微型计算机原理非计算机专业课程教学大纲.docx
《微型计算机原理非计算机专业课程教学大纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微型计算机原理非计算机专业课程教学大纲.docx（27页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
微型计算机原理非计算机专业课程教学大纲
《微型计算机原理》课程教学大纲（非计算机各专业,64学时）
课程名称：
微型计算机原理
英文名称：
PrinciplesofMicrocomputers
学时：
50（理论教学）+14（实验）
学分：
4
适用专业：
工科非计算机各专业
课程性质：
必修
先修课程：
模拟电子技术，数字电路逻辑设计等
一、课程性质与任务
本课程是工科各专业非常重要的计算机基础课之一。
本课程以Intel80x86CPU构成的微机为主讲机型，系统深入地介绍微型计算机的工作原理、80x86指令系统、汇编语言程序设计、半导体存储器、输入/输出与中断以及可编程接口芯片及应用等知识。
通过本课程学习，使学生真正掌握微型计算机的工作原理、汇编语言程序设计方法以及接口电路设计技术等内容，培养学生初步具备软硬件方面的实际开发能力。
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CB）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CB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（BCD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80x86微处理器
（一）教学内容
本章在简要介绍80x86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8086/8088CPU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80x86系列微处理器内部寄存器结构及其使用方法；然后对80x86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PentiumCPU的内部结构特点。
具体内容如下：
1、80x86微处理器简介
2、8086/8088微处理器
3、8086/8088存储器和I/O组织
（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。
（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80x86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80x86/Pentium新增的寻址方式和增强与增加的指令。
具体教学内容如下：
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
（二）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。
（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80x86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）
（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、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、随机读写存储器
3、只读存储器
4、存储器与CPU的连接
（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Intel8259A
（二）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。
第8章可编程接口芯片及应用
（一）教学内容
接口电路是联系主机与各种I/O设备的桥梁。
接口技术是微型计算机应用中的重要技术。
本章从应用角度介绍了与80x86系列微处理器配套使用的通用可编程接口芯片，包括可编程定时/计数器8253/8254，并行接口芯片8255A，串行接口芯片8251A，数/模转换芯片DAC0832和DAC1210以及模/数转换芯片ADC0809和AD574。
具体教学内容如下：
1、定时器/计数器8253/8254
2、并行接口芯片8255A
3、A/D与D/A芯片
（二）学习要求
通过本章学习，读者不仅要掌握所介绍的各种常用可编程接口芯片的工作原理与使用方法，更重要的是要能够触类旁通，以便日后遇到其他芯片时能够很快掌握其使用方法。
具体要求如下：
1、掌握8253/8254工作方式、初始化编程及其应用技术。
2、掌握8255的工作原理、初始化编程及其应用。
3、掌握D/A转换芯片DAC0832和DAC1210的使用方法。
4、掌握A/D转换芯片ADC0809和AD574的使用方法。
（三）重点难点
