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《微机原理》ppt课件$number{01}目录•微机原理概述•微机的硬件组成•微机的软件组成•微机的指令系统•微机的汇编语言程序设计•微机的中断技术•微机的输入输出技术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组通过学习微机原理,学生可以深入了成和工作原理的一门课程,主要涉及解计算机内部的工作机制,为后续的计算机硬件和软件的基础知识计算机专业课程打下坚实的基础微机原理的核心概念包括指令系统、存储器、输入输出系统、总线等,这些概念是理解微型计算机如何工作的基础微机原理的应用领域在通信工程中,微机原理被用于在计算机科学中,微机原理被用通信协议、信号处理、无线通信于操作系统、编译器、网络协议等方面的研究和开发等方面的研究和开发0504030201在自动化中,微机原理被用于控在电子工程中,微机原理被用于微机原理的应用领域非常广泛,制系统的设计和开发,如工业控嵌入式系统、智能仪表、电子设包括计算机科学、电子工程、通制、智能家居等备等方面的设计和开发信工程、自动化等领域微机的发展历程微机的发展历程可以分为四个阶段小型计算机阶段、个人计算机阶段、网络计算机阶段和云计算阶段02微机的硬件组成中央处理器0102中央处理器(CPU)是微机的核心部件,负责CPU由运算器和控制器组成,运算器负责进行执行指令和处理数据算术和逻辑运算,控制器负责协调各个部件的工作0304CPU的性能指标包括时钟频率、指令集、核心数等CPU的发展趋势是不断追求更高的性能和更低的功耗存储器存储器是微机中用于存储数据的部件存储器分为内存储器和外存储器,内存储器包括RAM和ROM,外存储器包括硬盘、U盘、光盘等存储器的发展趋势是不断追求更高的存储器的性能指标包括容量、速度、容量和更快的速度可靠性等输入输出设备输入输出设备是微机中用于输入和输出数据的部件常见的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏等,常见的输出设备包括显示器、打印机等输入输出设备的发展趋势是不断提高精度和速度,同时追求更好的用户体验输入输出设备的性能指标包括精度、速度、可靠性等总线总线是微机中各个部件之间传输总线分为数据总线、地址总线和数据的通道控制总线,数据总线用于传输数据,地址总线用于传输地址信息,控制总线用于传输控制信号总线的发展趋势是不断提高带宽总线的性能指标包括带宽、速度、和速度,同时追求更好的可靠性可靠性等03微机的软件组成系统软件操作系统是微机的最基本系统软件,负责管理系统的软硬件资源,提供用户与硬件的接口界面,为用户提供高效、便利的服务1语言处理程序2用于编译、解释或汇编高级语言编写的程序,将高级语言编写的源程序转换成机器语言或汇编语言程序,以便在计算机上运行3数据库管理系统用于存储、检索和管理大量数据,提供数据的安全性、完整性、一致性和可靠性应用软件办公软件包括文字处理、电子表格、幻灯片制作等软件,用于日常办公和商务应用多媒体处理软件用于处理音频、视频等多媒体数图像处理软件据,如Premiere等用于处理和编辑图像,如Photoshop等专业应用软件针对特定行业或领域的应用软件,如CAD、CAE、EDA等编程语言与编译器编程语言如C、C、Java、Python等,是用于编写程序的计算机语言编译器将源代码转换成目标代码的程序,如GCC、Clang、MSVC等04微机的指令系统指令系统的定义与功能指令系统的定义指令系统是指一台计算机中所有可能执行的指令的集合指令系统的功能指令系统决定了计算机可以执行哪些操作,以及如何执行这些操作指令的格式与分类指令的格式指令通常由操作码和操作数组成,操作码指定要执行的操作,操作数指定操作的对象指令的分类根据指令的功能和操作码的长度,可以将指令分为不同的类型,如单指令