《微机原理与应用B（计算机相关）》教学大纲             

课程编号：B08040320

课程名称：微机原理与应用B

英文名称：Principle and Application of Microcomputer B

课程性质：专业限选课

学时/学分：48/2.5

考核方式：闭卷考试

选用教材：《32位微机原理与应用》，马兴录主编，清华大学出版社，2015年9月第1版

先修课程：电路分析，数字逻辑电路A

后继课程：嵌入式系统原理A、单片机设计与开发实践

适用专业及层次：计算机科学与技术（本科）

大纲执笔人：范玮                            

大纲审核人：曲英杰

一、教学目标

通过本课程的理论教学和实验教学实践，使学生具备下列能力：

1.能够准确理解微型计算机系统的基本结构、工作原理及常用接口技术，建立微机系统的整体概念，了解当今计算机硬件的新技术和新理论。

2.能够运用所学的微机原理基本知识与软硬件技术，对简单的微机系统进行设计、扩展和开发。

3.能够把握微机系统中主要部件的功能及连接方法，微处理器指令系统及其操作数的寻址方式，掌握汇编语言的程序设计，掌握微机系统与外设之间I/O信息交换的基本方法，掌握可编程并行接口芯片8255A的性能特点以及对并行接口电路的设计和应用编程方法。

4.能够具备微机应用系统软、硬件开发的初步能力及利用微机技术解决实际问题的能力，能够独立设计出某一复杂工程问题的具体解决方案，并为今后进一步深入学习相关课程打下坚实的理论与实践基础。

二、课程目标与毕业要求的对应关系

三、教学基本内容

第一章：计算机基础  

1.计算机简介

2.数制(二进制、十六进制、十进制的制式及相互转换)

3.逻辑电路基础

4.计算机中的常用编码

5.浮点数

要求学生：熟练掌握二进制数的表示及运算，掌握各种常用编码的表示方法，了解浮点数的表示及微机系统的基本组成。

第二章：微处理器（支撑课程目标1、3）

1．微机的简化模型

2．处理器的功能结构

3．微处理器的编程结构

4. 存储器组织

5. 存储器系统概述

要求学生：从微机的简化模型入手，理解微机的内部工作原理；掌握16位微处理器8086的的功能结构及编程结构，了解IA-32架构微处理器的功能结构及编程结构。（插入介绍第6章存储器系统和第8章中断系统的相关知识）了解存储器的基本概念，了解存储器的分类、基本组成以及主要技术指标等。

第三章：指令系统（支撑课程目标3）

1．寻址方式

（包括立即寻址，直接寻址，寄存器寻址，寄存器间接寻址，变址寻址，基址加变址寻址方式中操作数寻址过程）

2．基本指令集（部分指令建议自学）

2.1 数据传送指令

2.2 算术运算类指令

2.3 逻辑指令

2.4 串处理指令

2.5 控制转移指令

2.6 处理机控制指令

要求学生：理解指令的构成及各种寻址方式，理解x86指令系统中数据传送，算术运算，逻辑运算，串操作和控制传送指令的含义及操作过程及算术和逻辑运算对标志位的影响。掌握常用指令的使用。了解32位CPU的指令与16位CPU指令的主要区别。

第四章：汇编语言程序设计（支撑课程目标3）

1．汇编程序语句（语句结构、标号、变量）

2．伪指令（常用伪指令及其语法格式）

3．汇编语言程序结构（完整汇编程序的结构，子程序的概念）

4．汇编语言程序开发过程

5．汇编语言程序设计（分支程序、循环程序、子程序）

6．系统功能调用

7．汇编语言程序设计实例

要求学生：了解汇编语言程序结构、常用伪指令格式和子程序的概念；理解标号与变量；掌握顺序、分支、循环三种基本结构程序的设计方法，掌握子程序调用方法，掌握DOS/BIOS功能的调用方法，具备汇编语言程序设计的基本能力。