通过学习应重点掌握I/O接口芯片的共有特点，为日后其它接口芯片的学习和应用打下基础。
三、实验指导
实验一寻址方式与基本指令实验
1.1实验目的
1．熟悉80x86寻址方式及基本指令的功能，进一步理解和巩固课堂学习内容。
2．掌握汇编语言程序设计上机过程,掌握汇编语言源程序结构，为后续汇编语言程序设计打好基础。
3．熟悉Microsoft的DEBUG或Borland的TurboDEBUG调试工具的使用方法。
1.2实验预习要求
1．认真阅读本书第一部分第1章，熟悉汇编语言程序设计上机步骤。
2．认真阅读本书第三部分，熟悉DEBUG调试工具的使用方法。
3．复习80x86操作数寻址方式及基本指令（数据传送、算术运算和逻辑运算等）。
4．了解实验内容，并在实验前根据课堂所学知识回答有关问题（个别取决于程序实际运行环境的问题除外），以便在实验时进行验证。
1.3实验内容
1.读懂下列源程序，使用EDIT生成名为EX11.ASM的源程序，汇编生成EX11.OBJ文件和EX11.LST文件，连接生成EX11.EXE文件；用EDIT打开EX11.LST文件，了解.LST文件包含的信息；使用DEBUG调试工具单步执行EX11.EXE程序，注意观察IP值的变化，并回答下列问题。
（1）程序装入后，代码段寄存器CS的内容为________H，代码段第一条可执行指令MOVAX,DATA对应的机器代码为__________H，它是一个________字节指令，注意观察执行该指令时IP值的变化情况，该指令源操作数DATA的寻址方式是__________，其值为__________。
（2）执行完MOVDS,DATA指令后，数据段寄存器DS的内容为________H，源程序在数据段中定义的数据82H、68H和88H被装入的存储单元的物理地址分别为________H、________H和________H。
（3）程序中第一条ADDAL,[BX]指令对应的机器代码为__________H，它是一个________字节指令，注意观察执行该指令时IP值的变化情况；该指令中源操作数的寻址方式为__________，该操作数所在存储单元的逻辑地址（DS）:
（BX）为__________，其物理地址为__________H；执行完该指令后（AL）=______H，CF=______，OF______，ZF______，SF______，AF______，PF______；若两操作数为无符号数，计算结果是否正确_______？
若两操作数为带符号数，计算结果是否正确________？
若计算结果正确，结果是正数还是负数______？
（4）执行完第二条ADDAL,[BX]指令后（AL）=______H，CF=______，OF______，ZF______，SF______，AF______，PF______；若两操作数为无符号数，计算结果是否正确_______？
若两操作数为带符号数，计算结果是否正确________？
（5）指令MOVSUM,AL中目的操作数的寻址方式为__________。
该指令执行完后，注意观察（DS）:
0003H单元中值的变化，该单元的值变为________H。
DATASEGMENT
NUMDB82H,68H,88H
SUMDB?
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVBX,OFFSETNUM
MOVAL,[BX]
INCBX
ADDAL,[BX]
INCBX
ADDAL,[BX]
MOVSUM,AL
MOVAH,4CH
INT21H
CODEENDS
ENDSTART
2.读懂下列源程序；编辑、汇编、连接生成EX12.ASM、EX12.OBJ、EX12.LST、EX12.EXE文件；使用DEBUG单步执行EX12.EXE文件，并回答以下问题。
（1）代码段的前三条指令MOVAX,STACK、MOVSS,AX和MOVSP,LENGTHSTL的功能为堆栈初始化，试问执行完这三条指令后，堆栈栈底所在单元的逻辑地址（SS）:
（SP）为________；执行PUSHAX指令后堆栈指针寄存器（SP）=______H，此时，（SS）:
（SP+1）和（SS）:
（SP）单元的值为_______H；执行完PUSHBX后（SP）=______H，此时，（SS）:
（SP+1）和（SS）:
（SP）单元的值为_______H；执行完POPAX后（SP）=______H；执行完POPBX后（SP）=______H；此时（AX）=______H，（BX）=______H。
请读者通过对堆栈操作指令执行情况的观察，进一步掌握进、出栈操作过程。
（2）执行ADDAX,BX指令后（AX）=________H，CF=______，OF______，ZF______，SF______，AF______，PF______（注意考虑PF值与计算结果高8位有无关系）；若两操作数为无符号数，计算结果是否正确_______？
若两操作数为带符号数，计算结果是否正确________？
（3）执行ANDAX,BX指令后（AX）=________H，CF=______，OF______，ZF______，SF______，AF______，PF______。
STACKSEGMENTstack
STLDW100HDUP（?
