1、2022-4-202微機原理與匯編語言微機原理與匯編語言-課程介紹課程介紹微機微機：IBM PCIBM PC系列機系列機原理原理：80868086微處理器體系結構微處理器體系結構匯編語言匯編語言：一種面向機器的低級程序設計：一種面向機器的低級程序設計 語言。語言。硬件計算機體系及接口原理硬件計算機體系及接口原理軟件基于硬件的編程方法軟件基于硬件的編程方法特點特點：2022-4-203微機原理與匯編語言微機原理與匯編語言-參考文獻參考文獻u沈美明沈美明 溫冬嬋，溫冬嬋，IBM-PC匯編語言程序設計匯編語言程序設計(二二)，u戴梅萼，微型計算機技術及應用，戴梅萼，微型計算機技術及應用，u王愛英，計

2、算機組成與結構，王愛英，計算機組成與結構，u錢曉捷，匯編語言程序設計（第錢曉捷，匯編語言程序設計（第2版），版），u王爽著王爽著， 匯編語言匯編語言.清華大學出版社清華大學出版社2022-4-204微機原理與匯編語言微機原理與匯編語言-網站資源網站資源錢曉捷之微服網錢曉捷之微服網http:/ of Assembly Language Programming2022-4-205微機原理與匯編語言微機原理與匯編語言-課程內容課程內容章節目錄章節目錄計劃學時計劃學時第第1章章 微型計算機系統概述微型計算機系統概述2-4第第2章章 8086微處理器及其系

3、統結構微處理器及其系統結構2-4第第3章章 存儲器系統存儲器系統6第第4章章 程序加載與執行程序加載與執行2第第5章章 匯編語言基礎匯編語言基礎8第第6章章 運算程序設計及應用舉例運算程序設計及應用舉例6第第7章章 匯編語言程序設計匯編語言程序設計4第第8章章 子程序設計子程序設計2第第9章章 輸入輸出系統及中斷的使用方法輸入輸出系統及中斷的使用方法 2-4第第10章章 總線技術總線技術2第第11章章 最新發展最新發展22022-4-206微機原理與匯編語言微機原理與匯編語言-課程特點課程特點專業技術基礎課專業技術基礎課硬件系列課程之一硬件系列課程之一 微機原理與匯編語言 計算機接口技術 嵌入

4、式系統（單片機）指定選修課指定選修課 以技術為主 面向應用 軟硬件相結合區別區別2022-4-207微機原理與匯編語言微機原理與匯編語言-先修課程先修課程模擬電路和數字邏輯模擬電路和數字邏輯 提供硬件基礎高級語言程序設計高級語言程序設計 熟悉DOS環境程序設計的方法 掌握基本程序設計思想硬件系列課程硬件系列課程計算機組成原理側重討論計算機基本部件的構成和組成方式，基本運算側重討論計算機基本部件的構成和組成方式，基本運算的操作原理和單元的設計思想、操作方式及其實現方法的操作原理和單元的設計思想、操作方式及其實現方法和電路原理和電路原理側重內部各單元的工作原理和實現方法（芯片內）側重內部各單元的工

5、作原理和實現方法（芯片內）微機原理與匯編語言突出應用，詳細講述微處理器芯片的指令系統及編程、突出應用，詳細講述微處理器芯片的指令系統及編程、CPUCPU外部特性、微機主板，與通用外設的接口電路及應外部特性、微機主板，與通用外設的接口電路及應用編程技術用編程技術側重各模塊外部的連接和應用技術（芯片外）側重各模塊外部的連接和應用技術（芯片外）計算機體系結構重點論述計算機系統的各種基本結構、設計技術和性能重點論述計算機系統的各種基本結構、設計技術和性能定量分析方法定量分析方法側重整個系統的設計技術（芯片組合）側重整個系統的設計技術（芯片組合）返回返回第第1 1章章2022-4-2010第第1章：微型

