微機原理與系統(tǒng) 教學大綱

第頁微機原理與系統(tǒng)一、課程說明課程編號：090112X10課程名稱：微機原理與系統(tǒng)/MicrocomputerPrincipleandSystem課程類別：學科基礎課學時/學分：48/3（其中實驗學時：8）先修課程：電路理論、模擬電子技術、數(shù)字電子技術適用專業(yè)：自動化、測控技術與儀器、電氣工程及其自動化教材、教學參考書：1.周荷琴,吳秀清編著．微型計算機原理與接口技術(第5版)．合肥：中國科技大學出版社.2013年；2.蔣本珊編.計算機組成原理.北京：清華大學出版社.2008年；3.丁新民編.微機原理及其應用.北京：高等教育出版社，2012年二、課程設置的目的意義《微機原理與系統(tǒng)》是高等院校理工科控制和電氣類專業(yè)學生必修的一門專業(yè)基礎課程，通過該課程的學習使學生從理論和實踐上掌握微型計算機的基本組成、工作原理、接口技術及應用，建立微型計算機系統(tǒng)的整體概念，特別是硬件和軟件之間的操作關系，使學生具有在微機系統(tǒng)上具有軟硬件進一步開發(fā)的初步能力，并且可舉一反三，為今后學習和掌握計算機發(fā)展的新技術打下一個堅實的基礎。同時通過該課程的學習可提高學生的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。三、課程的基本要求知識：掌握與微型計算機系統(tǒng)相關的基本概念，掌握微型計算機系統(tǒng)體系結構。課程以Intel微處理器為背景，圍繞“基礎”、“主線”和“關鍵技術”展開。使學生將CPU、匯編程序設計、存儲器、I/O接口作為課程的基礎；結合微處理器的發(fā)展歷程，使學生了解微型計算機在不斷克服瓶頸效應，提高性能和速度方面，采用的各種技術和方法，如Cache、虛擬存儲、超標量流水線、多核處理器結構，將微型計算機的技術發(fā)展作為貫穿課程的主線。將微型計算機的關鍵技術如存儲管理、中斷、DMA、系統(tǒng)總線及外設的接口作為教材重點掌握的知識內容。能力：通過該課程基本內容的學習，提高學生對微型計算機系統(tǒng)的認知能力和對邏輯控制的思維能力；通過講解和討論微型計算機在不斷克服各種瓶頸過程中所采用的新技術，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力，提高學生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力；通過講解和分析微型計算機系統(tǒng)體系結構和上機實驗培養(yǎng)學生微機系統(tǒng)的實際開發(fā)能力和應用能力。素質：通過課程中的分析討論辯論培養(yǎng)分析溝通交流素質，建立微機系統(tǒng)的軟件到硬件操作的思維模式；通過計算機技術發(fā)展過程的討論，認識到自主學習和終身學習的重要性，形成不斷學習和適應發(fā)展素質。四、教學內容、重點難點及教學設計章節(jié)教學內容總學時學時分配教學重點教學難點教學方案設計（含教學方法、教學手段）講課(含研討)實踐第1章微機系統(tǒng)概述1、微機的發(fā)展2、微機系統(tǒng)的基本結構及基本原理3、微機中數(shù)的表示及微機中各種數(shù)據(jù)（文字、音頻和圖象）的編碼44基本結構及建立程序控制思想微機中數(shù)的表示及微機中各種數(shù)據(jù)（文字、音頻和圖象）的編碼利用PPT講解第2章80x86/Pentium微處理器1、8086CPU的內部結構、寄存器結構存儲器組織及地址構成8086的引腳8086的時鐘/時序、總線周期CPU的發(fā)展及特點668086CPU的內部結構及存儲器組織存儲器組織及地址構成利用PPT講解動畫演示提問第3章指令系統(tǒng)尋址方式指令系統(tǒng)：數(shù)據(jù)傳送指令，算術運算指令，邏輯運算、移位和循環(huán)移位指令，控制轉移指令，串操作指令，處理器控制指令DOS/BIOS系統(tǒng)功能調用及軟中斷指令642尋址方式及指令系統(tǒng)尋址方式、BIOS系統(tǒng)功能調用利用PPT講解動畫演示舉例示范第4章匯編語言程序設計1、匯編語言基本語法2、指示性語句3、匯編程序設計

532匯編語言程序的特點及結構匯編程序設計利用PPT講解舉例示范第5章微機存儲系統(tǒng)1、存儲器分類及各自特點2、存儲器與微處理器的連接3、新型存儲器33存儲器的分類及與微處理器的連接存儲器與微處理器的連接利用PPT講解舉例示范第6章I/O接口技術接口技術基本概念（功能、端口尋址方式、I/O接口傳送方式）可編程外圍接口芯片8255A及其應用DMA傳送方式及其控制器8237A642接口技術基本概念及可編程外圍接口芯片的原理I/O接口傳送方式及DMA控制器8237A利用PPT講解舉例示范第7章微機中斷系統(tǒng)1、微機中斷的基本概念及處理過程2、8259A可編程中斷控制器3、PC系列機的中斷系統(tǒng)55中斷的基本概念及處理過程及中斷控制器8259A中斷處理過程及中斷控制器利用PPT講解動畫演示舉例示范第8章其它可編程接口芯片可編程定時器/計數(shù)器8253原理及應用串行通信基本概念可編程串行接口芯片8251532可編程定時器/計數(shù)器8253可編程定時器/計數(shù)器8253的應用利用PPT講解舉例示范第9章總線技術總線概述（總線的分類、標準、PC系列總線及設備與PC機互連總線的簡介）PCI總線USB總線44PC系列總線及設備與PC機互連總線PCI總線及USB總線利用PPT講解第10章微機的發(fā)展1、32位微型機的工作原理（結構、寄存器特點、內存管理）2、微機的多核處理器結構4432位微型機的工作原理多核處理器結構利用PPT講解注：實踐包括實驗、上機等五、實踐教學內容和基本要求本課程是一門實踐性很強的課程，所以本課程實踐教學內容分為兩個環(huán)節(jié)：一是8學時課程實驗訓練；二是2周課程設計綜合訓練。課程實驗訓練安排1個驗證性實驗，3個設計性實驗。驗證實驗均會詳細地給出實驗內容與步驟，驗證結果的正確性。設計性實驗僅給出實驗要求，內容與操作步驟，自行根據(jù)內容設計。通過實驗，使學生鞏固并加深理解微計算機的組成和工作原理，熟悉匯編語言程序的編程方法（包括源代碼的書寫和建立、匯編/編譯和連接、執(zhí)行）與編程技巧，掌握DEBUG調試程序的使用方法，初步掌握微機硬件接口技術和8253、8255、8259等硬件電路芯片的調試實驗，培養(yǎng)微機應用系統(tǒng)設計的硬件與軟件調試基本技能。本課程配有進一步的實踐教學環(huán)節(jié)-微機應用系統(tǒng)設計與綜合實驗，并于本課程的學習中期開始實施準備工作。通過該課程設計訓練，進一步提高學生對微機系