第五章：输入输出接口（支撑课程目标1、3）

1．概述（设置接口电路的目的、接口的基本功能、接口电路中的信息、接口的基本结构）

2．CPU与外设之间的数据传送方式（理解程序控制传送方式、中断方式、DMA方式及I/O处理机方式）

3. 中断的基本概念

4. 微型计算机的中断系统（中断的分类、中断类型码、中断向量和中断向量表、硬件中断的响应过程）

要求学生：理解接口的概念、接口的基本功能和基本结构，理解解主机与外设间数据传送的基本控制方式（程序控制方式、中断方式、DMA方式及I/O处理机方式）；了解I/O端口地址译码的基本方法，了解片选信号和地址信号及控制信号之间的逻辑关系；掌握中断的概念，掌握8086 CPU中断的分类、中断类型码、中断向量的定义以及硬件中断的响应过程。

第六章：并行接口及定时/计数技术（支撑课程目标1、2、3、4）

1．并行接口概述

2．8255A可编程并行接口芯片（8255A的内部结构、工作方式0、编程应用）

要求学生：了解并行接口的作用，掌握简单并行接口的使用，掌握可编程并行接口芯片8255的结构及编程应用。

四、教学重点与难点

第一章：计算机基础 

教学重点：让学生掌握数制之间的转换及常用编码的表式方法。

教学难点：无。

第二章：微处理器（支撑课程目标1、3）

教学重点：8086微处理器EU和BIU的基本结构、寄存器组织。

教学难点：（1）从取指到指令执行的整个过程，应使用多媒体的动画演示。

（2）外部引脚的操作时序，建议采用多媒体动画演示。

第三章：指令系统（支撑课程目标3）

教学重点：（1）各种寻址方式。

（2）常用指令的使用。

教学难点：（1）寻址方式，建议采用多媒体动画演示。

（2）转移类指令中的各种转移方式。

第四章：汇编语言程序设计（支撑课程目标3）

教学重点：（1）常用伪指令的用法。

（2）循环、分支程序结构。

（3）程序设计思路。

教学难点：汇编语言程序设计的基本思路的培养，建议多做练习。

第五章：输入输出接口（支撑课程目标1、3）

教学重点：I/O控制方式。

教学难点：推导片选信号和地址信号及控制信号之间的逻辑关系，关键在于理解地址线的作用，可结合总线时序讲解；中断相关概念的理解。

第六章：并行接口及定时/计数技术（支撑课程目标1、2、3、4）

教学重点：8255的内部寄存器及工作方式0的使用。

教学难点：8255A的工作方式及应用编程。

五、教学建议进度（学时数48,其中理论32学时，实验16学时）

第一章计算机基础               （学时数2）

第二章  微处理器                 （学时数8）

第三章指令系统（学时数8）

第四章汇编语言程序设计（学时数6）

第五章输入输出接口（学时数4）

第六章并行接口及定时/计数技术（学时数4）

课内外时间比例为  1：1

六、教学方法

1.结合在线课程网站，综合多种教学方法，通过学生提前视频学习、资料阅读、讨论及练习等多种形式，展开微机原理课程相关内容的学习。

2.注意加强实验课的作用，增强学生的动手能力及提高学生的学习兴趣。

七、考核方式

期末考试采用闭卷考试，考试成绩以百分制计。

八、成绩评定方法

结合平时成绩（包括考勤、作业、课堂表现等）、在线课程学习及期末考试成绩进行综合评定。平时成绩占10%，在线课程占20%，期末考试成绩占70%，可根据教师授课情况适当调整比例。

