微机原理与接口考试大纲考点分析

微机原理与接口考试大纲考点分析

一、微型计算机基础

微型计算机的基本组成电路(知识范围里的内容)

1. 算数逻辑单元(不考所以不做说明)
2. 触发器

RS 触发器是组成其他触发器的基础，可以用与逻辑组成，也可以用或逻辑组成。

D 触发器、JK 触发器

3. 寄存器

寄存器是由触发器组成的。一个触发器就是一个一位寄存器。由多个触发器可以组成一个多位寄存器。
寄存器由于在计算机中的作用不同而具有不同的功能，从而被命名为不同的名称。
常见的寄存器有:

缓冲寄存器 —— 用以暂存数据，以便在适当的时间节拍和给定的计算步骤将数据输入或输出到其他记忆原件中去
可控缓冲寄存器 —— what?

移位寄存器 —— 能够将其所储存的数据一位一位的向左或向右移,以达到计算机在运行过程中所需的功能
可控移位寄存器 —— 和缓冲器一样，在整机运行中，移位寄存器也需要另有控制电路，以保证其在适当时机才参与协调工作

计数器 —— 一个计数脉冲到达时，会按照二进制数的规律累计脉冲数;

累加器 —— 用以暂存每次在 ALU 中计算的中间结果　除此之外　还可以　将其中储存的数据左移或右移，所以它有事一种移位寄存器。

4. 三态输出电路
   由于记忆元件是由触发器组成的，而触发器只有两个状态: 0 和 1，所以每条信号传输线只能传送一个触发器的信号(0 或　 1 )。
   如果一条信号传输线既能与一个触发器接通，也可以与其断开而与另外一个触发器接通，则一条信息传输线就可以传输随意多个触发器的信息了。
   三态输出电路(或称三态门)就是为了达到这个目的而设计的。

5. 总线结构
   单总线，双总线，双重总线 详情

   

6. 译码器
   译码器是可以将一种代码翻译成控制信号，或将一组信息中去除所需要的一部分信息。

   3-8 译码器 —— 集成译码器 74LS138，它有 3 个输入端、3 个控制端及 8 个输出端

7. 存储器

存储器是计算机的主要组成部分。
它既可以存储数据，也可以存放计算机的运算程序。
存储器有寄存器组成，可以看做一个寄存器堆，每个存储单元实际上相当于一个缓冲寄存器

存储容量 = 字数 * 字长
字数既存储器的地址数 或者 存储单元数
字长即记忆字的二进制位数

 
                                   ROM     由厂家写好只能读不可修改
                                   PPOM    出厂时为空 一次性可编程
        ROM (只读存储器)只读不可改{   EPROM   紫外线可擦除，多次可读写，清空时晒太阳
                                   EEPROM  电子可擦除
存储器 {
                                   DRAM    动态  （电容) 补充电荷-->刷新-->适作内存
        RAM (随机存储器)既可读也可写{
                                   SRAM    静态   (双稳态触发器) 适合作高速缓存 (cache)

    RAM 的每个存储器单元相当于一个可控缓冲寄存器

	随机存储器 RAM
双极性 RAM		MOS 型 RAM
不需刷新;功耗大;适宜于存储容量较小的系统中使用		需刷新;集成度高;功耗低;适于构成大容量的存储器系统

存储器与 CPU 的接口
在 CPU 对存储器进行读/写操作时，首先要由地址总线给出地址，然后要发出相应的读/写控制信号，最后才能在数据总线上进行信息交换。所以存储器和 CPU 的连接，有三个部分:

1. 地址线的连接
2. 数据线的连接
3. 控制线的连接

在这加一个无处安放的 高速缓存(cache) 是为了提高 CPU 与主存的速度不匹配问题

存储器内容过多 TO DO

1. 理解微处理器、微型计算机和微型计算机系统的概念及其相互关系。

• 微处理器：是指第四代大规模、超大规模集成电路的 CPU，是单纯的硬件概念。
  微处理器是构成计算机的部件之一
  

• 微型计算机：是指用计算机的 CPU 是用微处理器组成的电脑。
  微型计算机是由微处理器、存储器、接口等组成
  

• 微型计算机系统：是指一个完整的计算机系统，是由硬件和软件组成的计算机体系。即：硬件是微型计算机并带有软件系统的整体。
  微型计算机系统是以微型计算机为中心构成的一个比较大的应用系统
  

• 三者关系
  详细见链接

2. 理解微机系统各部件的功能分工及计算机的工作过程。

功能分工

cpu:

