《微机原理与接口技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第1章 微型计算机基础概论

课程目标 ●掌握: 微型计算机的基本工作原理 汇编语言程序设计方法 ●微型计算机接口技术 建立微型计算机系统的整体概念,形成微机系统软 硬件开发的初步能力

课程目标  掌握：  微型计算机的基本工作原理  汇编语言程序设计方法  微型计算机接口技术  建立微型计算机系统的整体概念，形成微机系统软 硬件开发的初步能力 2

教材及实验指导书 ●教材: 《微机原理与接口技术》(第3版).冯博琴,吴宁主 编.清华大学出版社 实验指导书 ·《微机原理与接口技术实验指导书》(讲义) 陈文革,吴宁,夏秦编.西安交通大学 ·《微机原理与接口技术题解及实验指导》(第3版) 吴宁,陈文革编.清华大学出版社

教材及实验指导书  教材：  《微机原理与接口技术》（第3版）. 冯博琴，吴宁主 编. 清华大学出版社  实验指导书  《微机原理与接口技术实验指导书》（讲义） 陈文革，吴宁，夏秦编. 西安交通大学  《微机原理与接口技术题解及实验指导》（第3版）. 吴宁，陈文革编. 清华大学出版社 3

第1章微型计算机基础概论 主要内容: 微机系统的组成 ●计算机中的编码、数制及其转换 无符号二进制数的运算 算术运算和逻辑运算 运算中的溢出 ●机器数的表示及运算 基本逻辑门及译码器

第1章 微型计算机基础概论  主要内容：  微机系统的组成  计算机中的编码、数制及其转换  无符号二进制数的运算  算术运算和逻辑运算  运算中的溢出  机器数的表示及运算  基本逻辑门及译码器 4

微型算机系统 微型机的工作原理 n微机系统的基本组成

5 ◼ 微型机的工作原理 ◼ 微机系统的基本组成

1.计算机的工作原理 冯·诺依曼计算机的工作原理 存储程序工作原理

1. 计算机的工作原理 冯 • 诺依曼计算机的工作原理 存储程序工作原理 6

存储程序原理 ●将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的 程序,并放入存储器保存 指令按其在存储器中存放的顺序执行; ●由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执

存储程序原理  将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的 程序，并放入存储器保存  指令按其在存储器中存放的顺序执行；  由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执 行。 7

冯·诺依曼计算杋体系结构 存储器 输入设备 输出设备 控制器

冯 • 诺依曼计算机体系结构 运算器 8 存储器 控制器 输入设备 输出设备

冯·诺依曼机的工作过程 内存中的程序 CPU 程序计地址 取出 分析 指令1 数器PC 获取操作数 指令 执行 存放结果 指令n 操作数

冯 • 诺依曼机的工作过程 9 内存中的程序 指令1 指令2 指令n ┇ 分析 获取操作数 执行 存放结果 ┇ 程序计 数器PC 地址 CPU 取出 操作数

冯·诺依曼机的工作过程 ●取一条指令的工作过程: 将指令所在地址赋给程序计数器PC ·PC内容送到地址寄存器AR,PC自动加1; 把AR的内容通过地址总线送至内存储器,经地址译码器译码,选 中相应单元。 CPU的控制器发出读命令 在读命令控制下,把所选中单元的内容(即指令操作码)读到数 据总线DB。 把读出的内容经数据总线送到数据寄存器DR 指令译码 因为取出的是指令的操作码,故数据寄存器DR把它送到指令寄存器IR, 然后再送到指令译码器ID

冯 • 诺依曼机的工作过程  取一条指令的工作过程：  将指令所在地址赋给程序计数器PC；  PC内容送到地址寄存器AR，PC自动加1；  把AR的内容通过地址总线送至内存储器，经地址译码器译码，选 中相应单元。  CPU的控制器发出读命令。  在读命令控制下，把所选中单元的内容（即指令操作码）读到数 据总线DB。  把读出的内容经数据总线送到数据寄存器DR。  指令译码  因为取出的是指令的操作码，故数据寄存器DR把它送到指令寄存器IR， 然后再送到指令译码器ID 10

冯·诺依曼机的特点和不足 特点: 程序存储,共享数据,顺序执行 ●属于顺序处理机,适合于确定的算法和数值数据的 处理 不足: ●与存储器间有大量数据交互,对总线要求很高; ●执行顺序有程序决定,对大型复杂任务较困难; ●以运算器为核心,处理效率较低; 由PC控制执行顺序,难以进行真正的并行处理

冯 • 诺依曼机的特点和不足  特点：  程序存储，共享数据，顺序执行  属于顺序处理机，适合于确定的算法和数值数据的 处理。  不足：  与存储器间有大量数据交互，对总线要求很高；  执行顺序有程序决定，对大型复杂任务较困难；  以运算器为核心，处理效率较低；  由PC控制执行顺序，难以进行真正的并行处理。 11