、双指令和多指令指令的执行过程从内存中读取指令并加载到取指令阶段CPU的指令寄存器中对指令进行译码,确定需要译码阶段执行的操作和操作数的地址根据译码结果,将操作数进执行阶段行相应的运算或操作根据需要,将结果存储到内访存阶段存中或从内存中读取数据将运算结果写回到CPU的寄写回阶段存器中,以便后续的指令使用05微机的汇编语言程序设计汇编语言的定义与特点总结词汇编语言是一种低级语言,与机器语言相接近,具有指令集丰富、灵活易用等特点详细描述汇编语言是直接将二进制机器语言指令转换为可执行的代码,因此其执行效率非常高同时,汇编语言具有丰富的指令集,可以方便地进行各种底层操作和控制此外,汇编语言还具有灵活易用的特点,可以方便地进行程序设计和调试汇编语言的程序结构总结词详细描述汇编语言的程序结构包括程序头、程序体和在汇编语言的程序结构中,程序头主要包含程序尾三个部分,其中程序头包括程序标题、一些程序的基本信息,如程序标题、版本、程序版本等信息,程序体包括指令序列和数编写日期等程序体是程序的主体部分,由据序列,程序尾包括结束指令和注释一系列指令序列组成,用于实现特定的功能数据序列则是与指令序列相关的一些数据程序尾包括结束指令和注释,用于标识程序的结束和提供额外的说明信息汇编语言的程序设计方法要点一要点二总结词详细描述汇编语言的程序设计方法包括指令选择、数据表示、程序在汇编语言的程序设计过程中,首先需要根据具体的问题设计步骤和程序优化等方面选择合适的指令集和指令类型然后,需要合理地表示数据,包括变量的定义、内存空间的分配等接下来,按照一定的步骤进行程序设计,如算法设计、流程图绘制、代码编写等最后,为了提高程序的执行效率和可读性,需要进行适当的程序优化,如减少冗余代码、优化算法等06微机的中断技术中断的定义与作用基本概念与意义中断是微机系统中一种重要的技术,它允许CPU在执行主程序的过程中暂时中止,转而处理突发事件或服务请求中断的作用包括提高CPU的利用率、实现多任务并发处理、增强系统的实时响应能力等中断的处理过程处理流程中断处理过程包括中断请求、中断判优、中断响应、中断处理和中断返回等步骤中断请求由外部设备或软件产生,通过中断控制器发送给CPUCPU根据中断判优逻辑选择是否响应某个中断,然后执行相应的中断处理程序,处理完毕后返回到被中断的程序继续执行中断的优先级与向量表01优先级管理02中断优先级是用来确定哪个中断请求先得到处理的依据03系统中每个中断源都有一个固定的优先级,优先级高的中断可以打断优先级低的中断04向量表是用于保存中断处理程序的地址表,当CPU响应某个中断时,通过查找向量表来找到相应的中断处理程序入口地址07微机的输入输出技术输入输出的基本概念输入输出技术输入输出技术是微机中实现信息交换的重要手段,通过输入设备将外部信息传输给计算机,经过处理后通过输出设备将结果呈现给用户输入输出设备输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等,它们与微机进行信息交换,实现人机交互输入输出接口输入输出接口是连接微机与输入输出设备的桥梁,负责传输数据和控制信号,实现信息的传输和控制输入输出的处理方式中断方式中断方式是一种常见的输入输出处理方式,当输入输出设备完成或发生错误时,通过中断信号打断CPU的正常执行流程,转而处理输入输出请求直接内存存取(DMA)DMA是一种允许数据在内存和输入输出设备之间直接传输的处理方式,无需CPU的直接参与程序查询方式程序查询方式是早期微机中常见的输入输出处理方式,通过执行特定的查询指令来检查输入输出设备的状态,从而决定是否进行数据传输输入输出设备的编址方式独立编址统一编址独立编址方式是指将输入输出设备作为统一编址方式是将输入输出设备与内存单独立的地址空间进行编址,访问输入输元统一编址,访问输入输出设备就像访问出设备需要使用专门的输入输出指令VS内存单元一样使用普通的内存访问指令THANKS。