匯報人：編1632位微型計算機原理及應(yīng)用(李繼燦主編)課件第3章NEWPRODUCTCONTENTS目錄01計算機系統(tǒng)概述02指令系統(tǒng)03匯編語言程序設(shè)計04存儲器系統(tǒng)05輸入輸出系統(tǒng)計算機系統(tǒng)概述PART01計算機系統(tǒng)的基本組成硬件系統(tǒng)：包括處理器、內(nèi)存、存儲設(shè)備、輸入輸出設(shè)備等軟件系統(tǒng)：包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、中間件等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：包括局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)等計算機硬件系統(tǒng)處理器：負責(zé)執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)內(nèi)存：用于存儲程序和數(shù)據(jù)存儲設(shè)備：用于長期存儲數(shù)據(jù)輸入設(shè)備：用于接收用戶輸入輸出設(shè)備：用于顯示處理結(jié)果總線：用于連接各個硬件設(shè)備計算機軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)：管理計算機硬件和軟件資源，提供用戶接口應(yīng)用軟件：完成特定任務(wù)，如辦公軟件、游戲等編程語言：用于編寫軟件的工具，如C、C++、Java等開發(fā)工具：輔助軟件開發(fā)的工具，如IDE、編譯器、調(diào)試器等指令系統(tǒng)PART02指令系統(tǒng)的基本概念指令系統(tǒng)是計算機硬件和軟件之間的接口指令系統(tǒng)定義了計算機可以執(zhí)行的所有操作指令系統(tǒng)包括指令格式、指令集和指令編碼指令系統(tǒng)是計算機設(shè)計的重要組成部分，直接影響計算機的性能和效率指令格式指令長度：16位單擊此處添加標題操作碼：4位單擊此處添加標題指令類型：數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)運算、邏輯運算、控制轉(zhuǎn)移等單擊此處添加標題指令執(zhí)行：根據(jù)操作碼和地址碼執(zhí)行相應(yīng)的操作單擊此處添加標題地址碼：12位單擊此處添加標題指令格式示例：MOVA,#1000H，其中MOV為操作碼，A為地址碼，#1000H為操作數(shù)。單擊此處添加標題尋址方式堆棧尋址：操作數(shù)在堆棧中給出變址尋址：操作數(shù)在存儲器中相對于變址寄存器給出間接尋址：操作數(shù)在存儲器中通過地址間接給出相對尋址：操作數(shù)在存儲器中相對于指令地址給出立即尋址：操作數(shù)在指令中直接給出直接尋址：操作數(shù)在存儲器中直接給出指令集結(jié)構(gòu)指令執(zhí)行：通過CPU的指令譯碼器將指令轉(zhuǎn)換為具體的操作步驟，然后由CPU的運算器、控制器等部件執(zhí)行。指令分類：根據(jù)指令的功能和用途，可以分為數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)邏輯指令、控制指令等操作碼：表示指令的功能和類型操作數(shù)：表示指令的操作對象和操作結(jié)果指令集：一組用于控制計算機硬件操作的指令指令格式：由操作碼和操作數(shù)兩部分組成匯編語言程序設(shè)計PART03匯編語言的基本概念匯編語言是一種低級語言，用于編寫計算機程序匯編語言的特點是直接操作硬件，效率高匯編語言的基本元素包括指令、寄存器、內(nèi)存地址等匯編語言的程序設(shè)計包括編寫、編譯、鏈接、調(diào)試等步驟匯編語言程序結(jié)構(gòu)添加標題添加標題添加標題添加標題添加標題添加標題匯編語言程序由多個段組成，每個段都有特定的功能段包括數(shù)據(jù)段、代碼段、堆棧段等數(shù)據(jù)段用于存儲數(shù)據(jù)，代碼段用于存儲指令，堆棧段用于存儲臨時數(shù)據(jù)匯編語言程序通常由一個或多個子程序組成，每個子程序都有特定的功能子程序包括主程序、子程序、中斷服務(wù)程序等主程序是程序的入口點，子程序是完成特定功能的程序，中斷服務(wù)程序是處理中斷事件的程序匯編語言程序設(shè)計方法鏈接程序：將編譯后的機器語言程序與系統(tǒng)庫鏈接，生成可執(zhí)行文件編寫程序：根據(jù)需求編寫匯編語言程序編譯程序：將匯編語言程序編譯成機器語言程序運行程序：在計算機上運行可執(zhí)行文件，驗證程序功能存儲器系統(tǒng)PART04存儲器系統(tǒng)的基本概念存儲器系統(tǒng)是計算機的重要組成部分，用于存儲程序和數(shù)據(jù)存儲器系統(tǒng)包括主存儲器（如RAM、ROM等）和輔助存儲器（如硬盤、光盤等）主存儲器用于存儲當前正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)，輔助存儲器用于存儲長期保存的數(shù)據(jù)和程序存儲器系統(tǒng)的性能指標包括存儲容量、存取速度和可靠性等主存儲器主存儲器是計算機系統(tǒng)的主要存儲設(shè)備，用于存儲程序和數(shù)據(jù)。主存儲器通常由RAM（隨機存取存儲器）和ROM（只讀存儲器）組成。RAM用于存儲程序和數(shù)據(jù)，可以隨機訪問，速度快，但斷電后數(shù)據(jù)會丟失。ROM用于存儲系統(tǒng)程序和BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)），只能讀取，不能寫入，斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。高速緩沖存儲器作用：提高計算機系統(tǒng)的性能特點：速度快、容量小、價格高應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于計算機系統(tǒng)中，如CPU、GPU等原理：將頻繁訪問的數(shù)據(jù)存儲在高速緩沖存儲器中，減少對主存儲器的訪問次數(shù)虛擬存儲器概念：將主存和輔存結(jié)合起來，形成一個容量更大的虛擬存儲器優(yōu)點：提高了主存的利用率，降低了成本應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等軟件系統(tǒng)中工作原理：通過地址映射和替換算法，將主存和輔存的數(shù)據(jù)交換輸入輸出系統(tǒng)PART05輸入輸出系統(tǒng)的基本概念輸入輸出系統(tǒng)是計算機的重要組成部分，負責(zé)處理計算機與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。輸入設(shè)備將外部信息轉(zhuǎn)換為計算機可以識別和處理的信號，如鍵盤、鼠標、掃描儀等。輸出設(shè)備將計算機處理后的信息轉(zhuǎn)換為人類可以識別的形式，如顯示器、打印機等。輸入輸出系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分，硬件負責(zé)物理連接和數(shù)據(jù)傳輸，軟件負責(zé)控制和管理輸入輸出設(shè)備。輸入輸出接口輸入輸出接口的作用：連接計算機內(nèi)部和外部設(shè)備輸入輸出接口的類型：串行接口、并行接口、USB接口等輸入輸出接口的工作原理：通過硬件和軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸輸入輸出接口的應(yīng)用：鍵盤、鼠標、顯示器、打印機等設(shè)備總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)：計算機系統(tǒng)中各個部件之間的信息傳輸通道總線類型：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線總線功能：傳輸數(shù)據(jù)、控制信號、時鐘信號等總線協(xié)議：規(guī)定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷健r序、錯誤處理等規(guī)則總線性能：影響計算機系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性總線設(shè)計：需要考慮到系統(tǒng)的擴展性、兼容性、可靠性等因素數(shù)據(jù)傳