《微机原理及应用》教学大纲

编写人：(许琼方)

审核人：(两人以上)

一、本大纲适用专业

本大纲适用于计算机科学与技术本科专业。

二、编写本教学大纲的说明

（一）课程类别与教学任务

本课程是计算机应用专业本科生的专业课程。本课程的主要任务是使学生了解计算机的原理，建立计算机系统的整体概念，增强学生对计算机硬件结构的认识，培养学生利用微型计算机解决实际问题的能力，同时使学生对微型计算机有关的接口芯片的工作原理和应用方法有一定的认识，为从事系统的软件硬件设计奠定必要的理论基础。

（二）本课程的基本要求

本课的教学环节包括课堂讲授，实验，习题，答疑和期末考试。通过上述基本教学步骤，要求学生掌握和了解微型计算机的基本组成部分，以及相关硬件电路的连接方法以及相关功能，使学生具有微型机计算机应用系统分析能力和初步设计能力，为后续课程奠定良好的基础。

（三）本课程的重点和难点

1、掌握数制、布尔代数以及简单的二进制运算知识；

2、掌握微型计算机的的基本组成电路的基本原理，了解总线结构和控制字的概念以及信息流通的过程；

3、了解16位以及32位微处理器的结构、工作原理和指令系统；

4、掌握微型计算机的汇编语言程序设计的方法；

5、掌握微型计算机相关接口部件的编程方法。

（四）本课程与其他相关课程的联系和后续课程

先修课程：计算机导论、数字电路与逻辑设计、汇编语言

后继课程：微机接口技术与应用、单片机原理与应用

（五）学时、学时分配安排

本课程理论课时为54课时，实验课时18课时，课外通过开放式实验室提供相应的实验课时。

（六）本课程的教学方式及其它教学环节的安排

本课程采用课堂教学方式，并注重理论与实践相结合的方法，即以教师的课堂教授为主，同时辅以学生课后实验，培养与提高学生对本课程的兴趣和研究能力。

三、教学基本内容和学时分配

第一章 计算机基础知识（3学时）

1． 数制的基与权，数制的转换方法；

2． 基本的逻辑电路（非门、或门、与门）；

3． 布尔代数的基本运算规律；

4． 摩根定理；

5． 二进制数基本运算的实现及其电路实现；

6． 全加器、半加器的的原理图及其主要区别。

第二章 微型计算机的基本组成电路（3学时）

1． 算术逻辑单元（arithmatic logic unit，ALU）的符号表示；

2． 常见的几种触发器（ trigger）类型、简单构成及其电路原理，JK触发器的动作状态；

3． 寄存器（register）与触发器的关系，常见寄存器（缓冲寄存器、移位寄存器、计数器、累加器）的作用、工作原理及其电路结构；

4． 三态门的设计目的及其基本组成电路；

5． 总线结构的原理图；

6． 只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）的原理及其各自的特点和作用；

7． 控制字的意义

第三章 微型计算机的基本工作原理（3学时）

1． 程序计数器PC，存储地址寄存器MAR，可编程序只读寄存器PROM、指令寄存器IR等基本部件；

2． 指令系统的意义；

3． 程序设计的步骤；

4． 控制部件的功能及其结构；

5． 控制矩阵产生控制字的过程；

6． 控制部件的扩展方法；

7． 流水线技术，高速缓冲存储器，虚拟存储器。

第四章 16位微处理器（9学时）

1． 总线接口部件BIU（bus interface unit）的功能及组成部分；

2． 执行部件EU（execution unit）的功能、特点及其组成部分；

3． 总线接口部件和执行部件工作的管理原则；

4． 存储器的分段，物理地址，逻辑地址；

5． 8086总线的工作周期；

6． 8086/8088各引脚信号及其功能；

7． 最大工作模式、最小工作模式的基本概念；

8． 8086最基本的操作；

9． 8086/8088系统引入的中断，中断向量的概念等。

第八章 输入输出接口（9学时）

1． 计算机I/O接口电路与外部设备间交换的信号的基本类型，可采用的输入输出控制方式；

