微机原理及接口技术概述
数据总线DB
控制总线CB
1.2.2 微型计算机的软件系统
操作系统 MS-DOS
汇编程序
文本编辑程序
MASM和LINK
调试程序
DEBUG.EXE
1.3 IBM PC系列机系统
16位IBM PC系列机是32位微机的基础 8088CPU
IBM PC机 IBM PC/XT机 IBM PC/AT机
(1)数—用来直接表征量的多少,它们有大小之分,可进行各种数学 运算。 (2)码—用来指代某个事物或事物的状态属性。计算机对码主要是做 管理、编辑、判断、检索、转换、存储及传输等工作。
1.4.1 计算机中的数
在讨论计算机中的数时,需要说明几个基本概念:
(1)进位计数制---即采用进位的计数方法。采用这种计数方法后人们可以用有限的数 码符号来表示无穷大或无穷小的数。在计算机领域,常用的进位计数制有二进制、十进 制、八进制和十六进制(因本课程不使用八进制数据,故以下从略)。例如,二进制中 有两个数码符号,即0和1,执行逢2进1的运算规则;十进制中有10个数码符号0-9,执行 逢10进1的运算规则;十六进制中有16个数码符号0一9及A一F,执行逢16进1的运算规则。 注意,在十六进制中,数码A表示十进制的10,但决不能记作10,因为1和0是两个十六 进制符号。 (2)基数---某种进位计数制中所包含的数码个数就是该数制的基数(Base),如二进制 的基数为2,N进制的基数为N。基数体现了该数制中进位和借位的原则:当我们在某个 数位上计够一个基数时需要向前进1;反之,从前一位借1可在后一位上当一个完整的基 数来使用。 (3)权—也称权重(Weight),表示进位计数制中各数位的单位值(可形象地理解为每个 数位的单位“重量”)。权可以用基数幂的形式来表示,例如在十进制数1111.11中, 各个“1”具有不同的权重,从左到右分别为:103、102 、101、100、10-1和10-2。还可进 一步推广到N进制数(1111.11)N,从左到右各数位上的权重分别是:N3、N2、 N1、N0, N-1和N-2。
1.4.1 计算机中的数
2.数的定点表示
真值:指符合人们使用习惯的数的原始表示形式。 机器数:指数据在机器中的实际表示形式。 定点数:是指小数点位置默认并固定资产的机器数。 浮点数:是指这样一种数据的表示方法,它的小数点位置表面上被固定,但通过指数 的变化,小数点的实际位置是浮动的,其目的正是通过小数点的浮动来保持它的有效数 字、即精度维持不变,浮点数在机器内部对应着N X2n组织形式,其中N称为尾数,取 二进制定点小数的形式,n称为阶码或指数,取二进制定点整数的形式。
指定选修课
以技术为主 面向应用 软硬件相结合
课程 特点
先修课程
数字逻辑
提供硬件基础
计算机组成原理
确立计算机部件功能 掌握计算机工作原理
先修 课程
学习方法很重要
复习并掌握选修课的有关内容 课堂:听讲与理解、适当笔记 课后:认真读书、完成作业 实验:充分准备、勇于实践 总成绩=考试成绩 学习 +实验成绩+平时成绩 要求
62线的IBM PC总线
1.3.3 存储空间的分配
000000H 0A0000H 0C0000H 0E0000H 0F0000H 100000H 系统RAM 640KB 显示RAM 128KB
FE0000H
常规内存:1MB 常规内存 扩展ROM 基本RAM区:640KB 1MB 128KB 保留ROM 保留RAM区:128KB 64KB 基本ROM 扩展ROM区:128KB 64KB 扩展RAM 基本ROM区:64KB ≈15MB 扩展内存:用作RAM区 扩展内存
1.4.2 计算机中的码
BCD码 1.BCD码(Binary Coded Decimal)是十进制数的 编码表示法,由于机器中只能用二进制数,所以BCD码是 二进制编码的十进制数,用四位二进制数来表示一位十进 制数。BCD码的种类较多,常用的有8421码、2421码、 余3码和格雷码等。现以8421码为例进行讨论。 2. 8421码是BCD码中的一种,因组成它的4位二进 制数码的权为8、4、2、1而得名。在这种编码系统中,十 组4位二进制数编码分别代表了0~9十个数码。如下表所 示
1.4.2 计算机中的码
ASCII码
1.ASCII码(American Standard Coded for Information Interchange)是 “美国信息交换标准代码”的简称。ASCII码诞生于1963年,是一种比较完整的字符 编码,已成为国际通用的标准编码,现已广泛用于微型计算机中。 2.通常,ASCII码由7位二进制数码构成,可为128个字符编码。这128个字符共 分两类:一类是图形字符,共94个;另一类是控制字符,共34个。96个图形字符包 括十进制数符10个、大小写英文字母52个和其他字符32个,这类字符有特定形状,可 以显示在CRT上和打印在纸上,其编码可以存储、传送和处理。34个控制字符包括回 车符、换行符、退格符、设备控制符和信息分隔符等等,这类字符没有特定形状,其编 码虽然可以存储、传送和起某种控制作用,但字符本身是不能在CRT上显示和打印机上 打印的。 3.ASCII码的一般形式是以一个字节来表示,它的低7位是ASCII值,最高有效位 用来作为奇偶校验位,用以检测在字符的传送过程中是否发生了错误。