6、計算機系統概述章：微型計算機系統概述教學重點 微型計算機的系統組成微型計算機的系統組成 IBM PC系列機的主機板系列機的主機板2022-4-2011第第1章：章：1.1 計算機概述計算機概述2022-4-2012第第1章：章：1.1 計算機概述計算機概述1946年，世界上出現第一臺數字式電子計年，世界上出現第一臺數字式電子計算機算機ENIAC（電子數據和計算器）（電子數據和計算器）發展到以大規模集成電路為主要部件的第發展到以大規模集成電路為主要部件的第四代，產生了四代，產生了微型計算機微型計算機1971年，年，Intel公司設計了世界上第一個微公司設計了世界上第一個微處理器芯片處理器芯片In

7、tel4004，開創了一個全新的，開創了一個全新的計算機時代計算機時代以大規模、超大規模集成電路為主以大規模、超大規模集成電路為主要部件要部件,以集成了計算機主要部件以集成了計算機主要部件控控制器和運算器的微處理器為核心所構造制器和運算器的微處理器為核心所構造出的計算機系統出的計算機系統2022-4-2013第第1代代 電子管計算機電子管計算機 19461958年年第第2代代 晶體管計算機晶體管計算機 19581964年年第第3代代 集成電路計算機集成電路計算機 19641971年年第第4代代 大規模集成電路計算機大規模集成電路計算機 19721980第第5代代 人工智能計算機人工智能計算機

8、1981至今至今超大規模集成電路和人工智能 第第1章：章：1.1.1 微型計算機的發展微型計算機的發展1.電子計算機發展的電子計算機發展的4個階段個階段2022-4-2014摩爾定律：每摩爾定律：每18個月性能提高一倍，或價格下個月性能提高一倍，或價格下降降50%。智能化計算機，神經網絡計算機，量子計算機，智能化計算機，神經網絡計算機，量子計算機，生物計算機等。生物計算機等。 第第1章：章：1.1.1 微型計算機的發展微型計算機的發展2. 計算機現狀和展望計算機現狀和展望2022-4-2015第第1章：章：1.1.2 微型計算機的發展微型計算機的發展第第1代代：4位和低檔位和低檔8位微機位微機

9、400440408008第第2代代：中高檔：中高檔8位微機位微機Z80、I8085、M6800，Apple-II微機微機第第3代代：16位微機位微機8086808880286，IBM PC系列機系列機第第4代代：32位微機位微機8038680486PentiumPentium II / III / 432位位PC機、機、Macintosh機、機、PS/2機機第第5代代：64位微機位微機Itanium、64位位RISC微處理器芯片微處理器芯片微機服務器、工程工作站、圖形工作站微機服務器、工程工作站、圖形工作站芯片發展趨勢：芯片發展趨勢：金屬芯片（鋁、銅）金屬芯片（鋁、銅）基因芯片、光電芯片基因芯

10、片、光電芯片2022-4-2016計算機應用通常分成如下各個領域計算機應用通常分成如下各個領域科學計算，數據處理，實時控制科學計算，數據處理，實時控制計算機輔助設計，人工智能，計算機輔助設計，人工智能，由于微型計算機具有如下特點由于微型計算機具有如下特點體積小、價格低體積小、價格低工作可靠、使用方便、通用性強工作可靠、使用方便、通用性強所以，可以分為兩個主要應用方向所以，可以分為兩個主要應用方向第第1章：章：1.1.2 微型計算機的應用微型計算機的應用2022-4-2017 將將CPU以及其他主要部件（如以及其他主要部件（如ROM、RAM、I/O接口）都集成在一個微處理器芯片中接口）都集成在一

11、個微處理器芯片中例如：常用的例如：常用的MCS-51、MCS-96第第1章：微型計算機應用的兩個方向章：微型計算機應用的兩個方向用于數值計算、數據處理及信息管理方向用于數值計算、數據處理及信息管理方向通用微機，例如：通用微機，例如：PC微機微機功能越強越好、使用越方便越好功能越強越好、使用越方便越好用于過程控制及智能化儀器儀表方向用于過程控制及智能化儀器儀表方向專用微機，例如：工控機、專用微機，例如：工控機、單片機單片機可靠性高、實時性強可靠性高、實時性強程序相對簡單、處理數據量小程序相對簡單、處理數據量小2022-4-2018第第1章：章：1.2 微型計算機的系統組成系統的微型計算機的系統組

