微型计算机原理教学大纲(计算机各专业）.pdf

微型计算机原理教学大纲（计算机各专业，64学时）课程名称：微型计算机原理英文名称：Principles of Microcomputers学 时：50（理论教学）+14（实验）学 分：4适用专业：计算机各专业课程性质：必修先修课程：计算机导论，模拟电子技术，数字电路逻辑设计等一、课程性质与任务本课程是计算机各专业非常重要的专业基础课之一本 课 程 以 Intel80 x86CPU构成的微机为主讲机型，从应用角度系统深入地介绍微型计算机的工作原理、微处理器结构、80 x86指令系统、汇编语言程序设计、半导体存储器、输入/输出与中断技术、常用可编程I/O 接口芯片的特点和使用技巧；结合典型微机系统的讲解，让学生开拓思路，拓展发展的空间，对先进的微处理器技 术（如多核处理器体系结构）有一定程度了解学生在学完本课程之后，应具备分析和设计微机应用系统的能力，能开展微机应用系统的研发工作，为后续其他专业基础课或专业课如“嵌入式系统设计”、“微机接口技术”、“计算机控制技术”等的学习打下坚实的基础二、教学内容、学习要求及重点难点第 1 章微型计算机系统导论（一）教学内容本章简要介绍微型计算机的发展历史；根据冯 诺依曼计算机设计思想，主要介绍微型计算机硬件系统的组成，三总线结构（地址总线AB、数据总线DB、控制总线C B）以及组成计算机的五大部件（运算器、控制器、存储器、输入及输出设备）；介绍软件在计算机系统中的作用；通过在模型机上运行一个简单的程序说明计算机的工作过程。

具体内容如下：1、计算机发展概况2、微型计算机系统的组成3、微型计算机硬件系统4、微型计算机的工作过程（二）学习要求通过本章学习，应对微型计算机的基本概念、基本组成及工作过程有一个基本了解，建立计算机整机概念，为后续各章节的学习打下基础具体要求如下：1、了解微处理器及微型计算机的发展、分类和特点2、熟悉微型计算机系统各个组成部分的功能，掌握地址总线AB、数据总线 DB、控制总线C B 的概念及其作用3、掌握CPU的概念、组成及基本工作原理4、了解存储器在微型计算机的作用和内存的读写操作过程，掌握有关概念：位、字节、字、存储器容量、存储单元地址等5、熟悉微型计算机的工作过程，初步建立计算机整机的概念（三）重点难点微型计算机硬件系统的结构；地址总线AB、数据总线DB、控制总线CB的概念及其作用；CPU的组成及基本工作原理；存储器的分类、作用及有关概念第 2 章计算机中的数制与编码（一）教学内容本章首先简要介绍无符号数的表示方法、各种数制的相互转换以及二进制数的运算规则等；然后重点介绍带符号数的表示方法、补码加减法运算以及运算时溢出的判断方法；最后介绍十进制数的二进制编码（B C D 编 码）、字符（包括字母、数字和符号）的 ASCII编码以及数的定点和浮点表示方法等。

具体内容如下：1、无符号数的表示方法2、带符号数的表示方法3、信息的编码4、数的定点与浮点表示法（二）学习要求通过本章学习，应该熟练掌握数据（包括无符号数和有符号数）、信息等在计算机中的表示方法，具体要求如下：1、掌握十进制数、二进制数、十六进制数的表示方法及其相互转换2、熟练掌握带符号数的原码、反码、补码表示方法3、掌握进位和溢出的概念及其判断方法4、了解BCD码、ASCII码的概念以及数的定点与浮点表示法三）重点难点带符号数的原码、反码、补码表示方法；进位与溢出的概念及其判断方法第 3 章 80 x86微处理器（一）教学内容本章在简要介绍80 x86系列微处理器的发展概况及其性能特性的基础上，首先重点介绍8086/8088 CPU的内部结构、寄存器结构、引脚功能以及存储器管理等；之后简要介绍具有代表性的Intel主流CPU系列的最新技术发展方向，从应用角度介绍80 x86系列微处理器内部寄存器结构及其使用方法；然后对80 x86存储器管理方式（实方式、保护方式和虚拟8086方 式）进行介绍；最后分别简要介绍80286到Pentium C PU的内部结构特点具体内容如下：1、80 x86微处理器简介2、8086/8088微处理器3、8086/8088存储器和I/O组织4、从80286到Pentium系列的技术发展（二）学习要求微处理器（CPU）是构成微型计算机的核心部件，是全机的控制中心，它控制全机各功能部件协调工作，它的性能决定了整个微型计算机的性能和系统结构。

