微機(jī)原理及應(yīng)用第五版課件

1、微機(jī)原理及應(yīng)用第五版課件微機(jī)原理及應(yīng)用第五版課件序教育部提出計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)分三個層次如圖1-1所示： 計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)三層次結(jié)構(gòu)序 計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)三層次結(jié)構(gòu)其中：第一層次：計算機(jī)文化基礎(chǔ)學(xué)習(xí)計算機(jī)基本知識，及基本技能。第二層次：計算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ) 學(xué)習(xí)計算機(jī)硬件、軟件的工作原理與相關(guān)知識。第三層次：計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)習(xí)計算機(jī)信息管理基礎(chǔ)和多媒體。 本課程屬于第二層次中“計算機(jī)硬件基礎(chǔ)”課程其中：計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課特點(diǎn)：內(nèi)容多,學(xué)時少, 進(jìn)度快，難度大，應(yīng)用廣。講課內(nèi)容: 微機(jī)原理、匯編語言、接口技術(shù).講課學(xué)時: 56學(xué)時,實(shí)驗(yàn)學(xué)時：8學(xué)時主要參考書： 周明德編著，微型計算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用 第五版，清

2、華大學(xué)出版社 李繼燦主編，微型機(jī)算計原理及應(yīng)用 第三版，清華大學(xué)出版社作業(yè)：下次公布上次的作業(yè)答案。 按時交作業(yè)，僅考察作業(yè)效果，批改 （助教批改）。答疑時間、地點(diǎn)：每周二下午4：305：30，工科南樓（309）計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課特點(diǎn)：主要參考書：作業(yè)：下次公布上次的作如何學(xué)好這門課給同學(xué)們提幾點(diǎn)建議:1、課程特點(diǎn)：基于工程問題的教育 學(xué)習(xí)計算機(jī)硬件、軟件的工作原理與相關(guān)知識。2、觀念轉(zhuǎn)變（教師角色、學(xué)生地位的轉(zhuǎn)變）: 教師角色的轉(zhuǎn)變： 教師從原來以教師為中心的“講解者”的角色轉(zhuǎn)化為學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者。學(xué)生地位的轉(zhuǎn)變:學(xué)生由原來單純聽講、接受灌輸?shù)谋粍拥匚晦D(zhuǎn)化為：主動參與、發(fā)現(xiàn)、探究的主體地位

3、 ;如何學(xué)好這門課給同學(xué)們提幾點(diǎn)建議:2、媒體作用、教學(xué)過程的轉(zhuǎn)變:媒體作用的轉(zhuǎn)變： 教學(xué)媒體由教師的講解工具轉(zhuǎn)化為學(xué)生的認(rèn)知工具 ;教學(xué)過程的轉(zhuǎn)變:教學(xué)過程由傳統(tǒng)的邏輯分析或邏輯綜合 ,講解說明式的過程轉(zhuǎn)變?yōu)椋阂砸饬x建構(gòu)理論指導(dǎo)下的教學(xué)過程 ,并通過意義建構(gòu)形成自己的知識結(jié)構(gòu)，從而獲得知識 ,掌握知識。2、媒體作用、教學(xué)過程的轉(zhuǎn)變:3、學(xué)習(xí)的精髓：在學(xué)校學(xué)習(xí)的精髓在于：在學(xué)校的大環(huán)境中，利用校園文化對學(xué)生的影響，實(shí)現(xiàn)：師生之間在課堂上的相互交流以及學(xué)生之間的相互交流，在利用別人最好成果的基礎(chǔ)上取得進(jìn)展。4、抓住教學(xué)過程中的3個環(huán)節(jié)上課時要主動參與、探究將上課時的多媒體教案從教師手中轉(zhuǎn)化為自己

