《微机接口技术》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：1630095 课程名称：微机接口技术 英文名称：Interface Technology of Micro Computer 课程类别：专业课 时：48（实验10学时） 学分：3 适用对象：计算机科学与技术本科专业 考核方式：考试 先修课程：《电路与模拟电子技术》、《数字电路与逻辑设计》、《汇编语言程序设 计》、《计算机组成原理》 二、课程简介 中文简介： 《微机接口技术》计算机科学与技术本科专业的一门专业必修课，是突出计 算机应用的一门课程。本课程主要介绍It©x86系列微型计算机系统的构成原理和 相关技术。在系统分析Intel x86系列微处理器的内部结构、工作模式、操作时序 的基础上，着重介绍中断技术、IO接口技术、总线技术和存储器系统构成原理， 以及高档微型计算机系统的构成原理和实用扩展技术。课程将通过课堂教学和 定量的实验教学相结合，使学生建立起“程序存储和程序控制”的牢固概念，培 养学生在软硬件方面的应用能力。 在学习本课程之前应当具备高档微机的基本应用能力和模拟/数字电路方面的 基础知识。课程的教学采用课堂讲授、课外自学和实验教学相结合的方式进行。 英文简介： <Interface Technology of Micro Computer is a professional course of Computer Science&Technology and is an emphasis course of application of computer.This course is a basic compulsory course of computer science and related technology.This course introduces the structure and basic theory and relative technology of Intelx86 micro computer system.Based on systematically analyzing the internal structure and working modes and operating time sequence,this course introduces in detail the theory of the interrupt and I/O interface and BUS technology and flash memory and the extensive technology.After learning the course,students will understand the concept of program storage and control and be able to design the software and hardware of
1 《微机接口技术》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：1630095 课程名称：微机接口技术 英文名称：Interface Technology of Micro Computer 课程类别：专业课 学 时：48（实验 10 学时） 学 分：3 适用对象: 计算机科学与技术本科专业 考核方式：考试 先修课程：《电路与模拟电子技术》、《数字电路与逻辑设计》、《汇编语言程序设 计》、《计算机组成原理》 二、课程简介 中文简介： 《微机接口技术》计算机科学与技术本科专业的一门专业必修课，是突出计 算机应用的一门课程。本课程主要介绍 Intelx86 系列微型计算机系统的构成原理和 相关技术。在系统分析 Intel x86 系列微处理器的内部结构、工作模式、操作时序 的基础上，着重介绍中断技术、I/O 接口技术、总线技术和存储器系统构成原理， 以及高档微型计算机系统的构成原理和实用扩展技术。课程将通过课堂教学和一 定量的实验教学相结合，使学生建立起“程序存储和程序控制”的牢固概念，培 养学生在软硬件方面的应用能力。 在学习本课程之前应当具备高档微机的基本应用能力和模拟/数字电路方面的 基础知识。课程的教学采用课堂讲授、课外自学和实验教学相结合的方式进行。 英文简介： 《Interface Technology of Micro Computer》is a professional course of Computer Science & Technology and is an emphasis course of application of computer. This course is a basic compulsory course of computer science and related technology. This course introduces the structure and basic theory and relative technology of Intelx86 micro computer system. Based on systematically analyzing the internal structure and working modes and operating time sequence, this course introduces in detail the theory of the interrupt and I/O interface and BUS technology and flash memory and the extensive technology. After learning the course, students will understand the concept of program storage and control and be able to design the software and hardware of
