微型计算机技术第六章.pptVIP

微型计算机技术第六章目录微型计算机概述微型计算机体系结构指令系统与汇编语言基础中断与异常处理技术总线技术与接口标准微型计算机应用实例分析01微型计算机概述微型计算机，简称微机，是指体积小巧、功能强大、价格适中、应用广泛的计算机系统。定义自20世纪70年代初诞生以来，微型计算机经历了多个发展阶段，从最初的4位、8位微处理器到现在的高性能64位处理器，从单用户单任务操作系统到多用户多任务操作系统，从单机应用到网络应用，不断推动着计算机技术的进步和应用领域的拓展。发展历程定义与发展历程特点微型计算机具有体积小、重量轻、功耗低、价格适中、可靠性高、易于维护等特点。优势分析微型计算机的优势在于其高性能、低功耗、高集成度、低成本等方面。随着技术的不断进步，微型计算机的运算速度和处理能力不断提升，同时功耗不断降低，使得其能够在更多领域得到广泛应用。特点与优势分析微型计算机在工业控制领域有着广泛的应用，如自动化生产线控制、机器人控制、智能仪表等。工业控制微型计算机可以作为智能家居的控制中心，实现家庭设备的自动化控制和智能化管理。智能家居微型计算机在医疗设备中也有着广泛的应用，如医疗仪器控制、医疗数据分析等。医疗设备微型计算机作为物联网的终端设备，可以实现数据采集、处理、传输等功能，推动物联网技术的发展和应用。物联网应用领域举例02微型计算机体系结构包括运算器、控制器和寄存器组。CPU的组成CPU的工作原理CPU的性能指标执行指令的过程，包括取指、译码、执行和写回。主频、外频、倍频、缓存等。030201中央处理器（CPU）123包括RAM和ROM，用于暂时存储数据和程序。内存储器包括硬盘、U盘、光盘等，用于永久存储数据和程序。外存储器Cache-主存-辅存，提高存储系统的性能。存储器的层次结构存储器类型及层次结构键盘、鼠标、扫描仪等，用于将数据和命令输入到计算机中。输入设备显示器、打印机、音响等，用于将计算机处理的结果输出给用户。输出设备连接输入/输出设备与主机的桥梁，实现数据的传输和控制。I/O接口输入/输出设备简介03指令系统与汇编语言基础指令由操作码和操作数组成，操作码指明操作性质，操作数表示操作对象。确定操作数有效地址的方式，包括立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址和相对寻址等。指令格式及寻址方式寻址方式指令格式伪指令01用于指示汇编程序如何进行汇编的指令，如数据定义伪指令、符号定义伪指令和段定义伪指令等。宏指令02用户自定义的指令，通过宏定义实现，可以提高程序的可读性和可维护性。程序结构03包括数据段、代码段和堆栈段等，数据段用于存放数据，代码段用于存放程序代码，堆栈段用于存放函数调用时的局部变量和返回地址等。汇编语言程序结构算术运算程序设计实现加、减、乘、除等基本算术运算的程序设计方法。控制结构程序设计实现顺序、分支和循环等控制结构的程序设计方法，如条件转移指令、循环控制指令等。逻辑运算程序设计实现与、或、非等逻辑运算的程序设计方法。子程序设计实现子程序的定义、调用和返回等功能的程序设计方法，包括参数传递、局部变量使用和返回值的处理等。汇编语言程序设计举例04中断与异常处理技术中断概念中断是指在计算机执行程序过程中，由于某种原因，CPU暂停正在执行的程序，转而执行另一段特殊程序，处理完后再返回原程序继续执行的过程。中断分类根据中断来源不同，可分为内部中断和外部中断。内部中断由CPU内部事件引起，如定时器溢出、除法错误等；外部中断由外部设备事件引起，如键盘输入、打印机请求等。中断概念及分类方法中断响应当CPU收到中断请求时，会暂停当前程序执行，保存现场信息，然后跳转到中断处理程序入口。中断处理中断处理程序根据中断向量表找到对应的中断服务程序并执行，处理完中断事件后，恢复现场信息并返回原程序继续执行。中断优先级多个中断同时发生时，CPU会根据中断优先级高低来决定先处理哪个中断。优先级高的中断会打断优先级低的中断处理。中断处理过程剖析010203异常概念异常是指在程序运行过程中发生的非正常事件，如访问越界、算术溢出、非法指令等。异常处理当异常发生时，CPU会触发异常处理机制，保存现场信息并跳转到异常处理程序入口。异常处理程序会根据异常类型进行相应处理，如修复错误、终止程序等。异常与中断的区别异常和中断都是打断正常程序执行的事件，但它们的来源和处理方式有所不同。异常由程序自身错误引起，而中断由外部设备或CPU内部事件引起。异常处理通常比中断处理更复杂，需要更多的系统资源。异常处理机制探讨05总线技术与接口标准