1. 控制器：整机的指挥中心，它使计算机的各个部件自动协调工作。
2. 运算器：对数据信息进行处理的部件，用来进行算术运算和逻辑运算。

存储器：存放程序和数据，是计算机实现“存储程序控制”的基础。

1. 内部存储器：
   ROM：只读存储器。特点：只能读，不能写；断电后信息不会丢失。主要用来存放固定不变的基本输入输出程序。
   RAM：随机存取存储器。特点：可读可写；但断电后信息全部丢失。
2. 外部存储器：
   用来存放暂时不用或需保存的程序或数据。当需要使用外存中的信息时，必须将其调入 RAM 中才能被 CPU 执行和处理。主要特点：存取速度慢，容量大，价格便宜。
   微型计算机的外存一般有：软盘、硬盘和光盘。

// 一个存储器所包含的字节数称为存储容量，单位有B、KB、MB、GB、TB等。
1 B = 8 bits （1字节 = 8位）
1 KB = 1024 B
1 MB = 1024 KB
1 GB = 1024 MB
1 TB = 1024 GB

输入设备：将人们熟悉的信息形式转换成计算机可以接受并识别的信息形式的设备。

• 输入设备是向计算机中输入信息（程序、数据、声音、文字、图形、图像等）的设备。
  微型计算机中常见的输入设备有：键盘、鼠标、图形扫描仪、触摸屏、条形码输入器、光笔等。
  外存储器也是一种输入设备。

输出设备：将计算机处理的结果（二进制信息）转换成人类或其它设备可以接收和识别的信息形式的设备

• 计算机的输出设备主要有显示器、打印机和绘图仪等。
  外存储器也是一种输出设备。

主板：微机采用一种“积木式”的体系结构，主板是一块印刷电路板，有多个长方形的插槽，CPU、内存、显卡、多功能卡等都可以插在主板上。多功能卡上有串行口（用来连接鼠标）和并行口（用来连接打印机等外设）。另外声霸卡、视卡、调制解调器等也将插在主板上。

接口：输入/输出接口电路是微处理器与外部设备之间的信息变换和实现缓冲功能必不可少的部件。

总线（BUS）是连接微机各部件之间的一组公共信号线，是计算机中传送数据和信息的公共通道。根据所传送信息的不同，总线分为地址总线（AB)-addressBug、数据总线(DB)-dataBug 和控制总线(CB)-controlBus。

工作过程

1. 程序员编写汇编源程序
2. 对源程序进行编译连接
   • 编译连接后 会产生目标文件，再用连接程序对目标文件进行连接，生成可在操作系统中直接运行的可执行文件。
3. 执行可执行文件中的程序

学会接口编程就知道啦

3. 掌握计算机中各种信息的表示及运算。

• 进制

1. ２进制　后缀Ｂ

   • ２进制->8 进制
     ２进制的每三位为八进制的一位

   • 2 进制->10 进制
     举例 1010(2) = 1*2^3 + 0*2^2 + 1*2^1 + 0*2^0 = 10(10)

   • 2 进制->16 进制
     2 进制的每四位为十六进制的一位

2. ８进制　后缀Ｑ(此处本位Ｏ但由于和 0 相似　顾加了小尾巴)

3. 10 进制　后缀D

4. 16 进制　后缀H

5. BCD 码
   ‎BCD 是 Binary-Coded Decimal 的简称，用 4 位二进制数来表示 1 位十进制数中的 0~9 这 10 个数码，就是说二进制编码的十进制数，也就是所说的 BCD 码。

   • 
     bcd 详解

• ８ 10 16 进制的不一一举例 le

• 对于小数部分在转码时要进行补位

举例:1010.1(2) = 1010.1000 = A.8(16)

符号位：　１为负　０为正

	原码 -> 补码
正数	不变
负数	符号位不变、取反加一

• ２进制四则运算

1. 加法

   1. 无符号 全正 判断有无溢出　由 CF 决定　
      1 溢出　 0 无溢出
   2. 有符号 全负 判断有无溢出　由　OF　决定
      1 溢出　 0 无溢出
   3. 有符号　一正一负　相加不会溢出只会往中间靠拢(举例数轴上正负相加)

2. 减法
   减法实际上是通过加法实现，通过将二进制原码　数转化为　补码　再转换成机器负数　进行相加操作

   机器负数: 补码基础上　包括符号位在内　取反　加一

如过进位超出　符号位　就舍去

• ASCLL

0 ~ 9,a ~ z,A ~ Z这些 ascll 　码要记住　记不住的话用　'a'　这种办法　可以自动转码
对于回车还有换行 在汇编语言里是一起的
字符串　在汇编里是以　$　结尾的

4. 熟悉基本逻辑门及常用逻辑部件的使用。

与门　或门　非门　异或门　这些逻辑门需要掌握