）
STACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,SS:
STACK
START:
MOVAX,STACK
MOVSS,AX
MOVSP,LENGTHSTL
；表达式“LENGTHSTL”的功能为计算STL中定义的变量的个数，
；汇编后其值为100H，详见教材5.2.2
MOVAX,0101101100001010B
MOVBX,0100110010100011B
PUSHAX
PUSHBX
ADDAX,BX
POPAX
POPBX
ANDAX,BX
MOVAH,4CH
INT21H
CODEENDS
ENDSTART
3.指出下列指令的错误原因，上机运行，观察汇编程序（MASM.EXE）给出的出错信息，改正后再上机验证。
（1）MOVBP,BL
（2）MOV[BX],[BP]
（3）MOV[BX],20H（4）INC[SI]
（5）ADDAX,[SI+DI]（6）SHLAX,3
（7）PUSH2000H（8）POPAL
（9）MOVCS,AX（10）MOVDS,1000H
有关常见汇编错误的详细内容见本书第三部分第3章“汇编语言程序常见汇编错误分析”。
1.4实验报告要求
1、写出任务1和任务2中所有问题的正确答案；对实验前做错或做不出来的问题，说明通过上机操作对这些问题有哪些新的认识。
2、写出任务3中10条错误指令的错误原因，对可以改正的指令给出其正确形式，并分别记录汇编程序对每条错误指令给出的出错信息。
3、简要说明汇编语言程序设计的步骤，每一步使用什么工具软件，生成什么类型的文件。
写出实验小结，内容包括实验心得（收获）、实验中遇到的问题及解决办法、不足之处或今后应注意的问题等。
实验二分支程序设计实验
2.1实验目的
1．掌握分支程序的设计方法。
2．掌握宏定义及宏调用的基本方法。
3．了解小写和大写字母的ASCII码表示及其转换方法。
了解数字及其它字符在的ASCII码表示方法。
4．进一步掌握调试工具的使用方法
2.2实验预习要求
1．复习比较指令、条件转移指令的用法。
2．复习宏定义及宏调用的基本方法。
3．根据“2.3.3实验内容”中给出的流程图和程序框架编写源程序，以便上机调试。
4．程序框架中显示提示信息的指令序列用宏调用实现。
5．从“2.3.4实验习题”中任选一道题目，编写源程序，以便上机调试。
2.3实验内容
从键盘输入一字符，判断该字符是小写字母、大写字母、数字或其它字符。
若输入为小写字母，显示“YouInputaLowercaseLetter！
”；若输入为大写字母，显示“YouInputaUppercaseLetter！
”；若输入为数字，显示“YouInputaDigit！
”；若输入为其它字符，显示“YouInputOtherLetter！
”。
数字09的ASCII码为30H39H；大写字母的ASCII码为41H5AH，小写字母的ASCII码为61H7AH。
本题目将字符分为小写字母、大写字母、数字及其它字符，根据键入字符的ASCII码值判断其所属类型，并显示相应的信息。
字符串显示使用功能号为09H的DOS功能调用，接收键盘输入的单个字符使用功能号为01H的DOS功能调用。
2.4实验习题
1．在屏幕上显示信息“Areyoureallywanttoexit?
”，然后从键盘输入一个字符，若输入“Y”或“y”，显示“Thankyouforyourusing！
”后程序结束；若输入“N”或“n”，显示“Let’scontinue!
”后程序结束；若输入其它字符，显示“Youpressanerrorkey!
”后程序结束（要求尽量使用宏指令以便使源程序更加简洁）。
2．在屏幕上显示如下信息：
1------------------------Panda
2------------------------Cat
3------------------------Rabbit
4------------------------Pig
5------------------------EXIT
（Pleasechoose1,2,3,4or5）-----
若输入1，显示“Ilikepanda”后程序结束；若输入2，显示“Ilikecat”后程序结束；若输入3，显示“Ilikerabbit”后程序结束；若输入4，显示“Idon’tlikepig”后程序结束；若输入5，程序直接结束；若输入其它字符，显示“Youpressanerrorkey!
”后程序结束（要求尽量使用宏指令以便使源程序更加简洁）。
2.5实验报告要求
1．补全“2.3.3实验内容”中源程序框架内未写出的程序代码，并说明你在调试该程序过程中遇到了哪些问题，是如何处理的。
2．从“2.3.4实验习题”中任选一道题目，画出流程图，编写源程序，并说明在调试过程中遇到了哪些问题，是如何处理的。
3．写出实验小结，内容包括实验心得（收获）、不足之处或今后应注意的问题等。
实验三循环程序设计
3.1实验目的
1．掌握循环程序的设计方法。
2．掌握比较指令、转移指令和循环指令的使用方法。
3．进一步掌握调试工具的使用方法
3.2实验预习要求
1．复习比较指令、条件转移指令和循环指令。
2．复习循环程序的结构、循环控制方法等知识。
3．读懂“2.4.3实验内容”中给出的将十进制数转换为二进制数以及将二进制数转换为十进制数的程序。
4．根据“2.4.3实验内容”中给出的流程图和程序框架编写源程序，以便上机调试。
5．从“2.4.4实验习题”中任选一道题目，编写源程序，以便上机调试。
3.3实验内容
计算1+2+……n=?
，其中n通过键盘输入。
要求在屏幕上提供如下信息：
Pleaseinputanumber（1627）:
；出现此信息后通过
升级会员 