12、成系統的3個層次個層次運算器運算器 控制器控制器 寄存器組寄存器組 內存儲器內存儲器 總線總線 輸入輸出輸出輸入輸出輸出 接口電路接口電路外部設備外部設備 軟件軟件微處理器微處理器微型計算機微型計算機微型計算機系統微型計算機系統區別區別3個概念個概念2022-4-2019第第1章：章：1.2 微型計算機的系統組成的主要性能指標微型計算機的系統組成的主要性能指標機器字長：指計算機能同時進行多少位的機器字長：指計算機能同時進行多少位的二進制數運算。二進制數運算。速度：單位時間內能夠執行指令的條數，速度：單位時間內能夠執行指令的條數，計量單位可用計量單位可用MIPS（每秒百萬條指令（每秒百萬條指令數

13、）。數）。主頻：即主時鐘頻率，指主頻：即主時鐘頻率，指CPU在單位時間在單位時間內（秒）產生的時鐘脈沖數。內（秒）產生的時鐘脈沖數。存儲器的容量：內存儲器中能夠存儲的總存儲器的容量：內存儲器中能夠存儲的總字節數。字節數。2022-4-2020第第1章：章：1.2 微型計算機的系統組成的主要性能指標微型計算機的系統組成的主要性能指標存取周期：存儲器完成一次數據的讀或寫存取周期：存儲器完成一次數據的讀或寫操作所需要的時間。操作所需要的時間。可靠性：可用平均無故障時間可靠性：可用平均無故障時間MTBF和平和平均故障修復時間均故障修復時間MTTR來表示。來表示。帶寬：計算機的數據傳輸率，它反映計算帶寬

14、：計算機的數據傳輸率，它反映計算機的通信能力。機的通信能力。2022-4-2021第第1章：章：1.2 微型計算機的系統組成的主要性能指標微型計算機的系統組成的主要性能指標1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB2022-4-2022t中央處理器中央處理器一般也稱為一般也稱為CPUCPU，是計算機的核心，是計算機的核心，具有運算能力和控制功能。具有運算能力和控制功能。 t計算機計算機由由CPUCPU、內存儲器、輸入輸出接口電路和、內存儲器、輸入輸出接口電路和系統總線構成，通常稱為計算機主機系統總線構成，通常稱為計算機主機 。t計算機系

15、統計算機系統是以計算機為主體，并配上外設和是以計算機為主體，并配上外設和系統軟件之后構成的軟硬件系統。系統軟件之后構成的軟硬件系統。 我們通常所說的我們通常所說的“計算機計算機”，其準確的名稱，其準確的名稱應該是計算機系統。應該是計算機系統。第第1章：章：1.2.2 微型計算機系統的組成硬件系統微型計算機系統的組成硬件系統2022-4-2023v計算機硬件系統計算機硬件系統是構成計算機的物理裝置，是是構成計算機的物理裝置，是看得見、摸得著的一些實實在在的有形實體。看得見、摸得著的一些實實在在的有形實體。目前的計算機硬件系統采用的仍是計算機目前的計算機硬件系統采用的仍是計算機的經典結構的經典結構

16、馮馮諾依曼結構，即采用總諾依曼結構，即采用總線結構將運算器、控制器、存儲器、輸入設線結構將運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備備和輸出設備5 5大部件連接起來。大部件連接起來。其中，運算器和控制器構成了計算機的核其中，運算器和控制器構成了計算機的核心部件心部件中央處理器（中央處理器（Center Process Center Process UnitUnit，簡稱，簡稱CPUCPU）。）。數據流數據流控制流控制流各部分的功能：各部分的功能：t運算器：運算器：算術運算或邏輯運算算術運算或邏輯運算t控制器：控制器：取指令、譯碼、執行指令取指令、譯碼、執行指令t存儲器：存儲器：保存信息保存信息