因此，学习和掌握微处理器的内部结构和工作原理是学习 微型计算机原理 的重要基础本章具体学习要求如下：1、掌握8086/8088CPU的内部结构及工作原理2、掌握8086/8088CPU中14个寄存器的分类、作用及有关寄存器的特定用法3、掌 握8086/8088存储器的分段管理方式；掌握逻辑地址、物理地址的概念以及如何由逻辑地址求物理地址4、了解8086/8088CPU的引脚及其功能5、从程序设计角度了解80286到Pentium系列CPU中的寄存器结构；了解80 x86存储器管理机制，了解实地址方式、保护虚地址方式、虚 拟8086方式的概念；了解80286到Pentium系列CPU的内部结构特点三）重点难点8086/8088CPU的内部结构及工作原理；寄存器结构；存储器分段管理方式；逻辑地址和物理地址的概念等对程序设计人员来讲，了 解CPU内部寄存器结构并掌握其使用方法是进行汇编语言程序设计的关键和基础，因此，牢记8086/8088CPU内部的14个16位寄存器的名称和使用方法是本章学习的重点，也是初学者一时难于理解和掌握的内容第 4 章 80 x86指令系统（一）教学内容本章重点介绍8086指令格式和寻址方式，包括操作数的寻址方式和转移地址的寻址方式；然后介绍8086指令系统，包括数据传送、算术运算、位操作、串 操 作、控 制 转 移 以 及 处 理 器 控 制 等 六 大 类 指 令。

最后简要介绍80 x86/Pentium新增的寻址方式和增强与增加的指令具体内容如下：1、8086/8088指令格式2、8086/8088指令系统的寻址方式3、8086/8088指令系统4、80X86寻址方式5、80286到Pentium增强与增加的指令（-）学习要求指令系统是程序员编写程序的基础，因此很好地掌握本章内容是后续进一步学习汇编语言程序设计的关键通过本章学习，应该达到如下要求：1、了解8086/8088指令格式2、熟练掌握8086/8088（包括后续CPU）的寻址方式3、掌 握8086/8088指令系统中的各种指令的名称、功能及对操作数寻址方式的约定4、熟悉80286到Pentium增强与增加的指令（三）重点难点操作数的寻址方式；指令中操作数允许的寻址方式，避免写出指令系统中不存在的非法指令第 5 章 汇编语言程序设计（一）教学内容本章以Microsoft公司的宏汇编程序MASM为背景，介绍面向80 x86的汇编语言程序设计方法包括汇编语言源程序的格式、伪指令、宏指令以及顺序结构、分支结构、循环结构、过程调用等汇编语言程序设计方法具体内容如下：1、汇编语言源程序的格式及汇编语言上机过程2、伪指令3、宏指令4、汇编语言程序设计的基本方法（包括顺序程序、分支程序、循环程序、子程序）5、80386及其后继机型编程（二）学习要求汇编语言程序设计是 微型计算机原理 课程非常重要的内容之一。