2． 并行通信与串行通信的基本概念，并行接口的输入输出过程；

3． 可编程并行通信接口芯片8255A的内部结构及其功能；

4． 8255A芯片的控制字及其工作方式；

5． 串行通信线路的工作方式，串行通信数据的收发方式；

6． 波特率的概念；

7． 可编程串行通信接口芯片8251A的内部结构及其功能；

8． 8251A芯片的控制字及其工作方式等。

第九章 中断控制器、计数/定时控制器（9学时）

1． 8259A芯片的内部结构，8259A芯片的级联，8259A芯片的工作方式；

2． 8259A芯片中对中断优先权的管理；

3． 8259A芯片的控制字及其工作方式；

4． 8253芯片的内部结构，8253芯片的工作方式；

第十章 A/D及D/A转换器（9学时）

1． D/A转换器的工作原理；

2． 分辨率等常用性能指标的含义；

3． DAC 0832 的结构及工作方式；

4． A/D转换器的工作原理；

5． 采样，保持，量化，编码等的基本原理；

第十一章 32位微处理器（9学时）

1． 80386微处理器的结构；

2． 3级存储体系；

3． 32位微处理器的3种工作方式；

实验课时（18课时）

实验一 8255 并行口实验

实验二 8251 串口实验

实验三 259A中断控制器实验.

实验四 8253 定时器/计数器接口实验

实验五 A/D0832实验

实验六 D/A0809实验

四、教材及参考书目

（一）使用教材

《微型计算机原理与应用(第三版)》，郑学坚编，清华大学出版社，2001年，新世纪计算机基础教育丛书

（二）参考书目

1．周明德编．《微型计算机系统原理及应用（第四版）》．北京：清华大学出版社，2002

《微机原理及应用》考试大纲

编写人：(许琼方)

审核人：(两人以上)

一、考试对象

修完该课程所规定内容的计算机科学与技术专业本科学生。

二、考试目的

本课程的考试目的是让学生掌握和了解微型计算机的基本组成部分，以及相关硬件电路的连接方法以及相关功能，使学生具有微型机计算机应用系统分析能力和初步设计能力。

三、考试的内容

第一章 计算机基础知识

1. 数制。

2、布尔代数和逻辑电路。

3、二进制数的运算及其加法电路。

第二章 微机的基本组成电路

1、算术逻辑单元ALU。

2、触发器和寄存器。

3、三态门电路。

4、总线结构。

5、存储器结构。

第三章 微机工作原理及基本结构

1、微机结构的基本形式。

2、微机的工作原理。

第四章 微机理器8086/8088

1、8086/8088 CPU的结构。

2、8086/8088 CPU的引脚信号和工作模式。

3、8086/8088 CPU的主要操作功能。

第八章 输入/输出接口

1、微机输入/输出基本知识。

2、可编程并行通信接口芯片8255A。

3、可编程串行通信接口芯片8251。

第九章 中断控制器、计数/定时控制器及DMA控制器

1、可编程中断控制器8259A。

2、可编程计数/定时控制器8253。

3、可编程DMA控制器8237。

第十章 A/D及D/A转换（5学时）

1、D/A转换原理及性能指标。

2、A/D转换原理及性能指标。

3、D/A转换器DAC 0832

4、A/D转换器ADC 0809

第十一章 32位微处理器

1、80386微处理器的结构。

2、3级存储体系。

3、32位微处理器的3种工作方式。

四、考试方法和考试时间

1．考试方法：笔试为主，实验考核为辅。

2．考试时间：120分钟。

五、评价标准

学生修完本课程并参加期末考试后，其成绩的评定为：期末考试成绩（60%）+ 平时成绩（40%），其中期末考试成绩按统一的评分标准阅卷评定，平时成绩包括考勤、作业、课堂提问、实验等。

六、试卷设计的结构

1．难度比例

试题的难度等级分为简单、中等难度、较难题三个等级，大致比例为40:45:15。

2．题型比例

客观性试题分为填空题、选择题、名词解释题，主观性试题分为简答题、综合应用题，其中主观性试题约占60%-70%左右。