4、的認(rèn)知工具 ，主動參與、探究；會設(shè)置自學(xué)內(nèi)容，通過自學(xué)從而培養(yǎng)自學(xué)的能力；獨(dú)立完成作業(yè) 同學(xué)之間相互交流，一起討論，但一定要獨(dú)立完成作業(yè)；3、學(xué)習(xí)的精髓：實(shí)驗(yàn)課前要預(yù)習(xí)，寫出預(yù)習(xí)報告，做到心中有數(shù)，有的放矢； 實(shí)驗(yàn)課后，要寫實(shí)驗(yàn)報告，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，提高自己分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)一種嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)作風(fēng)。收獲與時間成正比本課程理論聯(lián)系實(shí)際非常緊密，內(nèi)容更新極快。只能采用解剖麻雀方法，教師在這里只起到拋磚引玉的作用。 因此同學(xué)們學(xué)習(xí)過程中，要花時間去學(xué)習(xí)、思索、實(shí)踐，有機(jī)地將本專業(yè)的知識結(jié)合起來，構(gòu)成一個實(shí)際系統(tǒng)，解決實(shí)際問題。收獲與時間成正比, 花時間越多，收獲將越大 。實(shí)驗(yàn)課前要預(yù)習(xí)，寫出預(yù)

5、習(xí)報告，做到心中有數(shù)，有的放矢；第 1章 概述1.1 x86系列結(jié)構(gòu)的概要?dú)v史 1971年： Intel 4004 。(4位機(jī)) 70年代中期： Intel 8080、8085 。(8位機(jī)) 80年代初： Intel 8086、8088。 (16位機(jī)) 從8086(8088)到80286、80386、80486、奔騰(也稱為80586)、奔騰MMX、奔騰Pro(也稱為80686)、奔騰、奔騰，直至最新的奔騰 ，形成了IA（Intel Architecture）-32結(jié)構(gòu)。第 1章 概述1.1 x86系列結(jié)構(gòu)的概要?dú)v史 微機(jī)原理及應(yīng)用第五版課件1.1.1 8086x86系列結(jié)構(gòu)的最新版本的發(fā)展能

6、追溯到Intel 8086。在x86系列結(jié)構(gòu)系統(tǒng)引進(jìn)32位處理器之前，是16位的處理器，包括8086處理器和隨后很快開發(fā)的80186與80286。 從歷史的觀點(diǎn)來看，x86系列結(jié)構(gòu)同時包括了16位處理器和32位處理器。在現(xiàn)在，32位x86系列結(jié)構(gòu)對于許多操作系統(tǒng)和十分廣泛的應(yīng)用程序來說是最流行的計算機(jī)結(jié)構(gòu)：IA-32結(jié)構(gòu)。 8086有16位寄存器和16位外部數(shù)據(jù)總線，具有20位地址總線，可尋址1M字節(jié)地址空間。1.1.1 8086x86系列結(jié)構(gòu)的最新版本的發(fā)展能追1.1.2 80386Intel 386處理器是x86系列結(jié)構(gòu)系列中的第一個32位處理器。 引入了32寄存器，用于容納操作數(shù)和地址。

7、每個32位寄存器的后一半保留兩個早期處理器版本（8086和80286）的16位寄存器的特性，以提供完全的后向兼容。 Intel 386處理器有32位地址總線，能支持多至4G字節(jié)的物理存儲器。32位結(jié)構(gòu)為每個軟件進(jìn)程提供邏輯地址空間。 4K字節(jié)固定尺寸的頁提供一種虛擬存儲管理方法。1.1.2 80386Intel 386處理器是x861.1.3 80486Intel486處理器指令譯碼和執(zhí)行單元擴(kuò)展為五個流水線段，增加了更多的并行執(zhí)行能力，486處理器能在每個時鐘周期執(zhí)行一條指令。 80486的一個重大改進(jìn)是在x86系列處理器的芯片中引入了緩存。在芯片上增加了一8K字節(jié)的一級緩存（cache），

