微机原理各章知识要点、小结_各章知识要点小结

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各章知识要点、小结

第一章 微型计算机系统概述

本章知识要点：

 微型计算机的发展。 微型计算机的特点。 微型计算机系统的组成。 微型计算机的主要性能指标。

本章小结：本章首先介绍了微型计算机的发展、组成。然后对计算机的结构进行了简单介绍，并介绍了微型计算机的3种不同的总线结构。最后，介绍了计算机的软、硬件的概念，区别和联系以及计算机的主要性能指标。

在学习完本章内容之后，需要掌握如下内容。 微型计算机的发展阶段和特点。

 微型计算机属于第四代计算机，为冯〃诺伊曼结构。

 微型计算机系统由硬件和软件组成。硬件由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等5部分组成。

 微型计算机中的软硬件概念、分类、联系以及区别。

 微型计算机的主要性能指标有字长、存储器容量、运算速度、外部设备配置、系统软件配置、性价比等。

 1KB=1024B

1MB=1024KB

1GB=1024MB 第二章 计算机中的信息表示

本章知识要点：

 进位计数制及其相互转换。 二进制数的运算规则。

 计算机中带符号数与小数点的表示方法。 计算机中的常用码制。本章小结：

本章着重介绍了计算机中数据的表示方法，重点讲述了二、八、十、十六进制数的相关概念及各类进制数之间相互转换的方法，无符号数和带符号数的机器内部表示以及字符编码和汉字编码等内容。

在学习完本章内容之后，需要掌握如下内容。 掌握计算机内部的信息处理方法和特点。

 熟悉原码、反码、补码等各类数制之间的相互转换。 理解无符号数和带符号数的表示方法。

 掌握各种BCD码的特点及其之间的相互转换。 了解循环码和余3码的表示方法。

1/7  掌握在计算机中如何运用字符的ASCII码表示非数字信息的。 了解汉字编码以及在计算机中对汉字的表示方法。

第三章 微处理器

本章知识要点：

 CPU的发展过程。

 80486的内部基本结构。 80486的外部基本引脚。 CPU的内部寄存器。 CPU的流水线操作过程。

 Pentium CPU的简介和CPU的发展趋势。本章小结：

本章首先简单介绍了CPU的发展历史，然后以80486为例着重讲解了32位CPU的内部结构和外部引脚。同时介绍了CPU的3种工作方式。对80486的内部寄存器，本章进行了较为详细的讲述。接着介绍了CPU时序的概念和CPU采用的指令流水线技术。在本章的最后，介绍了Pentium CPU的发展和它所采用的新技术，并对CPU的未来发展趋势做了一个展望。

在学习完本章内容之后，需要掌握如下内容。 CPU的发展阶段和特点。

 80486内部的8个部件以及它们的功能。

 80486外部的每个引脚的定义及它们可以实现的功能。 CPU的3种工作方式和为什么要采用不同工作方式。 CPU内部9组寄存器，每个寄存器的功能。

 时序的定义，能够区分3种周期，即指令周期、总线周期和时钟周期。 CPU的指令流水线操作和它的5个步骤。 对CPU的最新发展要有所了解。

第四章 指令系统

本章知识要点：

 80x86指令的基本格式。 80x86常见的寻址方式。 80x86的指令系统。本章小结：

指令系统是表征一台计算机性能的重要因素，它决定了计算机的基本功能。指令系统的格式和功能不仅直接影响到机器的硬件结构，而且也直接影响到系统软件和机器的适用范围。因此，学习指令系统不仅是学习汇编语言的重要内容而且也是理解机器基本功能以及进行接口程序设计的重要基础。

本章全面系统地介绍了80x86指令系统的寻址方式、指令格式和各类指令的功能及应2/7 用。该指令系统的特点是：指令格式灵活，采用可变长度指令格式，指令长度可在1～6个字节之间变化；寻址能力强，对操作数的寻址有7种不同的寻址方式，这不仅为程序设计提供方便而且有利于提高程序运行效率；具有处理多种数据类型的能力，可以对8位／16位数，带符号数和不带符号数，压缩的和非压缩的BCD码十进制数进行处理；还提供了字符串操作指令；为支持构成多处理器系统，还专门提供了一组指令（WAIT、ESC）。