1.4.1 计算机中的数
1.不同数制间的转换
(1)十进制N进制的转换——整数部分不断除以N(基数)取余,直到被除数为 0为止,小数部分不断乘N(基数)取整直到被乘数为0为止。 (2)N进制到十讲制的转换——按权展开。 (3)二进制与十六进制间的转换——二者间有一个简单的对应关系:以小数点 为中心,侧每4位(不足4位时在外侧补0)二进制数对应1位十六进制数,反向 操作时亦然。
1.1.1 微型计算机的发展
第1代:4位和低档8位微机
4004→4040→8008
第2代:中高档8位微机
Z80、I8085、M6800,Apple-II微机
第3代:16位微机
8086→8088→80286,IBM PC系列机
1.1.1 微型计算机的发展(续)
第4代:32位微机
80386→80486→Pentium→Pentium →Pentium III →Pentium 4 32位PC机、Macintosh机、PS/2机
地址总线AB:传送地址信息 数据总线DB :传送数据信息 控制总线CB :传送控制信息
总线信号
地址总线AB
输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址 地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围 CPU读操作时,外部数据通过数据总线送往CPU CPU写操作时,CPU数据通过数据总线送往外部 数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数 协调系统中各部件的操作,有输出控制、输入状态等信号 控制总线决定了系统总线的特点,例如功能、适应性等
章节目录(续) 计划学时
第8章 中断控制接口 第9章 定时计数控制接口 第10章 DMA控制接口 第11章 并行接口 第12章 串行通信接口 第13章 模拟接口 第14章 32位微型计算机系统 8 4 6 12 6 6 0
课程 内容
专业技术基础课
硬件系列课程之一
计算机组成原理 微机原理及接口技术 计算机体系结构
第1章
第1章 微型计算机系统概述
教学重点
微型计算机的系统组成 计算机中数据的表示
1.1 微型计算机的发展和应用
1946年,世界上出现第一台数字式电子 计算机ENIAC(电子数据和计算器) 发展到以大规模集成电路为主要部件的 第四代,产生了微型计算机 1971年,Intel公司设计了世界上第一 个微处理器芯片Intel4004,开创了一 个全新的计算机时代
3.
系 统 总 微处理器子系统 线 形 存储器 存储器 成
地址总线AB 数据总线DB
控制总线CB
I/O接口
4.
I/O设备和I/O接口 系统总线
I/O设备 图1.1 微型计算机的系统组成
系统总线
总线是指传递信息的一组公用导线 总线是传送信息的公共通道 微机系统采用总线结构连接系统功能部件 总线信号可分成三组
游戏接口 并行打印机接口LPT2 串行通信接口COM2 并行打印机接口LPT1 SDLC通信接口 BSC通信接口 单色显示/打印机适配器 彩色图形适配器CGA 软盘适配器 串行通信接口COM1
DMA控制器1 中断控制器1 定时计数器 并行接口电路 DMA页面寄存器 中断控制器2 DMA控制器2 15 协处理器
I/O 通 道
200-207 278-27F 2F8-2FF 378-37F 380-38F 3A0-3AF 3B0-3BF 3D0-3DF 3F0-3F7 3F8-3FF
1.4 计算机中的数据表示
计算机处理的对象是各种数据,计算机 中的数据均采用二进制形式。 从使用角度来看,计算机中的数据可分 为两大类:
II
第5代:64位微机
Itanium、64位RISC微处理器芯片 微机服务器、工程工作站、图形工作站
1.1.2 微型计算机的应用
将 CPU 以 及 其 他 主 要 部 件 ( 如 用于数值计算、数据处理及信息管理方向 ROM、RAM、I/O接口)都集成在 通用微机,例如:PC微机 一个微处理器芯片中 功能越强越好、使用越方便越好 例如:常用的MCS-51、MCS-96
数据总线 控制总线
8259 中断控制 器
I/O 通 道
ROM-BIOS、主体为RAM 8259A、8253、8237A、8255等
8288 I/O接口控制电路 总线控制器