九、教学参考书

[1]《微型计算机原理及接口技术（第三版）》，裘雪红等，西安电子科技大学出版社，2015

[2]《微型计算机原理与接口技术（第3版）》，冯博琴等，清华大学出版社，2011

[3]《微型计算机原理与接口技术(第2版)》,孙力娟等，清华大学出版社，2013

[4]《微型计算机原理及应用,（第四版）》，郑学坚等，北京：清华大学出版社，2013

[5]《计算机组成与系统结构》，李亚民主编,北京：清华大学出版社，第3版，2003

[6]《微型计算机系统与接口》，赵雁南主编，北京：清华大学出版社，2005

[7]《32位微型计算机接口技术及应用》，刘乐善主编，华中科技大学出版社，2006

《微机原理与应用B（机械工程方向）》教学大纲             

课程编号：B08040320

课程名称：微机原理与应用B

英文名称：Principle and Application of Microcomputer B

课程性质：专业基础课

学时/学分：48/2.5

考核方式：闭卷考试

选用教材：《32位微机原理与应用》，马兴录主编，清华大学出版社，2015年9月第1版

先修课程：电工电子学C、电子技术基础

后继课程：机电传动控制、数控加工技术、机器人技术、机电一体化技术

适用专业及层次：机械工程专业（本科）

大纲执笔人：范玮                            

大纲审核人：曲英杰

一、教学目标

通过本课程的理论教学和实验教学实践，使学生具备下列能力：

1.能够准确理解微型计算机系统的基本结构、工作原理及常用接口技术，建立微机系统的整体概念，了解当今计算机硬件的新技术和新理论。

2.能够运用所学的微机原理基本知识与软硬件技术，对简单的微机系统进行设计、扩展和开发。

3.能够把握微机系统中主要部件的功能及连接方法，微处理器指令系统及其操作数的寻址方式，掌握汇编语言的程序设计，掌握微机系统与外设之间I/O信息交换的基本方法，掌握可编程并行接口芯片8255A的性能特点以及对并行接口电路的设计和应用编程方法。

4.能够具备微机应用系统软、硬件开发的初步能力及利用微机技术解决实际问题的能力，能够独立设计出某一复杂工程问题的具体解决方案，并为今后进一步深入学习相关课程打下坚实的理论与实践基础。

二、课程目标与毕业要求的对应关系

三、教学基本内容

第一章：计算机基础  

1.计算机简介

2.数制(二进制、十六进制、十进制的制式及相互转换)

3.逻辑电路基础

4.计算机中的常用编码

5.浮点数

要求学生：熟练掌握二进制数的表示及运算，掌握各种常用编码的表示方法，了解浮点数的表示及微机系统的基本组成。

第二章：微处理器（支撑课程目标1、3）

1．微机的简化模型

2．处理器的功能结构

3．微处理器的编程结构

4. 存储器组织

5. 存储器系统概述

要求学生：从微机的简化模型入手，理解微机的内部工作原理；掌握16位微处理器8086的的功能结构及编程结构，了解IA-32架构微处理器的功能结构及编程结构。（插入介绍第6章存储器系统和第8章中断系统的相关知识）了解存储器的基本概念，了解存储器的分类、基本组成以及主要技术指标等。

第三章：指令系统（支撑课程目标3）

1．寻址方式

（包括立即寻址，直接寻址，寄存器寻址，寄存器间接寻址，变址寻址，基址加变址寻址方式中操作数寻址过程）

2．基本指令集（部分指令建议自学）

2.1 数据传送指令

2.2 算术运算类指令

2.3 逻辑指令

2.4 串处理指令

2.5 控制转移指令

2.6 处理机控制指令

要求学生：理解指令的构成及各种寻址方式，理解x86指令系统中数据传送，算术运算，逻辑运算，串操作和控制传送指令的含义及操作过程及算术和逻辑运算对标志位的影响。掌握常用指令的使用。了解32位CPU的指令与16位CPU指令的主要区别。

第四章：汇编语言程序设计（支撑课程目标3）

1．汇编程序语句（语句结构、标号、变量）

2．伪指令（常用伪指令及其语法格式）

3．汇编语言程序结构（完整汇编程序的结构，子程序的概念）

4．汇编语言程序开发过程

5．汇编语言程序设计（分支程序、循环程序、子程序）

6．系统功能调用

7．汇编语言程序设计实例

要求学生：了解汇编语言程序结构、常用伪指令格式和子程序的概念；理解标号与变量；掌握顺序、分支、循环三种基本结构程序的设计方法，掌握子程序调用方法，掌握DOS/BIOS功能的调用方法，具备汇编语言程序设计的基本能力。

第五章：输入输出接口（支撑课程目标1、3）

1．概述（设置接口电路的目的、接口的基本功能、接口电路中的信息、接口的基本结构）

2．CPU与外设之间的数据传送方式（理解程序控制传送方式、中断方式、DMA方式及I/O处理机方式）

3. 中断的基本概念

4. 微型计算机的中断系统（中断的分类、中断类型码、中断向量和中断向量表、硬件中断的响应过程）

要求学生：理解接口的概念、接口的基本功能和基本结构，理解解主机与外设间数据传送的基本控制方式（程序控制方式、中断方式、DMA方式及I/O处理机方式）；了解I/O端口地址译码的基本方法，了解片选信号和地址信号及控制信号之间的逻辑关系；掌握中断的概念，掌握8086 CPU中断的分类、中断类型码、中断向量的定义以及硬件中断的响应过程。

