微机原理课件-第8章

微机原理课件第章-8•第8章引言•微机系统的组成contents•指令系统•汇编语言程序设计目录•微机系统的中断处理•微机系统的输入输出•微机系统的保护模式01第章引言8本章的学习目标掌握微机原理的基本理解微机的工作原理概念和基础知识和基本操作了解微机系统的组成和各部分的功能本章的学习内容010203微机系统的组成微机的工作原理微机的编程语言介绍微机系统的硬件和软讲解微机的指令系统、寻介绍汇编语言和高级语言件组成，包括中央处理器、址方式、程序执行过程等的基本语法和编程方法，存储器、输入输出设备等基本概念和工作原理以及它们在微机编程中的应用02微机系统的组成微处理器01020304微处理器是微机系统的它由运算器、控制器、微处理器的性能决定了常见的微处理器有Intel核心，负责执行指令和寄存器等组成，通过内整个微机系统的性能和的

8086、

8088、

80286、处理数据部总线连接在一起功能

80386、80486等系列存储器存储器是微机系统中用于存储数据和它分为内存储器和外存储器两类，内指令的部件存储器直接与CPU相连，外存储器通过输入输出接口与CPU相连存储器的主要性能指标包括容量、速常见的内存储器有RAM和ROM，常度和价格见的外存储器有硬盘、软盘、光盘等总线01020304总线是微机系统中各部件之间它由一组线组成，包括地址总常见的总线标准有ISA、EISA、总线的性能决定了整个微机系进行数据传输的公共通道线、数据总线和控制总线PCI等统的性能和扩展能力I/O接口I/O接口是微机系统中用于连接外部设备和CPU的接口它实现了CPU与外部设备之间的数据传输和控制信号的电路传递I/O接口的种类繁多，常见的有串行接口、并行接口、I/O接口的性能和兼容性对整个微机系统的应用范围和中断接口等性能有很大的影响03指令系统指令格式地址码表示操作数或操作数的地址，可以操作码是寄存器、内存单元或立即数表示指令的基本功能，如加、减、乘、除等修饰符表示指令的某些属性或参数，如变址、位移等指令的寻址方式01020304立即寻址寄存器寻址内存寻址间接寻址操作数在指令中直接给出，如操作数在寄存器中，如MOV操作数在内存单元中，如操作数的地址在内存单元中，MOV AX,100AX,BX MOV AX,[BX]如MOVAX,[BX+SI]指令集精简指令集（RISC）指令数量较少，但每条指令功能简单，执行速度快复杂指令集（CISC）指令数量较多，每条指令功能复杂，执行速度较慢04汇编语言程序设计汇编语言的语句格式汇编语言的基本语句格式包括指令操作符、操作数和结束符指令操作符指定要执行的操作，操作数指定操作数或操作地址，结束符表示语句的结束指令操作符的格式包括操作码和操作数操作码指定要执行的操作，操作数指定操作数或操作地址结束符的格式包括分号和换行符分号表示语句的结束，换行符表示指令的结束汇编语言的伪指令伪指令是汇编语言中的一种特殊指令，用于提供汇编程序的控制信息伪指令的格式包括伪指令名和参数常见的伪指令包括段定义伪指令、符号定义伪指令、数据定义伪指令等段定义伪指令用于定义程序代码段、数据段等，符号定义伪指令用于定义变量或常量，数据定义伪指令用于定义数据结构伪指令的使用可以提高汇编程序的编写效率和可读性，同时也可以方便地控制程序的执行流程和内存布局汇编语言程序设计方法汇编语言程序设计的基本步骤包括分分析问题是指确定程序要解决的问题在汇编语言程序设计中，需要注意程析问题、确定算法、编写程序、调试和目标，确定算法是指选择合适的算序的正确性、可读性和可维护性，同程序和优化程序法和数据结构来解决问题编写程序时还需要考虑程序的执行效率和资源是指根据算法和数据结构编写汇编语占用情况言程序调试程序是指测试和排除程序中的错误和异常优化程序是指提高程序的执行效率和可读性05微机系统的中断处理中断的基本概念中断01指计算机在执行程序的过程中，出现某些突发事件或异常情况，使得计算机暂停当前程序的执行，转而去执行相应的处理程序，处理完毕后再返回到原程序继续执行的过程中断源02指引起中断的原因或突发事件，可以是硬件设备、外部信号或软件程序等中断向量03指中断处理程序的入口地址中断处理过程中断请求中断处理当某个中断源出现时，会向中断处理程序会对中断源进行CPU发送中断请求信号相应的处理，如数据传输、设备控制等中断响应中断返回CPU检测到中断请求后，会暂中断处理程序执行完毕后，停当前程序的执行，保存现场CPU恢复现场信息，继续执行信息，转而执行中断处理程序原程序中断优先级和中断嵌套中断优先级根据中断源的紧急程度和重要程度，可以设置不同的中断优先级高优先级的中断可以打断低优先级的中断处理中断嵌套当一个中断处理程序正在执行时，如果发生了更高优先级的中断请求，高优先级的中断会打断低优先级的中断处理，形成一个嵌套的中断处理结构06微机系统的输入输出输入输出接口的编址方式独立编址方式输入输出地址空间独立，与内存地址空间分开，访问输入输出地址需要专门的输入输出指令统一编址方式输入输出设备作为内存的一部分，使用内存访问指令来访问输入输出设备，实现数据传输输入输出数据的传输方式程序控制方式通过程序中设置控制DMA（Direct MemoryAccess）方标志位或状态位来控制数据的输入输式允许外部设备在不需要CPU介入出，适用于数据量较小、传输速率要的情况下，直接进行高速数据传输，求不高的场合适用于大量数据的快速传输中断方式当输入输出设备完成数据传输或出现错误时，通过中断请求信号打断CPU当前工作，CPU响应中断后处理输入输出相关事务输入输出指令输入指令输出指令输入输出组合指令用于从输入设备读取数据，如IN用于向输出设备写入数据，如一些指令可以同时完成输入和输指令可以从端口读取数据OUT指令可以将数据写入端口出的操作，如MOV指令可以将数据从内存传输到端口，也可以从端口读取数据并存入内存07微机系统的保护模式保护模式的引入保护模式是为了解决微机系统中随着微机系统功能的日益复杂，保护模式允许操作系统在更高的特权级和数据安全性问题而引入多任务、多用户的需求不断增加，特权级别下运行，从而更好地管的一种工作模式保护模式能够提供更好的资源隔理硬件资源，防止用户程序对系离和保护机制统造成破坏保护模式的原理保护模式的原理主要是基于分分段机制通过将虚拟地址空间分页机制则将物理内存划分为段和分页机制划分为多个段，每个段对应一多个页，通过页表将虚拟地址个线性地址范围，从而实现不转换为物理地址，实现内存保同程序间的隔离护和动态地址映射保护模式的实现保护模式的实现需要硬件的支保护模式的切换需要执行一系持，如x86架构中的EFLAGS寄列的指令，如MOV、LGDT、存器和CR0寄存器等LIDT等，以设置相应的段寄存器和页表EFLAGS寄存器中的特权位用于在保护模式下，操作系统可以标识当前程序所处特权级别，更精细地控制对硬件资源的访而CR0寄存器的PE位则用于开问权限，从而提供更好的系统启或关闭保护模式安全性和稳定性THANKS。