computer system. Before leaming the course,the students should have leamed the analogy and digital circuit and so on basic course.Besides the class's explaining,experiments and tuition are else encouraged leaming method. 三、课程性质与教学目的 《微机接口技术》是计算机科学与技术本科专业的一门专业必修课。该课程 介绍了微机接口的有关基本概念和一些常用微机接口芯片的使用方法，其内容与 工程实际紧密相联系，实用性很强，是一门在理论指导下，偏重于实际应用的课程 要求学生在首先学好理论的前提下，重视实验环节，具有一定的实际动手操作能 力，是一门具有重要地位的主干课程。 本课程的教学目的是使学生掌握微处理器芯片结构、微型计算机实现技术 计算机主板构成、接口技术及其应用编程方法，同时掌握微机技术新的发展趋势， 培养学生对微型计算机的分析、应用和维护方面的基本能力，并为学习后续课程打 好基础。 四、教学内容及要求 第一章微型计算机基础 (一)目的与要求 1,掌握有关微型计算机系统的基本概念，包括微处理器、微型计算机和 微型计算机系统的定义，微处理器的发展概况，微型计算机的分类。 2.从微处理器、微型计算机和微型计算机系统三个层面上掌握微机系统 结构框图的概念，对以后各章学习起一个引导作用。 3.掌握计算机的信息表示与编码 (二)教学内容 第一节微型计算机概述 1.主要内容 (1)微型计算机的概括 (2)微型计算机的基本组成 2.基本概念和知识点 基本概念：微型计算机 知识点：微型计算机基本组成，微型计算机的主要性能指标 融入点：微型计算机系统完美体现了整体与部分的关系原理。计算机 系统由中央处理单元(CPU)(运算器和控制器)、存储器、输入设备、输 出设备等部件组成。但是计算机整体并不是这些组成部分的简单加总，在 部分加总时所附加的部分之间的关系和协周，木是整体之所以为整休的核 心和灵魂，才是真正的升华和创造。在课程讲授过程中，可以很自然的引 2
2 computer system. Before learning the course, the students should have learned the analogy and digital circuit and so on basic course. Besides the class’s explaining, experiments and tuition are else encouraged learning method. 三、课程性质与教学目的 《微机接口技术》是计算机科学与技术本科专业的一门专业必修课。该课程 介绍了微机接口的有关基本概念和一些常用微机接口芯片的使用方法，其内容与 工程实际紧密相联系，实用性很强，是一门在理论指导下, 偏重于实际应用的课程。 要求学生在首先学好理论的前提下，重视实验环节，具有一定的实际动手操作能 力，是一门具有重要地位的主干课程。 本课程的教学目的是使学生掌握微处理器芯片结构、微型计算机实现技术、 计算机主板构成、接口技术及其应用编程方法，同时掌握微机技术新的发展趋势， 培养学生对微型计算机的分析、应用和维护方面的基本能力,并为学习后续课程打 好基础。 四、教学内容及要求 第一章 微型计算机基础 （一）目的与要求 1．掌握有关微型计算机系统的基本概念，包括微处理器、微型计算机和 微型计算机系统的定义，微处理器的发展概况，微型计算机的分类。 2．从微处理器、微型计算机和微型计算机系统三个层面上掌握微机系统 结构框图的概念，对以后各章学习起一个引导作用。 3．掌握计算机的信息表示与编码 （二）教学内容 第一节 微型计算机概述 1．主要内容 （1） 微型计算机的概括 （2） 微型计算机的基本组成 2. 基本概念和知识点 基本概念：微型计算机 知识点：微型计算机基本组成，微型计算机的主要性能指标 融入点：微型计算机系统完美体现了整体与部分的关系原理。计算机 系统由中央处理单元（CPU）（运算器和控制器）、存储器、输入设备、输 出设备等部件组成。但是计算机整体并不是这些组成部分的简单加总，在 部分加总时所附加的部分之间的关系和协调，才是整体之所以为整体的核 心和灵魂，才是真正的升华和创造。在课程讲授过程中，可以很自然的引