8、大大增加了每個時鐘周期執(zhí)行一條指令的百分比，包括操作數(shù)在一級cache中的存儲器訪問指令。 Intel486處理器也是第一次把x87 FPU（浮點(diǎn)處理單元）集成到處理器上并增加了新的引腳、位和指令，以支持更復(fù)雜和更強(qiáng)有力的系統(tǒng)（二級cache支持和多處理器支持）。 1.1.3 80486Intel486處理器指令譯碼和1.1.4 奔騰（Pentium）Intel奔騰（Pentium）處理器增加了第二個執(zhí)行流水線以達(dá)到超標(biāo)量性能。芯片上的一級cache也加倍了，8K字節(jié)用于代碼，另8K字節(jié)用于數(shù)據(jù)。主要的寄存器仍是32位，但內(nèi)部數(shù)據(jù)通路是128和256位以加速內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送，且猝發(fā)的外部數(shù)據(jù)總線已

9、經(jīng)增加至64位。奔騰系列的最后一個處理器把Intel MMX技術(shù)引入IA-32結(jié)構(gòu)。Intel MMX技術(shù)用單指令多數(shù)據(jù)（SIMD）執(zhí)行方式在包含64位MMX寄存器中的包裝的整型數(shù)據(jù)上執(zhí)行并行計算。此技術(shù)在高級媒體、影像處理和數(shù)據(jù)壓縮應(yīng)用程序上極大地增強(qiáng)了IA-32處理器的性能。1.1.4 奔騰（Pentium）Intel奔騰（Pe1.1.5 P6系列處理器在1995年，Intel引入了P6系列處理器。此處理器系列是基于新的超標(biāo)量微結(jié)構(gòu)上的，它建立了新的性能標(biāo)準(zhǔn)。 Intel Pentium Pro處理器是基于P6微結(jié)構(gòu)的第一個處理器。P6處理器系統(tǒng)隨后的成員是Intel Pentium II

10、、Intel Pentium II Xeon（至強(qiáng)）、Intel Celeron（賽揚(yáng)）、Intel Pentium III和Intel Pentium III Xeon（至強(qiáng)）處理器。1.1.5 P6系列處理器在1995年，Intel引入1.1.6 奔騰IIIntel Pentium II處理器把MMX技術(shù)加至P6系列處理器，并具有新的包裝和若干硬件增強(qiáng)。處理器核心包裝在了SECC上，這使其更具有了靈活的母板結(jié)構(gòu)。第一級數(shù)據(jù)和指令caches每個擴(kuò)展至16 K字節(jié)，支持二級cache的尺寸為256 K字節(jié)、512 K字節(jié)和1 M字節(jié)。1.1.6 奔騰IIIntel Pentium II處1.

11、1.7 奔騰IIIPentium III處理器引進(jìn)流SIMD擴(kuò)展（SSE）至X86系列結(jié)構(gòu)。SSE擴(kuò)展把由Intel MMX引進(jìn)的SIMD執(zhí)行模式擴(kuò)展為新的128位寄存器和能在包裝的單精度浮點(diǎn)數(shù)上執(zhí)行SIMD操作。1.1.7 奔騰IIIPentium III處理器引進(jìn)1.1.8 Intel Pentium4處理器Intel Pentium 4處理器是2000年推出的ia-32處理器，并是第一個基于Intel NetBurst微結(jié)構(gòu)的處理器。Intel NetBurst微結(jié)構(gòu)是新的32bit微結(jié)構(gòu)，它允許處理器能在比以前的IA-32處理器更高的時鐘速度和性能等級上進(jìn)行操作。Intel Penti

12、um 4處理器有以下高級特性：1.1.8 Intel Pentium4處理器Inte （1）Intel NetBurst微結(jié)構(gòu)的第一個實(shí)現(xiàn)。 （2）流SIMD擴(kuò)展2（SSE2） （3）400 MHz Intel NetBurst微結(jié)構(gòu)系統(tǒng)總線。 （4）與在Intel X86系列結(jié)構(gòu)處理器上所寫和運(yùn)行的已存在的應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)兼容。 （1）Intel NetBurst微結(jié)構(gòu)的第一個1.1.9 Intel 超線程處理器Intel公司于2002年推出了具有超線程技術(shù)的IA-32列處理器。超線程（Hyper-Threading HT）技術(shù)允許單個物理處理器用共享的執(zhí)行資源并發(fā)地執(zhí)行兩個或多個分別的代