第六章：并行接口及定时/计数技术（支撑课程目标1、2、3、4）

1．并行接口概述

2．8255A可编程并行接口芯片（8255A的内部结构、工作方式0、编程应用）

要求学生：了解并行接口的作用，掌握简单并行接口的使用，掌握可编程并行接口芯片8255的结构及编程应用。

四、教学重点与难点

第一章：计算机基础 

教学重点：让学生掌握数制之间的转换及常用编码的表式方法。

教学难点：无。

第二章：微处理器（支撑课程目标1、3）

教学重点：8086微处理器EU和BIU的基本结构、寄存器组织。

教学难点：（1）从取指到指令执行的整个过程，应使用多媒体的动画演示。

（2）外部引脚的操作时序，建议采用多媒体动画演示。

第三章：指令系统（支撑课程目标3）

教学重点：（1）各种寻址方式。

（2）常用指令的使用。

教学难点：（1）寻址方式，建议采用多媒体动画演示。

（2）转移类指令中的各种转移方式。

第四章：汇编语言程序设计（支撑课程目标3）

教学重点：（1）常用伪指令的用法。

（2）循环、分支程序结构。

（3）程序设计思路。

教学难点：汇编语言程序设计的基本思路的培养，建议多做练习。

第五章：输入输出接口（支撑课程目标1、3）

教学重点：I/O控制方式。

教学难点：推导片选信号和地址信号及控制信号之间的逻辑关系，关键在于理解地址线的作用，可结合总线时序讲解；中断相关概念的理解。

第六章：并行接口及定时/计数技术（支撑课程目标1、2、3、4）

教学重点：8255的内部寄存器及工作方式0的使用。

教学难点：8255A的工作方式及应用编程。

五、教学建议进度（学时数48,其中理论32学时，实验16学时）

第一章计算机基础               （学时数2）

第二章  微处理器                 （学时数8）

第三章指令系统（学时数8）

第四章汇编语言程序设计（学时数6）

第五章输入输出接口（学时数4）

第六章并行接口及定时/计数技术（学时数4）

课内外时间比例为  1：1

六、教学方法

1.结合在线课程网站，综合多种教学方法，通过学生提前视频学习、资料阅读、讨论及练习等多种形式，展开微机原理课程相关内容的学习。

2.注意加强实验课的作用，增强学生的动手能力及提高学生的学习兴趣。

七、考核方式

期末考试采用闭卷考试，考试成绩以百分制计。

八、成绩评定方法

结合平时成绩（包括考勤、作业、课堂表现等）、在线课程学习及期末考试成绩进行综合评定。平时成绩占10%，在线课程占20%，期末考试成绩占70%，可根据教师授课情况适当调整比例。

九、教学参考书

[1]《微型计算机原理及接口技术（第三版）》，裘雪红等，西安电子科技大学出版社，2015

[2]《微型计算机原理与接口技术（第3版）》，冯博琴等，清华大学出版社，2011

[3]《微型计算机原理与接口技术(第2版)》,孙力娟等，清华大学出版社，2013

[4]《微型计算机原理及应用,（第四版）》，郑学坚等，北京：清华大学出版社，2013

[5]《计算机组成与系统结构》，李亚民主编,北京：清华大学出版社，第3版，2003

[6]《微型计算机系统与接口》，赵雁南主编，北京：清华大学出版社，2005

[7]《32位微型计算机接口技术及应用》，刘乐善主编，华中科技大学出版社，2006

《微机原理与应用B(计算机相关)》实验教学大纲

实践环节名称：微机原理与应用B实验

英文名称：Experiments for Principle and Application of Microcomputer B

学时/周数：16/8

学分：0.5

考核方式：考查

开设学期：第5学期

选用教材：《32位微机原理与应用实验指导》，宋廷强等编，清华大学出版社，2015年9月第1版

适用专业及层次：计算机科学与技术（本科）

相关课程：微机原理与应用B

大纲执笔人：范玮

大纲审核人：曲英杰

一、实验教学目标

通过微机原理与应用A实验教学应达到如下目的要求：

1. 本课程的实验目的是让学生加深对微型计算机系统组成结构与工作原理的理解，学会使用汇编语言来操控计算机，在此基础上，能通过微机接口完成简单微机应用系统的组建、设计与开发。