17、內存：內存：ROM(ROM(只讀存儲器只讀存儲器) ) RAM( RAM(隨機存儲器，隨機存儲器，斷電后信息全部丟失斷電后信息全部丟失) )外存：外存：磁盤磁盤( (軟盤、硬盤軟盤、硬盤) )、光盤、磁帶、光盤、磁帶t輸入設備：輸入設備：輸入數據輸入數據( (鍵盤、鼠標、掃描儀、光筆等鍵盤、鼠標、掃描儀、光筆等) )t輸出設備：輸出設備：輸出數據輸出數據( (顯示器、打印機、繪圖儀等顯示器、打印機、繪圖儀等) )第第1章：章：1.2.2 微型計算機系統的組成硬件系統微型計算機系統的組成硬件系統2022-4-2024第第1章：章：1.2.2 微型計算機系統的組成硬件系統微型計算機系統的組成硬件系

18、統控制總線控制總線CB數據總線數據總線DB地址總線地址總線AB系系統統總總線線形形成成處處理理器器子子系系統統I/O設備設備I/O接口接口存儲器存儲器系統總線系統總線BUS1. 微處理器微處理器2. 存儲器存儲器3. I/O設備和設備和I/O接口接口4. 系統總線系統總線2022-4-2025第第1章：系統總線章：系統總線總線是指傳遞信息的一組公用導線總線是指傳遞信息的一組公用導線總線是傳送信息的公共通道總線是傳送信息的公共通道微機系統采用總線結構連接系統功能部件微機系統采用總線結構連接系統功能部件總線信號可分成三組總線信號可分成三組地址總線地址總線AB：傳送地址信息：傳送地址信息數據總線數據

19、總線DB ：傳送數據信息：傳送數據信息控制總線控制總線CB ：傳送控制信息：傳送控制信息總線還有電源、地線等其他輔助信號總線還有電源、地線等其他輔助信號2022-4-2026第第1章：總線信號章：總線信號地址總線地址總線AB輸出將要訪問的內存單元或輸出將要訪問的內存單元或I/O端口的地址端口的地址地址線的多少決定了系統直接尋址存儲器的范圍地址線的多少決定了系統直接尋址存儲器的范圍數據總線數據總線DBCPU讀操作時，外部數據通過數據總線送往讀操作時，外部數據通過數據總線送往CPU CPU寫操作時，寫操作時，CPU數據通過數據總線送往外部數據通過數據總線送往外部數據線的多少決定了一次能夠傳送數據的

20、位數數據線的多少決定了一次能夠傳送數據的位數控制總線控制總線CB協調系統中各部件的操作，有輸出控制、輸入狀態等協調系統中各部件的操作，有輸出控制、輸入狀態等控制總線決定了系統總線的特點控制總線決定了系統總線的特點,例如功能、適應性等例如功能、適應性等舉例舉例舉例舉例2022-4-2027第第1章：總線使用特點章：總線使用特點在某一時刻，只能由一個總線主控設備在某一時刻，只能由一個總線主控設備（例如（例如CPU）來控制總線）來控制總線在連接系統總線的各個設備中，某時刻只在連接系統總線的各個設備中，某時刻只能有一個發送者向總線發送信號；但可以能有一個發送者向總線發送信號；但可以有多個設備從總線上同

21、時獲取信號有多個設備從總線上同時獲取信號微機系統采用微機系統采用“總線結構總線結構”，具有組態靈，具有組態靈活、擴展方便的優勢活、擴展方便的優勢2022-4-2028軟件系統軟件系統由計算機程序、數據和有關的技術資料組由計算機程序、數據和有關的技術資料組成。程序是指揮計算機工作的步驟；技術資料包括成。程序是指揮計算機工作的步驟；技術資料包括軟件和硬件的技術說明、使用方法和操作手冊等文軟件和硬件的技術說明、使用方法和操作手冊等文檔。軟件是計算機的檔。軟件是計算機的“靈魂靈魂”。“裸機裸機”是只有硬件而沒有任何軟件支持的是只有硬件而沒有任何軟件支持的計算機稱為，裸機幾乎是不能工作的。計算機稱為，裸