通过本章学习，要求重点掌握以下内容。

 理解指令、指令系统、寻址方式及有效地址EA、物理地址PA、逻辑地址、位移量等基本概念。

 了解80x86指令的基本格式，包括指令的机器码表示和各种指令的汇编格式，并区分二者的异同。

 熟悉80x86指令系统按功能分类及各类指令的持点和常用指令的基本使用方法。重点是数据传送指令、逻辑运算指令和条件转移指令的用法。

 熟悉那些与CPU引脚信号有关的指令及其使用方法，如IN、OUT、LOCK、WAIT、ESC指令。

 熟悉各种寻址方式的含义及指令的汇编格式，了解常用指令（如ADD、SUB、DIV、IMUL、逻辑指令、移位指今、条件转移指令等）执行后对标志位产生的影响以及根据状态标志位的设置，正确且灵活地运用条件转移指令和循环控制指令，因为这对程序设计特别是对编制实时控制程序具有重要作用。

第五章 汇编语言程序设计

本章知识要点：

 汇编语言基本知识。 分支程序设计。 顺序程序设计。 循环程序设计。 子程序设计。

本章小结：在汇编语言的学习中，程序设计对于一个初学者来说是一个倍感棘手的问题。当学习了相关的原理知识及指令系统后，就希望能运用学到的知识解决实际的问题。这就需要通过程序设计来完成。

学习程序设计应从基本知识和基本方法入手，逐步深入。本章中讲述了伪指令，汇编语言源程序格式，汇编语言程序设计基本方法，程序设计举例等内容。使大家能掌握程序设计的方法，提高对汇编语言的运用能力，并掌握相关的一些重要算法，为将来灵活地运用汇编语言解决更实用、更复杂的问题做好必要的准备。

本章要求掌握的内容如下。 熟记汇编语句的一般格式。 掌握伪指令的用法。

 会运用顺序程序设计、分支程序设计、循环程序设计和子程序设计等方法进行简单的汇编程序的设计。

3/7  理解DOS系统功能调用的过程，并能运用简单的DOS功能调用对计算机设备进行操作。

第六章 存储器

本章知识要点：

 存储器的分类，半导体存储器的性能指标。 内存储器的工作原理和地址译码。

 存储器的组成方式和存储器的3级结构。 存储器的读周期和写周期对时序的要求。 内存储器的分段管理。 内存储器的分页管理。本章小结：

本章首先介绍了存储器的概念及其分类，介绍了内存、硬盘存储器和光盘存储器。又介绍了采用32位CPU的微型计算机系统的内存结构和典型的内存设计模式，这部分的内容较难理解，不要求掌握，只要对此有所了解就可以了。半导体存储器的性能指标是选择存储器的主要依据，所以介绍了几个选择存储器需要注意的问题。接着是有关内存储器的工作原理和地址译码的内容，其中包括静态存储器和动态存储器的工作原理，单译码结构和双译码结构。然后是微型计算机存储器的组成和存储器的多级结构以及有关存储器的工作时序。最后是本章的重点内容，分段管理和分页管理，介绍了分段管理和分页管理的基本思想、工作过程及段间保护和页间保护的实现方法。