2. 本实验要求学生熟练掌握汇编语言的开发调试工具，能熟练操作实验箱，熟练操作常用接口，能利用实验箱的接口搭建简单的应用系统，能够设计出针对实际应用问题的具体解决方案。

二、教学目标与毕业要求的对应关系（表格可以扩展）

三、基本内容

（一）调试工具debug的使用及基本指令的用法（支撑目标1、2）

1. 学习DEBUG常用命令的使用。

2．熟悉各类指令的功能。

（二）简单程序的编制及汇编过程（支撑目标1、2）

学会简单的宏汇编语言程序的编制及运行。

（三）宏汇编程序的基本语法及运算类程序编制（支撑目标1、2）

熟悉各条宏指令的作用，掌握运算类程序设计的基本方法。

（四）DOS系统功能调用（支撑目标1、2）

1.学会DOS功能调用技术。

2.学习控制台I／O程序的设计。

（五）复杂的汇编语言程序的设计（支撑目标1、2）

设计一个汇编语言程序，其中包括数据段、堆栈段及代码段，在数据段中定义8个字节数据，把这些数据转换成十六进制数的ASCII码存在上述数据之后，然后在显示器上显示这些数据，每个数据用空格分隔。

（六）简单I/O接口的操作（支撑目标1、2）

掌握接口操作的基本方法，掌握数据输入输出程序编制的方法。

（七）可编程并行接口芯片8255A的使用1（支撑目标1、2）

利用8255实现开关量的输入并显示。

（八）可编程并行接口芯片8255A的使用2（支撑目标1、2）

流水灯实验：利用8255的A口、B口循环点亮发光二极管。

四、教学建议进度（16学时/8周）

（一）调试工具debug的使用及基本指令的用法    （学时数2）

（二）简单程序的编制及汇编过程                 （学时数2）

（三）宏汇编程序的基本语法及运算类程序编制（学时数2）

（四）DOS系统功能调用（学时数2）

（五）复杂的汇编语言程序的设计（学时数2）

（六）简单I/O接口的操作（学时数2）

（七）可编程并行接口芯片8255A的使用1（学时数2）

（八）可编程并行接口芯片8255A的使用2（学时数2）

五、安排和形式

1.本实验非独立开课，与《微机原理与应用B》课程同步进行。

2.本大纲规定必做实验8个实验，总学时16学时。

3.每组学生人数：1人，指导教师：每30位学生配1名指导教师。

六、考核方式

本实验课为非独立设课，不单独考核，实验内容与相应的理论课统一考核。

七、成绩评定方法

本实验课为非独立设课，不单独考核，实验内容与相应的理论课统一考核。

八、参考书

[1]《微机原理与接口技术(含汇编)习题解析及实验案例分析》，张春芳，清华大学出版社，2015年

[2]《微机原理与接口技术(VC 汇编)实验教程》, 段东波,清华大学出版社，2014年

[3] 《微机原理与接口技术实验指导》，刘云玲,清华大学出版社，2014年

[4] 《微机原理与接口技术习题与实验指导》，侯彦利主编，科学出版社， 2012年

[5] 《80X86微机原理及接口技术—习题解答与实验指导》，余春暄主编，机械工业出版社，2008年

[6] 《微机原理应用实验教程》，陈够喜主编，人民邮电出版社， 2006年

《微机原理与应用B（机械工程相关）》实验教学大纲

实践环节名称：微机原理与应用B实验

英文名称：Experiments for Principle and Application of Microcomputer B

学时/周数：16/8

学分：0.5

考核方式：考查

开设学期：第5学期

选用教材：《32位微机原理与应用实验指导》，宋廷强等编，清华大学出版社，2015年9月第1版

适用专业及层次：机械工程专业（本科）

相关课程：微机原理与应用B

大纲执笔人：范玮

大纲审核人：曲英杰

一、实验教学目标

通过微机原理与应用A实验教学应达到如下目的要求：

1. 本课程的实验目的是让学生加深对微型计算机系统组成结构与工作原理的理解，学会使用汇编语言来操控计算机，在此基础上，能通过微机接口完成简单微机应用系统的组建、设计与开发。

