微型计算机原理第一章

1、教学参考书：教学参考书：微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用 （第（第4版）版） 郑学坚郑学坚 朱定华朱定华 清华大学出版社清华大学出版社2. 微型计算机技术及应用微型计算机技术及应用（第（第3 3版）版） 戴梅萼戴梅萼 史嘉权史嘉权 清华大学出版社清华大学出版社3. Ihe Intel Microprocessors: from 8086/8088 to Pentium Pro Processor Architecture, Programming, and Interfacing (Fifth Edition) Barry B.Brey Higher Education Press 计

2、算机原理计算机原理Principles of Microcomputer Introduction to Curriculump课程性质课程性质p课程目标课程目标p课时安排课时安排理论（理论（48学时）学时）+ 实验（实验（24学时）学时）p考核方式考核方式平时、作业（平时、作业（30%）实验（）实验（20%）期末考试（）期末考试（50%）p课程内容课程内容先修课程先修课程 Pre-Course Advanced Computer Language Programming Digital Circuit学习方法学习方法 Learning method 软件和硬件相结合软件和硬件相结合 课本知识

3、和实验相结合课本知识和实验相结合Table of ContentsChapter 1 Computer Basics Chapter 2 Basic Component Circuits of Microcomputer Chapter 3 Fundamental Working Principles of MicrocomputerChapter 4 The 16-bit MicroprocessorChapter 5 Instruction Sets of Microcomputer 86 series Chapter 6 Program Design of MicrocomputerCh

4、apter 7 Assembly language/program of microcomputerChapter 8 Input and Output InterfaceEDSAC Electronic Discrete Sequential Automatic Computer Time: 1949The first stored-program computer based on the von Neumann model. Introduction A Historical Sketch of Computer EvolutionThe first generation: Vacuum

5、-tube Computer (19461958)ENIAC Electronic Numerical Integrator and Calculator字长：12 bits 速度：5000次加法运算组成：18,800 个真空管 Vacuum tubes 1500个继电器 Relays Main Memory : Magnetic drumsThe second generation: Transistor Computer (19581964) Main Memory: Magnetic core Software: High-level language such as Fortran 美

6、国Bell 实验室的博物馆里发明人：肖克利、巴丁、布拉坦等人。时间：1947年The third generation: Integrated Circuit Computer (19641971) SSI and MSI Jack Kilby from Texas Instruments invented IC in 1958.Main Memory: Semiconductor memory chipsSecondary Storage: Magnetic disksThe first computer family: IBM System 360 mainframes in 1964Th

7、e fifth generation: The fourth generation: Large-Scale Integrated Computer (1971) Intel 8086 microprocessor (1978): 29,000 transistors, 16 bits Intel 8088 microprocessor: slower than 8086 but cheaper The era of personal computers : IBM PC in the 1980s What is a microprocessor?What is a microcomputer

8、? What is a microcomputer system?第一代第一代(19461958)第二代第二代(19581964)第三代第三代(19641971)第四代第四代(1971)逻辑元件逻辑元件主存主存外存外存编程软件编程软件OS应用应用计算机发展历史计算机发展历史计算机的发展历史计算机的发展历史第一代第一代（19461958）第二代第二代（19581964）第三代第三代（19641971）第四代第四代（1971）逻辑元件逻辑元件电子管电子管晶体管晶体管SSI MSILSI/VLSI主存主存磁鼓、磁芯磁鼓、磁芯磁芯磁芯 半导体存储芯半导体存储芯片片RAM ROM外存外存磁带磁带磁盘磁盘

9、磁盘磁盘硬盘硬盘编程软件编程软件机器语言、机器语言、 汇编语言汇编语言高级语言高级语言会话式高级语会话式高级语言言各种高级各种高级语言语言OS无无批处理批处理OS分时分时OS网络式网络式OS应用应用科学计算、军科学计算、军事研究事研究工业控制工业控制企事业管理与企事业管理与工业控制工业控制各种领域各种领域Microcomputer System微型计算机系统微型计算机系统硬件硬件软件软件微处理器微处理器内存器内存器I/O接口电路接口电路系统总线系统总线微型机微型机外设外设电源电源系统软件系统软件程序设程序设计语言计语言 如键盘、显示器、打印机等如键盘、显示器、打印机等 外存储器（如磁盘、光盘）

10、外存储器（如磁盘、光盘）过程控制过程控制I/O通道（如通道（如A/D、D/A转换器）转换器）操作系统操作系统编辑系统编辑系统编译系统编译系统诊断系统诊断系统机器语言机器语言汇编语言汇编语言高级语言高级语言微型机的发展阶段微型机的发展阶段第一代4bit/low-end 8 bitIntel 400419711973第二代Mid-range/high-end 8 bitIntel 8080/808519781981第三代16 bitIntel 8086/808819741978第四代32 bitIntel 80386，80486第五代64 bitIntel Itanium198120002001后