学习完本章之后，应达到以下要求。 知道存储器的概念及其分类。

 了解CPU的内存结构和内存设计模式，掌握半导体存储器的性能指标。 了解内存储器的工作原理和存储器的地址译码。

 掌握存储器在微型计算机中的组成和存储器的多级结构。 了解存储器读写的工作时序。

 理解分段管理和分页管理的基本思想。

 理解分段管理和分页管理的过程和线性地址转换成物理地址的过程。

第七章 微型计算机的输入／输出及DMA 本章知识要点：

 采用I/O接口的必要性，I/O接口传送的信息。 I/O接口的基本功能和基本组成部件。 I/O端口地址及编址方式。 CPU与外设的输入输出方式。

 DMA传送方式及DMA控制器8237A。本章小结：

微型计算机不论是作为科学计算还是用于实时过程控制，都必须通过I/O设备与外界交4/7 换信息，因此，输入／输出操作是微机原理和微机应用的重要内容。由于外部设备的多样性，在与微机相连时都必须通过I/O接口电路连接，因此微型计算机应用系统的研制和开发实际上就是I/O接口电路的研制和开发。本章正是遵循这样一种观点，重点介绍了微型机输入、输出、I/O接口方面的一些基本概念。这些内容都是微机原理与接口技术必不可少的重要内容。

通过本章的学习应重点掌握以下内容。

 I/O接口、I/O端口、端口地址、I/O端口地址的编址方式及特点。 微型计算机中采用I/O接口的必要性。

 I/O接口中3个重要端口（数据端口、控制端口、状态端口）的各自定义、作用及特点。

 I/O接口的功能、基本组成。

 CPU与I/O设备间的数据传送方式（即程序控制方式、中断方式、DMA方式）的各自含义，工作过程，适用场合、特点，特别是DMA方式的一些基本概念。

第八章 中断系统

本章知识要点：

 中断系统、中断请求、中断源、中断判优等概念。 中断向量与中断类型码。 中断调用的实现过程。

 中断程序设计的一般方法。

 可编程中断控制器8259A的工作方式与应用。本章小结：

中断是为解决快速的CPU与慢速的I/O设备之间的矛盾而引入的。随着计算机技术的发展，中断概念的内涵和功能大大地延伸和发展了。中断系统不仅能解决上述矛盾成为主机与外设间数据传送控制的有效方式，而且还可以用于故障自动处理，内部软件中断，实现分时操作，实时控制，多道程序等，成为提高计算机系统可靠性和工作效率的重要技术，是衡量机器性能的重要因素。

本章在介绍了中断的基本概念基础上着重介绍了中断系统和可编程中断控制器8259A的工作原理、内部结构、编程命令及简单应用等内容。

一个完整的中断过程应该包括：中断请求、中断判优、中断响应、中断处理和中断返回5个阶段，而在每一阶段中中断系统又有许多具体的操作。不同的微机系统的中断系统的结构可能不同，但所完成的基本功能是相同的，中断处理的过程也是相同的。

中断功能是靠可编程中断控制器8259A配合CPU完成的。一片8259A可以管理8级硬件中断，配合CPU可以完成优先级排队管理，接受外设中断请求，提供中断类型码。8259A有多种工作方式（优先级管理方式、中断结束方式、屏蔽方式、中断申请信号的触发方式等），这些方式都可由初始化命令字和操作命令字来设置或动态改变。在具体使用8259A时要按规定的次序进行初始化，工作过程中可以通过操作命令字对其工作方式进行动态改变。中断服务程序是8259A应用的体现，编写中断服务程序是应用8259A解决实际问题的关键。5/7 中断服务程序的功能与中断源的期望相一致。不同的中断源，中断服务程序的处理内容不同，但中断服务程序的基本结构模式是一样的。

通过本章的学习，应该重点掌握以下内容。

 掌据有关中断的基本概念，包括一个完整中断的5个阶段以及各阶段的操作内容，CPU响应中断的条件。

 理解中断优先级、中断嵌套、中断屏蔽、中断向量等基本概念。

 了解8086／8088中断系统中的中断源分类，内部中断、外部中断的定义，特点、响应和处理过程。特别是要了解可屏蔽中断的处理过程，中断向量表以及中断服务程序入口地址的形成方法（过程）。

 了解几种常见的BIOS中断调用的应用以及中断服务程序的编写。

 掌握可编程中断控制器8259A的功能，内部结构，工作方式以及初始化命令和操作命令的定义及使用方法。

第九章 总线

本章知识要点：

 总线的简单介绍和分类。 总线的通信方式。 总线的仲裁方式。

 实际中使用的几种总线，包括局部总线、系统总线和通信总线。本章小结：

本章介绍了总线的基本概念。包括总线分类，总线通信方式，总线仲裁方法，总线标准以及微机常用系统总线的主要特点和体系结构。总线是微型计算机系统中广泛使用的一种技术，是计算机系统中各功能部件间进行信息传送的公共通道，是计算机体系结构的骨架。为使系统结构简单，功能扩充和更新容易，可靠性高，微型计算机系统中大都采用总线结构。