2. 本实验要求学生熟练掌握汇编语言的开发调试工具，能熟练操作实验箱，熟练操作常用接口，能利用实验箱的接口搭建简单的应用系统，能够设计出针对实际应用问题的具体解决方案。

二、教学目标与毕业要求的对应关系

三、基本内容

（一）调试工具debug的使用及基本指令的用法（支撑目标1、2）

1. 学习DEBUG常用命令的使用。

2．熟悉各类指令的功能。

（二）简单程序的编制及汇编过程（支撑目标1、2）

学会简单的宏汇编语言程序的编制及运行。

（三）宏汇编程序的基本语法及运算类程序编制（支撑目标1、2）

熟悉各条宏指令的作用，掌握运算类程序设计的基本方法。

（四）DOS系统功能调用（支撑目标1、2）

1.学会DOS功能调用技术。

2.学习控制台I／O程序的设计。

（五）复杂的汇编语言程序的设计（支撑目标1、2）

设计一个汇编语言程序，其中包括数据段、堆栈段及代码段，在数据段中定义8个字节数据，把这些数据转换成十六进制数的ASCII码存在上述数据之后，然后在显示器上显示这些数据，每个数据用空格分隔。

（六）简单I/O接口的操作（支撑目标1、2）

掌握接口操作的基本方法，掌握数据输入输出程序编制的方法。

（七）可编程并行接口芯片8255A的使用1（支撑目标1、2）

利用8255实现开关量的输入并显示。

（八）可编程并行接口芯片8255A的使用2（支撑目标1、2）

流水灯实验：利用8255的A口、B口循环点亮发光二极管。

四、教学建议进度（16学时/8周）

（一）调试工具debug的使用及基本指令的用法    （学时数2）

（二）简单程序的编制及汇编过程                 （学时数2）

（三）宏汇编程序的基本语法及运算类程序编制（学时数2）

（四）DOS系统功能调用（学时数2）

（五）复杂的汇编语言程序的设计（学时数2）

（六）简单I/O接口的操作（学时数2）

（七）可编程并行接口芯片8255A的使用1（学时数2）

（八）可编程并行接口芯片8255A的使用2（学时数2）

五、安排和形式

1.本实验非独立开课，与《微机原理与应用B》课程同步进行。

2.本大纲规定必做实验8个实验，总学时16学时。

3.每组学生人数：1人，指导教师：每30位学生配1名指导教师。

六、考核方式

本实验课为非独立设课，不单独考核，实验内容与相应的理论课统一考核。

七、成绩评定方法

本实验课为非独立设课，不单独考核，实验内容与相应的理论课统一考核。

八、参考书

[1]《微机原理与接口技术(含汇编)习题解析及实验案例分析》，张春芳，清华大学出版社，2015年

[2]《微机原理与接口技术(VC 汇编)实验教程》, 段东波,清华大学出版社，2014年

[3] 《微机原理与接口技术实验指导》，刘云玲,清华大学出版社，2014年

[4] 《微机原理与接口技术习题与实验指导》，侯彦利主编，科学出版社， 2012年

[5] 《80X86微机原理及接口技术—习题解答与实验指导》，余春暄主编，机械工业出版社，2008年

[6] 《微机原理应用实验教程》，陈够喜主编，人民邮电出版社， 2006年

教材：

《32位微机原理与应用》，马兴录主编，清华大学出版社，2015年9月 第1版

《32位微机原理与应用实验指导》，宋廷强等编，清华大学出版社，2015年9月第1版

参考书目：

1.《微型计算机原理及应用》，郑学坚主编，北京：清华大学出版社，第3版，2003

2.《计算机组成与系统结构》，李亚民主编,北京：清华大学出版社，第3版，2003

3．《微型计算机技术及应用》，戴梅萼主编，北京：清华大学出版社，1992

4．《微型计算机系统与接口》，赵雁南主编，北京：清华大学出版社，2005

5．《微型计算机接口技术及应用》，刘乐善主编，华中科技大学出版社，2000