《微机原理5章》课件

《微机原理5章》ppt课件•微机原理概述•微机的基本组成•指令系统与汇编语言•微机的中断与输入输出目•微机的系统结构与组织录contents01微机原理概述微机原理的定义与特点总结词核心概念与特性详细描述微机原理是一门研究微型计算机系统工作原理的学科，主要涉及计算机的基本组成、工作原理、体系结构、指令系统、数据表示等内容它具有体积小、功耗低、成本低、可靠性高等特点，广泛应用于各个领域微机原理的应用领域总结词应用领域概览详细描述微机原理的应用领域非常广泛，包括工业控制、智能家居、医疗设备、航空航天、智能交通等通过微机原理的应用，可以实现设备的自动化控制、智能化管理、数据采集与处理等功能，提高设备的运行效率和工作精度微机的发展历程与趋势总结词发展脉络与未来展望详细描述微机的发展历程可以分为四个阶段小型化阶段、个人计算机阶段、互联网计算机阶段和移动智能终端阶段未来，随着人工智能、物联网等技术的不断发展，微机将会朝着更加智能化、网络化、集成化的方向发展，为人类的生活和工作带来更多的便利和效益02微机的基本组成中央处理器中央处理器（CPU）是微机的核心部件，负责执行指令和处理数据CPU由运算器和控制器组成，CPU的性能指标包括时钟频率、运算器负责进行算术和逻辑指令集、缓存大小等运算，控制器负责协调各个部件的工作存储器存储器是微机中用于存储数据和程序存储器的容量和速度是衡量微机性能的部件的重要指标存储器分为内部存储器和外部存储器，内部存储器包括高速缓存和主存，外部存储器包括硬盘、光盘、U盘等输入输出设备输入输出设备是微机中用于输入和输出数据的部件01常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等，常见的02输出设备包括显示器、打印机、音响等输入输出设备的性能和兼容性对微机的使用效果有很大影响03总线与接口总线是微机中各个部件之间传输数据的通道1总线分为内部总线和外部总线，内部总线连接2CPU、内存和各种内部接口卡，外部总线连接各种外部设备总线的带宽、传输速率和兼容性对微机的性能有3很大影响03指令系统与汇编语言指令系统的基本概念指令系统的定义指令系统的功能指令系统是计算机硬件能够指令系统应具备算术运算、直接识别的指令集合，是计逻辑运算、数据传送、输入算机的基本软件的基础输出、控制转移等基本功能指令系统的分类根据指令的操作性质和操作数所在的位置，可以将指令系统分为复杂指令系统（CISC）和精简指令系统（RISC）指令的格式与寻址方式指令格式寻址方式指令长度指令格式包括操作码和地址码两寻址方式是指确定操作数所在内指令长度是指一条指令所占用的部分，操作码表示指令的操作类存单元地址的方式，包括直接寻字节数，根据不同的计算机系统，型，地址码表示操作数所在内存址、间接寻址、寄存器寻址、基指令长度可以是固定不变的，也单元的地址址寻址等可以是可变的汇编语言的语法规则与程序设计汇编语言的语法规则汇编语言是一种低级语言，其语法规则包括标识符、操作符、操作数、语句等汇编程序的结构汇编程序通常包括程序头、程序体和程序尾三部分，其中程序体是程序的主体部分，包括若干个汇编语句汇编程序设计汇编程序设计是指使用汇编语言编写程序的过程，包括算法设计、数据结构设计、程序流程设计等04微机的中断与输入输出中断的基本概念与处理过程要点一要点二中断的基本概念中断的处理过程中断是微机系统中一种重要的协调机制，用于处理突发事中断的处理过程包括中断请求、中断判优、中断响应、中件或异常事件当某个事件发生时，中断系统会暂停当前断处理和中断返回五个步骤当中断发生时，首先由硬件正在执行的程序，保存现场信息，转而执行相应的中断处向CPU发出中断请求，然后CPU根据优先级判断是否响应理程序，处理完毕后再恢复被中断的程序如果响应，CPU保存当前程序的现场信息，跳转到相应的中断处理程序执行处理完成后，CPU恢复被中断的程序现场，继续执行中断控制器的工作原理中断控制器的作用中断控制器是微机系统中控制中断的部件，负责对外部设备发出的中断请求进行管理它接收外部设备的中断请求信号，根据中断优先级和状态码产生相应的控制信号，控制CPU响应或屏蔽外部设备的中断请求中断控制器的工作原理中断控制器通常由向量地址解码器、优先级编码器、控制逻辑电路和屏蔽逻辑电路等组成当外部设备发出中断请求时，控制器根据优先级和状态码对请求进行处理，产生相应的控制信号，控制CPU响应或屏蔽外部设备的中断请求输入输出的基本概念与实现方式输入输出的基本概念输入输出的实现方式输入输出是微机系统中数据传输的重要方式输入是输入输出的实现方式主要有程序控制方式、中断控制方指将数据从外部设备传输到内存或CPU中，而输出是式和直接存储器访问方式三种程序控制方式是通过程指将数据从内存或CPU传输到外部设备中输入输出序顺序执行来实现输入输出操作，适用于数据传输量较操作是微机系统与外部设备进行信息交互的必要手段小的情况；中断控制方式是通过中断处理程序来实现输入输出操作，适用于数据传输量较大且不需要连续传输的情况；直接存储器访问方式是通过内存和外部设备的直接数据传输来实现输入输出操作，适用于高速数据传输的情况05微机的系统结构与组织微机的系统结构微机的硬件系统微机的核心部分，包括中央处理器、存储器、输入输出接口等微机的软件系统控制和协调硬件工作的程序集合，包括操作系统、应用程序等微机的基本结构总线结构、冯·诺依曼结构等微机的组织方式010203微机的组织原理微机的组织方式微机组织的优化按照功能将硬件组织成层集中式、分布式、网络式通过优化硬件和软件的组次结构，实现系统的模块等合，提高系统的性能和效化和层次化率微机的主要性能指标运算速度存储容量指微机执行指令和数据处理的速度，通常指微机存储器能够存储的数据量，通常用用百万次浮点运算时间（MFLOPS）或万字节（B）、千字节（KB）、兆字节亿次浮点运算时间（TFLOPS）来衡量（MB）、吉字节（GB）等单位来衡量能耗可靠性指微机在工作过程中所消耗的能源，通常指微机在规定条件下和规定时间内完成规用功率和能量来衡量，是评价微机性能的定功能的能力，通常用平均无故障时间重要指标之一（MTBF）来衡量THANKS感谢观看。