按照总线所处位置和功能，微机系统中的总线可分为4级（4个层次）：片内总线、片总线、系统总线和外总线，其中片总线（局部总线）和系统总线（也叫内总线）是学习的重点。片总线，也叫局部总线，是构成系统主板、各种功能板卡使用的总线，与CPU密切相关。在将I/O接口与CPU连接时就要与片总线打交道，是接口设计的重要内容。局部总线概念在多处理器系统中特别重要，不仅可为子系统间的工作并行性提供条件，而且是提高系统传输速率的有效措施，是微机系统结构中采用多总线结构的基础。系统总线是微机系统中各功能部件互相连接和通信的公共通道，是决定微机系统整体性能的关键，微处理器的不断发展实际上也就是系统总线在不断发展。其发展的宗旨是为了提高系统总线的数据传输率，进而提高微机的整体性能。

通过本章的学习，应重点掌握以下内容。

 总线的基本概念，包括总线定义、总线分类、总线通信方式、总线仲裁方式。 总线标准化的目的、意义及其对微机系统的组成、生产、维护的影响，总线标准化涉及的内容。

6/7  总线分类，各类总线的含义、特点。特别是片总线、内总线、外总线的含义、特点和表现形态。

 常用微机系统总线中应熟悉PC总线、ISA总线和通用串行总线USB，对其他总线（EISA，VESA，PCI）的特点应了解。

第十章 微型计算机接口技术及其应用

本章知识要点：

 并行接口芯片8255A的结构。 8255A的工作方式以及编程应用。 定时器／计数器8253的结构。 8253的工作方式以及编程应用。

本章小结：I/O接口的基本任务是要把CPU与外设及各种控制对象连接起来，并使二者之间正确的交换传送信息。因此，I/O接口是任何微机应用系统必不可少的组成部分。微机接口技术是人们深入学习和利用计算机，设计和开发微机应用系统的基础，也是本课程的重点内容之一。I/O接口芯片按功能可分为3种类型。一种是简单的不可编程的输入／输出接口芯片，这种芯片的输入／输出工作模式由硬件逻辑电路决定，是固定的，不可以通过编程来改变；另一种是专用可编程接口芯片，这类芯片只能用作微处理器同指定类型外设的接口；第三种是通用可编程接口芯片，它可用作微处理器与多种类型的外设接口，而且其工作方式、状态等可通过编程来改变，是一种用途广泛的接口芯片。

本章重点讲述了微型计算机中常用的几种可编程接口芯片，包括可编程定时器／计数器8253、并行接口芯片8255A及其接口。重点介绍了这两种可编程接口芯片的工作原理、内部结构，编程方法和典型应用。通过本章的学习要求能掌握上述接口的基本特性（包括内部结构、外部引脚、特点），初始化编程方法和典型应用（包括硬件连接和应用程序的编写）。具体需要掌握以下几点。

 掌握并行接口的特点及应用场合。

 掌握8255A与外设连接的3个端口（PA，PB，PC）的特点及使用上的差别，接口信号的分类及使用。

 熟悉8255A的方式控制字和3种工作方式及其主要特点、差别，实际应用时的连接方法、初始化编程方法。

 熟悉C口置位／复位控制字的作用及写入方法。

 能够应用8255A芯片进行简单的并行接口电路的设计和分析。 掌握定时的基本方法。

 了解8253的组成、功能，熟悉8253的接口信号和功能。

 掌握8253的6种工作方式及其特点，特别是方式0、方式

2、方式3及其与其他方式的区别。

 能读懂方式波形图，熟悉8253的方式控制字各位的含义及初始化编程。 能分析和设计以8253作为定时和计数器的简单应用问题。

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