11、What is the features of development on the Microcomputer?1.Following the Moores Law2. Speed becomes faster 3. Larger capacity of Memory4. Function is more strongApplications of Microcomputer Numerical calculation 弹道轨迹、天气预报、高能物理等等弹道轨迹、天气预报、高能物理等等 Information management 企业管理、物资管理、电算化等企业管理、物资管理、电算化等 Pr

12、ocess control 工业自动化、卫星飞行方向控制工业自动化、卫星飞行方向控制Questions 微型计算机包括哪几个主要组成部分？微型计算机包括哪几个主要组成部分？ 微处理器、微型计算机和微型计算机系统之间有什么微处理器、微型计算机和微型计算机系统之间有什么关系？关系？ 计算机的发展按其使用的逻辑元件划分为哪几代？计算机的发展按其使用的逻辑元件划分为哪几代？ 计算机的发展主要是以逻辑元件划分的，微型计算机计算机的发展主要是以逻辑元件划分的，微型计算机采用的逻辑元件是采用的逻辑元件是_Chapter 1 Computer Basics 1.1数制数制1.2逻辑电路逻辑电路1.3布尔代数布

13、尔代数1.4二进制数的运算及其加法电路二进制数的运算及其加法电路1.1 数制数制 数制的基与权数制的基与权为什么用二进制为什么用二进制为什么用十六进制为什么用十六进制数制的转换方法数制的转换方法十万 万 千 百 十 个1.1.1 数制的基与权数制的基与权基数：数码的个数基数：数码的个数权：每一位所具有的值权：每一位所具有的值十进制十进制(decimal system)的基为的基为“10”，数码为数码为0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，共有，共有10个。个。各位的权：二进制二进制(binary system)的基和各位的权的基和各位的权1 1 0 1 1 125 24 23 22 21 2

14、0 32 16 8 4 2 1 二进制二进制十进制十进制八进制八进制(octal system) 基：基： 0，1，2，3，4，5，6，7。 权：为以权：为以8为底的幂为底的幂十六进制十六进制(hexadecimal system) 基：基：0，1，2，3，4，5，6，7， 8，9，A，B，C，D，E，F 权：以权：以16为底的幂为底的幂八进制和十六进制的基和各位的权八进制和十六进制的基和各位的权1.1.2 为什么要用二进制为什么要用二进制电路通常只有两种稳态电路通常只有两种稳态二值电路二值电路v 只能代表两个数码：只能代表两个数码：0和和1。1.1.3 为什么要用十六进制为什么要用十六进制用

15、十六进制既可简化书写，又便于记忆。用十六进制既可简化书写，又便于记忆。B 二进制二进制 H 十六进制十六进制 D 十进制十进制 O 八进制八进制1000(2) = 8(16) (即即 8(10)1111(2) = F(16) (即即 15(10)11 0000 (2) = 30(16) (即即 48(10)1.1.4 数制的转换方法数制的转换方法 1. 十进制数转换成二进制数的方法十进制数转换成二进制数的方法用用2除该十进制数可得商数及余数，则此余除该十进制数可得商数及余数，则此余数为二进制代码的最小有效位数为二进制代码的最小有效位(LSB)的值。的值。“除除2取余法取余法”【例例1.1】求求

16、13的二进制代码。的二进制代码。结果为：结果为：1101。练习：求练习：求39的二进制代码的二进制代码 十进制小数要转换成二进制小数方法十进制小数要转换成二进制小数方法“乘乘2取整法取整法”【例例1.2】求十进制数求十进制数0.625的二进制数。的二进制数。【练习练习】求十进制数求十进制数0.913的二进制数。的二进制数。【作业作业】求十进制数求十进制数14.685的二进制数。的二进制数。2. 二进制数转换成十进制数的方法二进制数转换成十进制数的方法由二进制数由二进制数各位的权乘以各位的数各位的权乘以各位的数(0或或1)再再加加起来就得到十进制数。起来就得到十进制数。【例例1.3】求二进制数求二进制数101011的十进制数。的十进制数。101011权：权：【例例1.4】求二进制数求二进制数0.101的十进制数。的十进制数。结果：结果：43(10)乘积：乘积： 32 0 8 0 2 125 24 23 22 21 20累加：累加： 43 一个二进制数可以准确地转换为十进制数，一个二进制数可以准确地转换为十进制数， 而一个带小数的十进制数不一定能够准确地用而