通过本章学习，应该达到如下要求：1、熟练掌握汇编语言格式及调试方法2、掌握子程序和宏指令的概念、定义及其调用方法3、掌握DOS调用和BIOS调用的方法4、熟练掌握顺序程序、分支程序、循环程序设计的基本方法和一般技巧三）重点难点汇编语言源程序的编写及调试只有通过大量的上机实践，才能真正掌握汇编语言程序的设计第6章半导体存储器（一）教学内容本章在简要介绍半导体存储器的分类和基本存储元电路的基础上，重点介绍了常用的几种典型存储器芯片及其与CPU之间的连接与扩展问题，并简要介绍了目前广泛应用的几种新型存储器具体内容如下：1、半导体存储器的分类2、陵机读写存储器3、只读存储器4、存储器与CPU的连接5、新型存储器简介（二）学习要求1、了解各种半导体存储器的特点及应用场合2、了解随机读写存储器和只读存储器的结构原理及工作特点3、掌握存储器芯片的位扩展和字扩展方法特别应注意掌握存储器芯片与地址总线的连接问题三）重点难点存储器扩展时如何由高位地址产生片选信号第7章输入/输出与中断（一）教学内容本章介绍输入输出接口的基本概念，CPU与外设间的数据传送方式，中断传送方式及相关技术，以及可编程中断控制器8259A的结构及编程方法。

具体内容如下：1、I/O接口概述2、CPU与外设之间数据传送的方式3、中断技术4、8086/8088中断系统5、可编程中断控制器Intel 8259A(-)学习要求1、了解I/O作用，掌握I/O的编址方式2、理解I/O设备与主机之间交换数据的控制方式3、了解8086/8088中断系统4、熟悉8259A中断控制器的结构及应用三)重点难点8259A的工作方式及编程三、教学进度周次教 学 内 容学时实验学时重 点 与 难 点作 业-第 1 章 微型计算机系统导论1.1 引言1.2 计算机的发展概况1.3 微型计算机硬件系统1.4微型计算机软件系统1.5 微型计算机的工作过程2微型计算机的组成微处理器和微型计算机的工作过程P13/2.4、6,7第2章计算机中的数制和编码2.1 无符号数的表示及运算2.2 带符号数的表示及运算2带符号数的表示、运算、溢出及其判断方法P30/L 2、4、6、7、9、12、13二2.3信息的编码2.4 数的定点与浮点表示法2第3章 80 x86微处理器3.1 80 x 86微处理器简介28086/8088的组成及基本工作原理P87/1.2.3、4,5.9三3.2 8086/8088微处理器3.3 8086/8088 存储器和 I/O组织28086/8088寄存器结构逻辑地址与物理地址的概念物理地址的形成3.4 从80286到Pentium系列的技术发展2四第 4 章8 0 x 8 6 指令系统4.1 8 0 8 6 /8 0 8 8 指令格式2P 1 5 8/1、2、3、4、6、8、9、1 1、1 24.2 8 0 8 6 /8 0 8 8 指令的寻址方式28 0 8 6/8 0 8 8 指令系统的格式和寻址方式五4.3 8 0 8 6 /8 0 8 8 指令系统2指令中操作数寻址方式的常见错误形式第一次实验2寻址方式与基本指令实验六4.3 8 0 8 6 /8 0 8 8 指令系统24.4 8 0 x 8 6/P e n t i u m 指令系统2汇编语言源程序的格式七第 5 章汇编语言程序设计5.1 汇编语言的基本概念2汇编语言源程序的格式P 2 1 3/E 2、4、5、7、，1 5、1 9、5.2伪指令语句2宏指令的定义与调用方法八5.3宏 指令语句5.4常 用系统功能调用和B I O S调用2宏指令的定义与调用方法5.5汇编语言程序设计的基本方法(一)5.5.1 顺序程序设计5.5.2 分支程序设计2顺序及分支程序设计方法九第二次实验2分支程序设计5.5 汇编语言程序设计的基本方法(二)5.5.3 循环程序设计5.5.4 子程序设计2循环程序设计方法过程调用与宏调用的区别与适用场合十第三次实验2循环程序设计5.6发挥8 0 3 8 6 及其后继机型的优势2十第四次实验2宏指令及子程序设计第 6 章半导体存储器6.1 概述6.2 随机读写存储器(R A M)6.3只读存储器(R O M )2P 2 4 7/E 2、4、6、7、1 0十6.4存储器的扩展2存储器的扩展方法6.4存储器的扩展6.5几种新型存储器介绍2十第五次实验2存储器扩展实验四、实验指导第 7 章输入/输出与中断7.1 I/O接口概述7.2 CPU与外设之间数据传送的方式2中断技术和8086/8088终端系统P280/1、2、4、5、6、14十四7.3 中断技术7.4 。