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课程介绍 参考文献 钱晓捷，微型原理与接口技术——基于IA-32处理器和32位汇编语言， 北京：机械工业出版社，2008.1 钱晓捷，新版汇编语言程序设计， 北京：电子工业出版社，2006.12 网站资源 大学微机技术系列课程教学辅助网站 /qwfw 课程特点 专业技术基础课 硬件系列课程之一 计算机组成原理 微机原理及接口技术 计算机体系结构 必修课或指定选修课 以技术为主 面向应用 软硬件相结合 先修课程 数字逻辑 提供硬件基础 计算机组成原理 确立计算机部件功能 掌握计算机工作原理 高级语言程序设计 熟悉DOS环境程序设计的方法 掌握基本程序设计思想 硬件系列课程 计算机组成原理 侧重讨论计算机基本部件的构成和组成方式，基本运算的操作原理和单元的设计思想、操作方式及其实现方法和电路原理 侧重内部各单元的工作原理和实现方法（芯片内） 微机原理及接口技术 突出应用，详细讲述微处理器芯片的指令系统及编程、CPU外部特性、微机主板，与通用外设的接口电路及应用编程技术 侧重各模块外部的连接和应用技术（芯片外） 计算机体系结构 重点论述计算机系统的各种基本结构、设计技术和性能定量分析方法 侧重整个系统的设计技术（芯片组合） 第1章 第1章：微型计算机系统概述 教学重点 微型计算机的系统组成 IBM PC系列机的主机板 1.1 微型计算机的发展 微型计算机（Microcomputer） 性能适中、价格低廉、体积较小的计算机 最常见的计算机 现代计算机三大主要应用形式的主角 桌面个人微机（PC机） 服务器 嵌入式计算机系统 采用微处理器为核心构造的计算机 微处理器、处理器、中央处理单元CPU 计算机的运算和控制核心 采用一块大规模集成电路芯片构成 处理器的基本性能指标 字长（Word） 处理器每个时间单位处理的二进制数据位数 （例如一次进行运算、传输的位数） 指示处理器的数据处理能力 时钟频率 处理器的处理速度 反映处理器的基本时间单位 集成度 芯片上集成的晶体管数量 表明处理器的生产工艺水平 1.1.1 通用微处理器 4位微处理器 1971年，Intel 4004，第一个微处理器 8位微处理器 M6800、Z80和Intel 8080/8085 Apple公司苹果机 16位微处理器 Intel 8086/8088 16位个人计算机（PC：Personal Computer） 32位微处理器 80386，80486，Pentium～Pentium 4 32位PC机，APPLE公司的Macintosh机 64位微处理器 IA-64结构：Itanium（安腾） x86结构：AMD的64位处理器、Intel 64处理器 1.1.2 专用微处理器 1.1.3 摩尔定律 集成电路生产技术推动了计算机的飞速发展 摩尔定律（Moores Law） 集成电路上晶体管密度每年将翻倍 每隔18个月硅片密度（晶体管容量）将翻倍 每18个月，集成电路的性能将提高一倍，而其价格将降低一半 摩尔定律不会永远持续 今后，性能提高更多地 得益于计算机系统结构的革新 现在，多核处理器使得摩尔定律延续 1.2 微型计算机的系统组成 1.2.1 冯·诺依曼计算机结构 冯·诺伊曼计算机的基本思想 采用二进制形式表示数据和指令。指令由操作码和地址码组成 将程序和数据存放在存储器中，计算机在工作时从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务。这就是“存储程序”和“程序控制”（简称存储程序控制）的概念 指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现 计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成，并规定了5部分的基本功能 1. 组成部件 5大部件组成 控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备 3个硬件子系统 处理器、存储系统和输入输出系统 2. 二进制编码 计算机采用二进制形式表示数据和指令 现实中的一切，计算机中都是0和1数码 二进制编码 按照一定规律组合的0和1数码 不同的信息用不同的数码表示 同样的信息也可以用不同的编码规则用不同的数码表示 程序、指令、操作码 程序用程序设计语言编写，由指令构成 指令(机器语言)是控制计算机操作的命令 指令由操作码和地址码组成 操作码（Opcode）表明指令的操作 地址码、操作数（Operand）是参与操作的数据 指令的代码格式：二进制编码规则 基本数据单位（二进制位） 1位 比特（bit：binary digit） 4位 半字节（Nibble） 8位 字节（Byte） 16位 字（Word） 32位 双字（Double word） 64位 4字（Quad word） 3. 存储程序和程序控制 存储程序 把指令以代码的形式事先输入到计算机的主存储器中，这些指令按一定的