出这一哲学观点，既有助于同学们加深对具体知识的理解，又助于同学们 将具体知识提升到哲学的高度，同时又便于同学们通过进一步把握这一哲 学原理，将其运用到其他学科的学习中。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，使学生了解各类微型计算机的概况，特别是使学生 了解本课程是当前先进CPU的基础。 第一节 1.主要内容微处理器、微型计算机和微型计算机系统 (1)微处理器 (2)微型计算机 (3)微型计算机系统 2.基本概念和知识点 基本概念：微处理器、微型计算机、微型计算机系统、系统总线 知识点：微处理器、微型计算机、微型计算机系统三者之间的区别与 联系；微型计算机系统的4大组成部分 融入点：进一步强化物质第一性原理。在微机接口技术教学中发现， 冯诺依曼计算机相关内容时，比较容易产生唯心的观点，认 为，冯诺依曼计算机模型，本质上是冯诺依曼本人的设计思 想，先有设计思想，而后有计算机，容易产生精神决定物质 的唯心观念。在课程教学中，我们进行适当的引导，冯诺依 曼之所以能够提出其计算机模型，离不开前人进行的计算机 设计实践，离不开其进行设计思维的大脑，不管是前人的计 算机设计实践， 还是其大脑， 本质上都是物质性的 融入点：徽机系统在设计过程中要秉持协调、绿色、开放的理念。其 中，协调指的是各个部件(ROM、RAM、外设等)要在CPU 的指挥和时钟脉冲的协调下工作，不能随意动作：绿色指的 是在设计工程中要不新的老虑功耗，隆低能耗：开放指的是 在设计微机系统时，要考忠部署适当的USB接口、 串口、 口等外设接口，以使得微机系统能够与其它系统对接：共身 指的是当前云计算时代，把服务器的计算资源共享给许多终 端：创新可以是应用领域的创新，即将微机应用到新领域， 也可以是算法创新，即设计新算法解决新问题。 融入点：当今万物互联的时代，所有的电脑手机都是共同体。当有病 毒的时候，电脑和手机都不能独善其身。 3.问题与应用（能力要求） ①了解当前最先进的奔腾第四代微型计算机的组成，以及第四代微型 3
3 出这一哲学观点，既有助于同学们加深对具体知识的理解，又助于同学们 将具体知识提升到哲学的高度，同时又便于同学们通过进一步把握这一哲 学原理，将其运用到其他学科的学习中。 3. 问题与应用（能力要求） 通过本节的学习，使学生了解各类微型计算机的概况，特别是使学生 了解本课程是当前先进 CPU 的基础。 第二节 1．主要内容 微处理器、微型计算机和微型计算机系统 （1） 微处理器 （2） 微型计算机 （3） 微型计算机系统 2．基本概念和知识点 基本概念：微处理器、微型计算机、微型计算机系统、系统总线。 知识点：微处理器、微型计算机、微型计算机系统三者之间的区别与 联系；微型计算机系统的 4 大组成部分。 融入点：进一步强化物质第一性原理。在微机接口技术教学中发现， 冯诺依曼计算机相关内容时，比较容易产生唯心的观点，认 为，冯诺依曼计算机模型，本质上是冯诺依曼本人的设计思 想，先有设计思想，而后有计算机，容易产生精神决定物质 的唯心观念。在课程教学中，我们进行适当的引导，冯诺依 曼之所以能够提出其计算机模型，离不开前人进行的计算机 设计实践，离不开其进行设计思维的大脑，不管是前人的计 算机设计实践，还是其大脑，本质上都是物质性的。 融入点：微机系统在设计过程中要秉持协调、绿色、开放的理念。其 中，协调指的是各个部件（ROM、RAM、外设等）要在 CPU 的指挥和时钟脉冲的协调下工作，不能随意动作；绿色指的 是在设计工程中要不断的考虑功耗，降低能耗；开放指的是 在设计微机系统时，要考虑部署适当的 USB 接口、串口、网 口等外设接口，以使得微机系统能够与其它系统对接；共享 指的是当前云计算时代，把服务器的计算资源共享给许多终 端；创新可以是应用领域的创新，即将微机应用到新领域， 也可以是算法创新，即设计新算法解决新问题。 融入点：当今万物互联的时代，所有的电脑手机都是共同体。当有病 毒的时候，电脑和手机都不能独善其身。 3．问题与应用（能力要求） ①了解当前最先进的奔腾第四代微型计算机的组成，以及第四代微型
计算机所使用到的一些先进技术。 ②了解当前最先进的奔腾第四代微型计算机的主要硬件系统结构， 第三节计算机中信息的表示与编码 1.主要内容 (1)数值概念 (2)数值数据的编码与运算 (3)字符编码 (4)浮点数 2.基本概念和知识点 基本概念：进制数、编码、浮点 知识点：各种进制之间的转换、汉字编码 融入点：将我国汉字编码的科学家融合在讲授中，从而增强民族自豪感， 使得学生体会到“爱国”。技术的发展跪在不断的钻研、不断的创新，提 醒学生在今后的工作岗位上要“敬业”。 3.问题与应用（能力要求） ①进制之间的相互转换。 ②字符的各种编码。 (三)思考与实践 思考题1：微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者的区别？ 思考题2：接口和端口一样么？ (四)教学方法与手段 采用以课堂讲授为主，多媒体教学为辅的教学方法，配以习题、课堂提问、 考试、答疑等教学手段指导学生学习 第二章80r86微处理器 (一)目的与要求 1.掌握8086/8088CPU的编程结构及功能，学握CPU内部各寄存器惯用方 法，掌握内存贮器分段概念及其物理地址的形成，掌握CPU最小工作 模式配置及其工作过程，掌握中断及其相关操作。 2理解8086总线的工作周期，引脚信号的意义，内总线与系统总线的概 3理解32位微处理器的内部结构 4掌据32位微处理器的工作模式 (二)教学内容 第一节16位微处理器的内部结构 1.主要内容 4