22、機幾乎是不能工作的。 系統軟件：系統軟件：操作系統操作系統語言處理程序語言處理程序數據庫管理系統數據庫管理系統支持軟件支持軟件應用軟件：應用軟件：程序庫程序庫軟件包軟件包套裝軟件套裝軟件用戶開發的系統用戶開發的系統軟件系統軟件系統系統軟件系統軟件應用軟件應用軟件操作系統操作系統是系統軟件中最重要的部分，功能是是系統軟件中最重要的部分，功能是對計算機系統的全部硬件和軟件資源進行統一對計算機系統的全部硬件和軟件資源進行統一管理、統一調度、統一分配。管理、統一調度、統一分配。 操作系統為用戶提供了一個操作方便的環操作系統為用戶提供了一個操作方便的環境，是用戶與計算機的接口，同時又是用戶進境，是用戶與

23、計算機的接口，同時又是用戶進行軟件開發的基礎，其他的系統軟件和應用軟行軟件開發的基礎，其他的系統軟件和應用軟件必須在操作系統的支持下才能合理調度工作件必須在操作系統的支持下才能合理調度工作流程，正常的工作。流程，正常的工作。第第1章：章：1.2.2 微型計算機系統的組成軟件系統微型計算機系統的組成軟件系統2022-4-2029存儲程序工作原理存儲程序工作原理( (存儲程序、程序控制存儲程序、程序控制) )t計算機系統由運算器、控制器、存儲器、輸入設備計算機系統由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備組成，并規定了他們的功能、輸出設備組成，并規定了他們的功能t程序和數據在計算機中用二進制數表

24、示程序和數據在計算機中用二進制數表示t計算機的工作過程是由存儲程序控制的計算機的工作過程是由存儲程序控制的1949 1949 John von Neumann馮馮 諾依曼諾依曼美籍匈牙利數學家美籍匈牙利數學家第第1章：章：1.2.3 微型計算機系統的工作過程微型計算機系統的工作過程2022-4-2030第第1章：章：1.3 多媒體及多媒體計算機系統多媒體及多媒體計算機系統16位位IBM PC系列機是系列機是32位微機的基礎位微機的基礎8088CPUIBM PC機機IBM PC/AT機機IBM PC/XT機機2022-4-20311_1計算機工作過程.exe16位位PC機機32位位PC機的基本部

25、件相同機的基本部件相同第第1章：章：1.3 多媒體及多媒體計算機系統多媒體及多媒體計算機系統2022-4-2032 主板主板主板性能決定著計主板性能決定著計算機各部件協調運算機各部件協調運行的能力行的能力。主板按結構可分為主板按結構可分為AT結構、結構、ATX結構。按芯片組可分結構。按芯片組可分為為Intel 440BX/820/845, VIA 694x/KT133/KT266, AMD 750/760等。等。主板上的主板上的芯片組芯片組對對主板的性能起著決主板的性能起著決定性作用。定性作用。第第1章：章：1.3 多媒體及多媒體計算機系統多媒體及多媒體計算機系統2022-4-2033 接口適

26、配器接口適配器接口適配器的作用接口適配器的作用是溝通主板與各種是溝通主板與各種外部設備之間的聯外部設備之間的聯系渠道。系渠道。通常配置的適配器有顯通常配置的適配器有顯示卡、聲卡、調制解調示卡、聲卡、調制解調器卡、器卡、SCSI卡、網卡卡、網卡等。等。第第1章：章：1.3 多媒體及多媒體計算機系統多媒體及多媒體計算機系統2022-4-2034 機箱、電源機箱、電源計算機的動力裝置計算機的動力裝置和安全外套。和安全外套。臥式臥式立式立式第第1章：章：1.3 多媒體及多媒體計算機系統多媒體及多媒體計算機系統2022-4-2035 外部設備外部設備顯示器：顯示器：CRT，LCD。 VGA，SVGA。外

