编1632位微型计算机原理及应用课件第3章

汇报人：编1632位微型计算机原理及应用(李继灿主编)课件第3章NEWPRODUCTCONTENTS目录01计算机系统概述02指令系统03汇编语言程序设计04存储器系统05输入输出系统计算机系统概述PART01计算机系统的基本组成硬件系统：包括处理器、内存、存储设备、输入输出设备等软件系统：包括操作系统、应用软件、中间件等网络系统：包括局域网、广域网、互联网等数据库系统：包括数据库管理系统、数据库应用系统等计算机硬件系统处理器：负责执行指令和处理数据内存：用于存储程序和数据存储设备：用于长期存储数据输入设备：用于接收用户输入输出设备：用于显示处理结果总线：用于连接各个硬件设备计算机软件系统操作系统：管理计算机硬件和软件资源，提供用户接口应用软件：完成特定任务，如办公软件、游戏等编程语言：用于编写软件的工具，如C、C++、Java等开发工具：辅助软件开发的工具，如IDE、编译器、调试器等指令系统PART02指令系统的基本概念指令系统是计算机硬件和软件之间的接口指令系统定义了计算机可以执行的所有操作指令系统包括指令格式、指令集和指令编码指令系统是计算机设计的重要组成部分，直接影响计算机的性能和效率指令格式指令长度：16位单击此处添加标题操作码：4位单击此处添加标题指令类型：数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移等单击此处添加标题指令执行：根据操作码和地址码执行相应的操作单击此处添加标题地址码：12位单击此处添加标题指令格式示例：MOVA,#1000H，其中MOV为操作码，A为地址码，#1000H为操作数。单击此处添加标题寻址方式堆栈寻址：操作数在堆栈中给出变址寻址：操作数在存储器中相对于变址寄存器给出间接寻址：操作数在存储器中通过地址间接给出相对寻址：操作数在存储器中相对于指令地址给出立即寻址：操作数在指令中直接给出直接寻址：操作数在存储器中直接给出指令集结构指令执行：通过CPU的指令译码器将指令转换为具体的操作步骤，然后由CPU的运算器、控制器等部件执行。指令分类：根据指令的功能和用途，可以分为数据传送指令、算术逻辑指令、控制指令等操作码：表示指令的功能和类型操作数：表示指令的操作对象和操作结果指令集：一组用于控制计算机硬件操作的指令指令格式：由操作码和操作数两部分组成汇编语言程序设计PART03汇编语言的基本概念汇编语言是一种低级语言，用于编写计算机程序汇编语言的特点是直接操作硬件，效率高汇编语言的基本元素包括指令、寄存器、内存地址等汇编语言的程序设计包括编写、编译、链接、调试等步骤汇编语言程序结构添加标题添加标题添加标题添加标题添加标题添加标题汇编语言程序由多个段组成，每个段都有特定的功能段包括数据段、代码段、堆栈段等数据段用于存储数据，代码段用于存储指令，堆栈段用于存储临时数据汇编语言程序通常由一个或多个子程序组成，每个子程序都有特定的功能子程序包括主程序、子程序、中断服务程序等主程序是程序的入口点，子程序是完成特定功能的程序，中断服务程序是处理中断事件的程序汇编语言程序设计方法链接程序：将编译后的机器语言程序与系统库链接，生成可执行文件编写程序：根据需求编写汇编语言程序编译程序：将汇编语言程序编译成机器语言程序运行程序：在计算机上运行可执行文件，验证程序功能存储器系统PART04存储器系统的基本概念存储器系统是计算机的重要组成部分，用于存储程序和数据存储器系统包括主存储器（如RAM、ROM等）和辅助存储器（如硬盘、光盘等）主存储器用于存储当前正在执行的程序和数据，辅助存储器用于存储长期保存的数据和程序存储器系统的性能指标包括存储容量、存取速度和可靠性等主存储器主存储器是计算机系统的主要存储设备，用于存储程序和数据。主存储器通常由RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）组成。RAM用于存储程序和数据，可以随机访问，速度快，但断电后数据会丢失。ROM用于存储系统程序和BIOS（基本输入输出系统），只能读取，不能写入，断电后数据不会丢失。高速缓冲存储器作用：提高计算机系统的性能特点：速度快、容量小、价格高应用：广泛应用于计算机系统中，如CPU、GPU等原理：将频繁访问的数据存储在高速缓冲存储器中，减少对主存储器的访问次数虚拟存储器概念：将主存和辅存结合起来，形成一个容量更大的虚拟存储器优点：提高了主存的利用率，降低了成本应用：广泛应用于操作系统、数据库管理系统等软件系统中工作原理：通过地址映射和替换算法，将主存和辅存的数据交换输入输出系统PART05输入输出系统的基本概念输入输出系统是计算机的重要组成部分，负责处理计算机与外部设备的数据交换。输入设备将外部信息转换为计算机可以识别和处理的信号，如键盘、鼠标、扫描仪等。输出设备将计算机处理后的信息转换为人类可以识别的形式，如显示器、打印机等。输入输出系统包括硬件和软件两部分，硬件负责物理连接和数据传输，软件负责控制和管理输入输出设备。输入输出接口输入输出接口的作用：连接计算机内部和外部设备输入输出接口的类型：串行接口、并行接口、USB接口等输入输出接口的工作原理：通过硬件和软件实现数据的传输输入输出接口的应用：键盘、鼠标、显示器、打印机等设备总线结构总线结构：计算机系统中各个部件之间的信息传输通道总线类型：数据总线、地址总线、控制总线总线功能：传输数据、控制信号、时钟信号等总线协议：规定了数据传输的格式、时序、错误处理等规则总线性能：影响计算机系统的性能和稳定性总线设计：需要考虑到系统的扩展性、兼容性、可靠性等因素数据传