"微机原理及应用"
微机原理及应用是计算机科学中的基础课程,主要探讨微型计算机的架构、工作原理以及如何应用于实际场景。本课程内容涵盖微处理器的发展历程、基本组成、微处理器的分类及其特性,以及80X86系列微处理器的具体结构和操作。
首先,计算机通常被分为大型主机、小型机和微型机三类。大型主机具有强大的处理能力和存储容量,适合多用户共享;小型机则适用于部门级别的数据处理和信息服务;而微型机,即个人电脑,因其小巧便携、价格适中且兼容性好,广泛应用于办公和家庭环境。
微处理器是微计算机的核心,它决定了系统的性能。微计算机除了微处理器还包括存储器、I/O接口电路和系统总线。而微计算机系统是一个完整的处理系统,包含了微计算机以及配套的外部设备和软件,能够独立完成信息处理任务。
80X86微处理器家族历经三代发展,从最初的8位8080/8085,到16位的8086/8088/80286,再到32位的80386/80486。每一代的进步都显著提升了处理器的性能和处理能力。
在8086/8088的设计中,引入了执行部件(EU)和总线接口部件(BIU)的概念。EU负责指令的执行,而BIU则负责数据的传输和指令的获取。这两部分可以并行工作,使得在EU执行当前指令的同时,BIU可以预取下一条指令,从而实现了指令流水线,大大提高了处理效率。
与之前的8085相比,8086/8088的内部操作更为高效。8085是单线程执行,而8086/8088的EU和BIU可以重叠操作,使得指令的取和执行过程可以并行,显著提升了处理速度。
8086/8088微处理器内部包含多个寄存器,如AX、BX、CX、DX等8个16位通用数据寄存器,用于存储数据;SP是堆栈指针寄存器,用于跟踪栈顶位置;BP、DI、SI在间接寻址时作为地址寄存器使用。此外,还有段寄存器CS、DS、SS、ES,它们与指令指针寄存器IP(存放下一条要执行指令的地址)一起,用于形成内存中的物理地址。
通过学习微机原理及应用,我们可以深入理解计算机硬件的工作机制,这对于编程、系统设计和故障排查等领域都具有极其重要的意义。理解这些基本概念有助于我们更好地利用计算机系统,提高工作效率,并为更高级的计算机科学学习打下坚实的基础。