13、碼流（線程）。以提高X86系列處理器執(zhí)行多線程操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序代碼的性能。 圖1-1顯示支持HT技術(shù)（用兩個邏輯處理器實(shí)現(xiàn)的）的IA-32處理器與傳統(tǒng)的雙處理器系統(tǒng)的比較。1.1.9 Intel 超線程處理器Intel公司于2微機(jī)原理及應(yīng)用第五版課件1.1.10 Intel 雙核技術(shù)處理器雙核技術(shù)是在IA-32處理器系列中硬件多線程能力的另一種形式。雙核技術(shù)由用在單個物理包中有兩個分別的執(zhí)行核心提供硬件多線程能力。因此，Intel Pentium處理器極品版在一個物理包中提供四個邏輯處理器（每個處理器核有兩個邏輯處理器）。1.1.10 Intel 雙核技術(shù)處理器雙核技術(shù)是在IIntel Pe

14、ntium D處理器也以雙核技術(shù)為特色。此處理器用雙核技術(shù)提供硬件多線程支持，但它不提供超線程技術(shù)。因此，Intel Pentium D處理器在一個物理包中提供兩個邏輯處理器，每個邏輯處理器擁有處理器核的執(zhí)行資源，如圖1-2所示。Intel Pentium D處理器也以雙核技術(shù)為特色。微機(jī)原理及應(yīng)用第五版課件 AMD公司是x86系列處理器的另一重要供應(yīng)商。它于1969年成立。于1991年推出了AM386系列，1993年推出了AM486，1997年推出了AMD-K6（相當(dāng)于具有MMX技術(shù)的奔騰處理器），2001年推出了AMD Athlon(速龍) MP 雙處理器，2003年推出 AMD 速龍 6

15、4 FX處理器，具有64位的x86-64內(nèi)核。直至最近推出了雙核的64位處理器。 AMD公司是x86系列處理器的另一重要供應(yīng)商。它于191.2 計算機(jī)基礎(chǔ) 1.2.1 計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 上述的CPU、主板、內(nèi)存條、硬盤、軟盤、顯示卡、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等。這些都是計算機(jī)的部件，雖然這些部件的功能與性能都有了巨大的發(fā)展，但是計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)未變，如圖1-7所示。 在計算機(jī)中，基本上有兩種信息在流動: 一種信息為數(shù)據(jù)，即各種原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、程序等。 另一種信息流即控制命令1.2 計算機(jī)基礎(chǔ) 1.2.1 計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 微機(jī)原理及應(yīng)用第五版課件 在上述的計算機(jī)硬件中，往往把運(yùn)算器、控制器和存儲

16、器合在一起稱為計算機(jī)的主機(jī)；而把各種輸入輸出設(shè)備統(tǒng)稱為計算機(jī)的外圍設(shè)備或外部設(shè)備（Peripheral）。在主機(jī)部分中，又把運(yùn)算器和控制器合在一起稱為中央處理單元CPU (Central Processing Unit)。隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的發(fā)展，可以把整個CPU集成在一個集成電路芯片上，稱為微處理器(Microprocessor)。 人們把以微處理器為核心構(gòu)成的計算機(jī)，稱為微型計算機(jī)，最典型的就是上述的PC機(jī)。若內(nèi)存的容量較小，輸入輸出設(shè)備少，整個計算機(jī)可以只安裝在一塊印刷電路板上，這樣的計算機(jī)就稱為單板計算機(jī)。若能把整個計算機(jī)集成在一個芯片上，就稱為單片機(jī)。 在上述的計算機(jī)硬件中，往往

