• 掌握汇编语言程序的编写方法，尤其掌握接 口访问的方法。
• 了解先进微处理器芯片结构、微型计算机实 现技术、计算机主板构成、微机技术新的发 展趋势；
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主要参考书目
[1]《微型计算机技术》孙德文，高等教育出版社2001 年；
[2]《微型计算机系统原理及应用》（第三版，上册）， 周明德，清华大学出版社，1998年；
BIOS与接口驱动程序设计 汇编语言
外围接口电路设计
Байду номын сангаас
嵌入式系统 SOC芯片设计
CPU及整机设计（计算机组成原理） 模拟电路、数字逻辑电路设计
软件类
计 算计 机算 系机 统系 综统 合结 设构 计 硬件类
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本课程的教学目的
• 掌握各种接口技术原理及其应用编程方法； 提高分析和设计接口的能力。
不利于增加对新设备的控制。
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b.通过BIOS访问
特点：通过BIOS提供的功能调用间接地对内存 或端口访问，从而控制硬件。
工具：汇编语言或C语言。 应用：驱动程序有些会使用这些功能调用。需要
获得高效率的应用程序也采用这种方法。 优点：能够编写速度较快的有效代码。
可以不需要编写直接对硬件进行控制的代 码。 缺点：需要对底层信号有所了解。 增加对新设备的控制不是很方便，但好于 直接访问。
按位取反
*
算术乘
NEG
求补
/
算术除
移位
AND
逻辑乘
循环
• 指令预取单元
控制器 • 指令译码单元 • 控制单元
• 结果回写单元
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2）存储器
存储器是微机的存储和记忆装置，用来存放数据和 程序。存储器分为内部存储器和外部存储器。微机的 内部存储器也称内存或主存， 8个二进制位为一个单 元（字节） ，每个单元规定一个唯一的物理地址。
• 8位二进制位＝ 1个字节（Byte） • 1024（210）字节＝ 1KB • 1024KB(220字节) = 1MB • 230字节 ＝ 1GB • 240字节 ＝ 1TB
3）I/O设备与I/O接口
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4）微机的总线
CPU
地址总线（AB） 数据总线（DB） 控制总线（CB）
进行读操作。
• 存储器写控制信号（MWTC#）：表示要对所发地址的存储单
元进行写操作。
• I/O读控制信号(IORC#)：表示要对所发地址的端口做读操作。 • I/O写控制信号(IOWC#)：表示要对所发地址的端口做写操作。 • 总线请求信号（REQ#）：总线主设备请求总线控制权。 • 总线允许信号（GNT#）：总线仲裁机构允许了某设备的总线控
全。
缺点：需要对底层信号有所了解。
需要对操作系统的各个管理模块有深入的
了解。
CPU
控制器
硬件 存储器
输入设备
输出设备
硬件是系统的硬平台，操作系统是系统的软平台，系 统应用软件通常支撑用户软件的开发。
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1. 微机系统硬件系统
1）运算器与控制器—— CPU 运算器—— 算术逻辑单元，负责算术与逻辑运算
运算
含义
运算
含义
＋
算术加
OR
逻辑加
－
算术减
NOT
RAM
ROM
I/O接口
I/O设备
• 地址只能由CPU或DMA控制器发出到其他部件。
• 数据总线是双向的，其宽度决定了一次可以传送的 二进制数据的位数。
• 控制信号每根都是单向的，或者传送CPU发出的控 制信息、或者是部件发回的状态信息。
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微机必有的控制信号（不一定都是CPU引脚信号）：
行在CPU的各种工作模式间切换。通常所有的
端口和内存都是对程序员开放的。
工具：汇编语言或C语言。
应用：BIOS都是基于这种低级层次用汇编来编写的
。部分操作系统的驱动程序和部分用户程序也
有使用这种方法的。
优点：能够编写速度最快，占用空间最小的有效代
码。
缺点：需要对硬件和接口有很熟悉的了解。
要会汇编，或熟练使用C语言的指针。
微机原理与接口技术(第2版)
教师:朱华贵 2009年09月07日
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本课程在专业课程体系中的位置
算 法 算设 机计 理、 论数 课值 程分 、析 数、 学信 基号 础与 课系 程统 、 计
离 数 电子商务 多媒体技术 … 软
散据
件
数 结 C++ JAVA C# … 工
学 构 数据库 操作系统 编译系统 程
[3]《微型计算机系统原理及应用》杨素行，清华大学 出版社，1995；
[4]《微型计算机原理及应用》郑学坚主编，清华大学 出版社，1995；
[5]《微机原理与接口技术》朱定华，北方交通大学出 版社、清华大学出版社， 2002；
[6]《现代微机原理与接口技术》杨全胜，电子工业出 版社，2002。
• 时钟信号（CLK）：同步各种操作的同步信号。 • 复位信号（RESET#、SYS_RESET#）：使总线上各种部件全
部做初始化处理。
• 中断请求（INTR）：表示某中断源向处理器发中断请求。 • 中断响应（INTA#）：表示中断请求被响应。 • 存储器读控制信号（MRDC#）：表示要对所发地址的存储单元
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微机原理与接口技术
第一章 计算机基础知识
朱华贵 2009年09月07日
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1.1 微机系统组成
软件 应用软件 BIOS与操作系统 Windows XP
系统软件 、Vista、Linux
微机 系统
支撑软件 汇编、编译、调试、数
运算器
据库管理软件
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c.编写操作系统驱动程序
特点：使用BIOS功能调用或直接访问的方法编
写符合特定操作系统资源管理规范的设备
驱动程序。
工具：VC++与DDK开发包，或第三方开发工具 如DriverStudio。
应用：在操作系统层面上的设备控制，并为用户
程序提供API支持。
优点：既控制硬件，又保证操作系统的完整与安
制权请求。
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2. 微机系统的软件系统
应用软件
软件 系统 系统软件
应用软件 支撑软件
操作系统
基本输入输出系统(BIOS)
硬件系统
裸机
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3. PC机环境下用户软件对外部硬件的访问方法
a.直接访问 特点：可以直接进行内存和端口的访问，也可以自