4 计算机所使用到的一些先进技术。 ②了解当前最先进的奔腾第四代微型计算机的主要硬件系统结构。 第三节 计算机中信息的表示与编码 1. 主要内容 （1）数值概念 （2）数值数据的编码与运算 （3）字符编码 （4）浮点数 2. 基本概念和知识点 基本概念：进制数、编码、浮点 知识点：各种进制之间的转换、汉字编码 融入点：将我国汉字编码的科学家融合在讲授中，从而增强民族自豪感， 使得学生体会到“爱国”。技术的发展跪在不断的钻研、不断的创新，提 醒学生在今后的工作岗位上要“敬业”。 3. 问题与应用（能力要求） ①进制之间的相互转换。 ②字符的各种编码。 （三）思考与实践 思考题 1：微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者的区别？ 思考题 2：接口和端口一样么？ （四）教学方法与手段 采用以课堂讲授为主，多媒体教学为辅的教学方法，配以习题、课堂提问、 考试、答疑等教学手段指导学生学习。 第二章 80x86 微处理器 （一）目的与要求 1.掌握 8086/8088CPU 的编程结构及功能，掌握 CPU 内部各寄存器惯用方 法，掌握内存贮器分段概念及其物理地址的形成，掌握 CPU 最小工作 模式配置及其工作过程，掌握中断及其相关操作。 2.理解 8086 总线的工作周期，引脚信号的意义，内总线与系统总线的概 念。 3.理解 32 位微处理器的内部结构 4.掌握 32 位微处理器的工作模式 （二）教学内容 第一节 16 位微处理器的内部结构 1. 主要内容
(1)总线接口部件和执行部件 (2)总线周期的概念 8086微处理器的编程结构是教学重点和教学难点！ 2.基本概念和知识点 基本概念：总线接口部件，执行部件，总线周期，等待周期，空闲周期 知识点：8086/8088指令队列，地址加法器原理，OF的计算，基本的总线 周期组成，8086的言接寻址能力 融入点：在计算机中，CPU处于绝对的核心地位，总线操作、内存访问、 外设存取、中断是否进行响应、总线使用权是否出让等等，都处 于CPU的绝对控制之下，而这种绝对的领导地位，是计算机有条 不紊、执行各条指令的基础。通过与我们国家地域广阔、民族众 多、发展不均衡的特殊国情类比，引导同学们理解我党要处于领 导地位，肩负国家、民族发展重任的必然性。 3.问题与应用（能力要求） ①当前奔腾第四代CPU一级缓存的基础是什么？ ③8086CPU寻址的物理地址是怎样形成的？这种寻址方式可以具体运用到 数据总线有限的情况下，扩展CPU的寻址空间。学生应该掌握这种方 法。 第二节32位微处理器的内部结构 1.主要内容 (1)奔腾的内部结构 (2)32位微处理器的结构特点 (3)32位微处理器的编程结构 2.基本概念和知识点 基本概念：段页式存储管理，页式管理，段式管理，实模式，保护模式 知识点：动态数据总线宽度，80386和80286工作方式的异同点，实模式 和保护模式下的地址计算，80386的结构及指令执行的特点。 融入点：在讲授微处理器发展趋势时，部分结合目前中美芯片之争，从中兴受罚到 华为被禁，国顿我国芯片的发展历程中，从无到有、直面差距，自力史生， 从制造大国到制造强国，激发学生强烈的科学创新意识和民族自信心， 树立远大理想，为我国早日在高精尖技术方面早日突破发达国家封锁贡献 3.问题与应用（能力要求） 通过对80586的主要内部结构及功能的学习，使得学生能够认识到功能 上的复杂是采取了许多新技术。 5
5 （1）总线接口部件和执行部件 （2）总线周期的概念 8086 微处理器的编程结构是教学重点和教学难点。 2．基本概念和知识点 基本概念：总线接口部件，执行部件，总线周期，等待周期，空闲周期 知识点：8086/8088 指令队列，地址加法器原理，OF 的计算，基本的总线 周期组成，8086 的直接寻址能力 融入点：在计算机中，CPU 处于绝对的核心地位，总线操作、内存访问、 外设存取、中断是否进行响应、总线使用权是否出让等等，都处 于 CPU 的绝对控制之下，而这种绝对的领导地位，是计算机有条 不紊、执行各条指令的基础。通过与我们国家地域广阔、民族众 多、发展不均衡的特殊国情类比，引导同学们理解我党要处于领 导地位，肩负国家、民族发展重任的必然性。 3．问题与应用（能力要求） ①当前奔腾第四代 CPU 一级缓存的基础是什么? ③8086CPU 寻址的物理地址是怎样形成的?这种寻址方式可以具体运用到 数据总线有限的情况下，扩展 CPU 的寻址空间。学生应该掌握这种方 法。 第二节 32 位微处理器的内部结构 1. 主要内容 （1）奔腾的内部结构 （2）32 位微处理器的结构特点 （3）32 位微处理器的编程结构 2. 基本概念和知识点 基本概念：段页式存储管理，页式管理，段式管理，实模式，保护模式 知识点：动态数据总线宽度，80386 和 80286 工作方式的异同点，实模式 和保护模式下的地址计算，80386 的结构及指令执行的特点。 融入点：在讲授微处理器发展趋势时，部分结合目前中美芯片之争，从中兴受罚到 华为被禁，回顾我国芯片的发展历程中，从无到有、直面差距，自力更生， 从制造大国到制造强国，激发学生强烈的科学创新 意识和民族自信心， 树立远大理想，为我国早日在高精尖技术方面早日突破发达国家封锁贡献 力量。 3. 问题与应用（能力要求） 通过对 80586 的主要内部结构及功能的学习，使得学生能够认识到功能 上的复杂是采取了许多新技术