础将有助于学生在就业市场上脱颖而出第4章的学习目标理解微处理器的工作原理学生应该能够掌握微处理器的基本组成和工作原理，了解指令执行过程以熟悉汇编语言及微处理器与内存、输入输出设备之间的交互方式学生应该熟悉汇编语言的语法和编程技巧，能够编写简单的汇编程序，理解汇编语言与机器语言之间的关系学习中断处理机制学生应该了解中断的基本概念和作用，掌握输入输出原理掌握中断处理程序的设计和实现方法，理解中断对于实时处理和多任务处理学生应该了解输入输出设备的种类和的重要性工作原理，掌握输入输出程序的编写方法，理解输入输出对于人机交互和系统通信的重要性02计算机体系结构计算机的基本组成运算器控制器存储器输入/输出设备负责执行算术和逻辑运负责控制计算机各部分用于存储数据和程序用于输入和输出数据算协调工作计算机的工作原理指令执行计算机按照指令顺序执行，每条指令包括操作码1和操作数数据存储数据以二进制形式存储在存储器中，通过地址码2定位控制方式计算机采用中断方式进行控制，实现多道程序运3行计算机的分类010203按规模分按用途分按处理方式分巨型机、大型机、小型机、通用计算机、专用计算机模拟计算机、数字计算机微型机等等等03指令系统指令的格式操作码表示指令的基本操作，如加、减、乘、除等地址码表示操作数所在内存单元的地址或寄存器的名称修饰符表示操作数的寻址方式或数据长度等信息操作数表示指令要执行的操作数指令的分类算术指令控制指令用于进行算术运算，如加、减、用于控制程序的流程，如跳转、乘、除等调用、返回等逻辑指令数据传输指令用于进行逻辑运算，如与、或、用于在内存和寄存器之间传输非等数据指令集架构精简指令集（RISC）混合指令集（MISC）指令数量较少，但每个指令的功能比结合了RISC和CISC的特点，既有较少较简单，执行速度快的指令数量，又有较快的执行速度复杂指令集（CISC）指令数量较多，每个指令的功能比较复杂，执行速度较慢04汇编语言基础汇编语言的语法规则汇编语言指令格式伪指令宏指令指令的格式包括操作码和伪指令不是真正的机器指宏指令是一种简化汇编程操作数，操作码指定指令令，而是用于辅助汇编程序开发的指令，通过宏定的操作类型，操作数指定序工作的指令，如定义符义可以创建可重复使用的指令操作的对象号、分配内存等程序段汇编语言的指令系统数据传输类指令算术运算类指令用于在寄存器、内存和输入/输出设用于执行算术运算，如加法、减法、备之间传输数据，如MOV指令乘法和除法等，如ADD、SUB、MUL和DIV等指令逻辑运算类指令控制转移类指令用于执行逻辑运算，如与、或、非等，用于改变程序的执行流程，如条件转如AND、OR、NOT等指令移、无条件转移等，如JMP、JE、JNZ等指令汇编语言的程序结构汇编语言源程序的基本结构汇编语言程序的输入和输出包括段定义、过程调用、子程序和循环结构等输入和输出可以通过输入/输出指令实现，如IN和OUT指令汇编语言程序的内存布局内存布局包括代码段、数据段和堆栈段等，不同的段用于存储不同类型的代码和数据05存储器系统存储器的分类随机存取存储器铁电随机存取存储器串行存取存储器（RAM）允许数据在（FRAM）利用铁电010305（SAM）按顺序读取任何位置随机读取和写材料的特殊性质来存储或写入数据入数据相变存储器（PRAM）只读存储器（ROM）利用相变材料在加热后0204只能读取数据，不能写改变状态的性质来存储入数据数据存储器的层次结构一级缓存主存储器位于CPU和主存之间，用于加主要负责长期存储数据和程序，速数据访问通常使用半导体技术实现寄存器二级缓存辅助存储器位于CPU内部，用于暂存操作位于CPU和主存之间，用于进如硬盘、光盘等，用于大量数数和中间结果一步加速数据访问据的存储，通常使用机械技术实现主存储器的工作原理数据存储数据读取主存储器使用半导体技术将数据以二进制形CPU通过地址总线访问内存单元，并将数据式存储在内存单元中读入寄存器或缓存中数据写入内存管理CPU将数据写入内存单元，更新存储的数据操作系统负责内存的分配和管理，确保程序正确地访问和使用内存资源THANKS感谢观看。