27、外 存：硬盤存：硬盤, 軟盤軟盤,光盤。光盤。鼠鼠 標：機械式，光電式。標：機械式，光電式。打印機：打印機：噴墨，激光。噴墨，激光。 第第1章：章：1.3 多媒體及多媒體計算機系統多媒體及多媒體計算機系統2022-4-2036多媒體多媒體信息的多種載體信息的多種載體 文文 字字 圖圖 像像 圖圖 形形 聲聲 音音 多媒體技術多媒體技術 以計算機技術為基礎，以計算機技術為基礎， 能綜合處理文字、聲音、圖能綜合處理文字、聲音、圖 形、圖像、動畫等多種媒體形、圖像、動畫等多種媒體 信息的技術。信息的技術。集成性、交互性集成性、交互性數字化、實時性數字化、實時性2022-4-2037 文文 字字 圖圖

28、 像像 圖圖 形形 聲聲 音音 多媒體多媒體計算機計算機AD轉換二進制代碼二進制代碼多媒體計算機多媒體計算機MPC能綜合處理能綜合處理音頻、視頻、音頻、視頻、 圖像等多種圖像等多種媒體信息，使媒體信息，使多種信息建立聯系，并具多種信息建立聯系，并具有交互性的計算機系統。有交互性的計算機系統。2022-4-2038MPCMPC機的系統組成機的系統組成 多媒體硬件平臺多媒體硬件平臺：PCPC機擴充較大的內存、機擴充較大的內存、外存，配備外存，配備CD-ROMCD-ROM、音頻卡、視頻卡、數、音頻卡、視頻卡、數據壓縮卡、音像輸入輸出設備等部件。據壓縮卡、音像輸入輸出設備等部件。 多媒體軟件平臺多媒體

29、軟件平臺：操作系統中增加多媒：操作系統中增加多媒體功能體功能 多媒體創作工具多媒體創作工具：如：如 MicrosoftMicrosoft的的 MDKMDK DirectorDirector AuthorwareAuthorware2022-4-2039顯示器顯示器打印機打印機話筒話筒音箱音箱攝像機攝像機電視機電視機硬磁盤硬磁盤 軟磁盤軟磁盤接接口口電電路路KeyboardMouse觸摸屏觸摸屏CD-ROM掃描儀掃描儀接接口口電電路路視視 頻頻 卡卡聲聲 頻頻 卡卡C P UC P U內內 存存2022-4-2040多媒體主要部件功能多媒體主要部件功能聲頻卡聲頻卡：實現聲波實現聲波( ()/)/

30、數字信號數字信號( () )相互轉換，播相互轉換，播放錄制音響數據放錄制音響數據使用脈沖編碼調制技術使用脈沖編碼調制技術音樂設備數字接口（）音樂設備數字接口（）視頻卡視頻卡：直接對圖形圖像進行數字化提取和處理直接對圖形圖像進行數字化提取和處理觸摸屏觸摸屏：多媒體系統的界面之一。多媒體系統的界面之一。2022-4-2041多媒體壓縮技術多媒體壓縮技術多媒體信息數字化后數據非常大多媒體信息數字化后數據非常大J1024x10241024x1024的的2424位彩色圖位彩色圖-3MB-3MBJ1 1秒鐘的秒鐘的NTSCNTSC制式電視節目制式電視節目-100MB-100MB壓縮技術壓縮技術J無損壓縮無損壓縮: : J有損壓縮有損壓縮: JPG: JPG視頻壓縮標準視頻壓縮標準JMPEGMPEG標準標準v自學多媒體技術的應用自學多媒體技術的應用返回目錄返回目錄2022-4-2042第第1章：章：1.4 計算機中的數據表示計算