17、把運(yùn)算器、控制1.2.2 常用的名詞術(shù)語和二進(jìn)制編碼 1. 位、字節(jié)、字及字長 (1) 位(Bit) “位”是指一個二進(jìn)制位。它是計算機(jī)中信息存儲的最小單位，一般用b(bit)表示。 (2) 字節(jié)(Byte) “字節(jié)”是指相鄰的8個二進(jìn)制位，一般用B(Byte)表示。 1024B為1KB，1024KB為1MB，1024MB為1GB，1024GB為1TB。 1.2.2 常用的名詞術(shù)語和二進(jìn)制編碼 (3) 字(Word)和字長 “字”是計算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞、處理的基本單位。通常它與計算機(jī)內(nèi)部的寄存器、運(yùn)算裝置、總線寬度相一致。 一個字所包含的二進(jìn)制位數(shù)稱為字長。常見的微機(jī)的字長有8位、16位、3

18、2位和64位。 2. 數(shù)字編碼 計算機(jī)中的數(shù)用二進(jìn)制表示。計算機(jī)中的十進(jìn)制數(shù)的每一位用若干位二進(jìn)制表示，這就是二進(jìn)制編碼。即十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼，簡稱二-十進(jìn)制編碼(BCD)。 (3) 字(Word)和字長 3. 字符編碼 同樣，字母、數(shù)字、符號等各種字符也必須按照特定的規(guī)則用二進(jìn)制編碼才能在計算機(jī)中表示。字符編碼的方式很多，世界上最普遍采用的一種字符編碼是ASCII碼（美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼）。 4. 漢字編碼 用計算機(jī)處理漢字，每個漢字須用代碼表示。 (1) 外部碼 是計算機(jī)輸入漢字的代碼，是代表某一個漢字的一組鍵盤符號。 3. 字符編碼 (2) 內(nèi)部碼(漢字內(nèi)碼或漢字機(jī)內(nèi)碼) 內(nèi)部碼通常是用

19、其在漢字字庫中的物理位置表示，可以用漢字在漢字字庫中的序號或者用漢字在漢字字庫中的存儲位置表示。漢字在計算機(jī)中至少要用兩個字節(jié)表示(有用三字節(jié)、四字節(jié)表示的)，在微機(jī)中常用兩字節(jié)漢字內(nèi)碼。 (3) 交換碼 計算機(jī)之間或計算機(jī)與終端之間交換信息時，要求其間傳送的漢字代碼信息要完全一致。國家根據(jù)漢字的常用程度定出了一級和二級漢字字符集，并規(guī)定了編碼，這就是國標(biāo)GB 2312-80信息交換用漢字編碼字符集基本集，GB 2312-80中漢字的編碼即國標(biāo)碼。該標(biāo)準(zhǔn)編碼字符集共收錄漢字和圖形符號7445個。 (2) 內(nèi)部碼(漢字內(nèi)碼或漢字機(jī)內(nèi)碼) (4) 輸出碼 漢字輸出碼又稱漢字字形碼或漢字發(fā)生器的編碼

20、。眾所周知，漢字無論字形有多少變化，也無論筆劃有多有少，都可以寫在一個方塊中；一個方塊可以看作m行n列的矩陣，稱為點(diǎn)陣。一個m行n列的點(diǎn)陣共有mn個點(diǎn)。例如1616點(diǎn)陣的漢字，共有256個點(diǎn)。每個點(diǎn)可以是黑點(diǎn)或者非黑點(diǎn)，凡是筆劃經(jīng)過的點(diǎn)用黑點(diǎn)，于是利用點(diǎn)陣描繪出了漢字字形，漢字的點(diǎn)陣字形在計算機(jī)中稱為字模。如圖1-8表示漢字“中”的1616點(diǎn)陣字模。 (4) 輸出碼00000001 1000000000000001 1000000000000001 1000000000000001 1000000001111111 1111111001100001 1000011001100001 10000

21、11001100001 1000011001100001 1000011001111111 1111111000000001 1000000000000001 1000000000000001 1000000000000001 1000000000000001 1000000000000001 1000000000000001 1000000000000001 10001.2.3 指令、程序和指令系統(tǒng) 計算機(jī)能脫離人的直接干預(yù)，自動地進(jìn)行計算，是由于人把實(shí)現(xiàn)計算的一步步操作用命令的形式即一條條指令(Instruction)預(yù)先輸入到存儲器中，在執(zhí)行時，機(jī)器把這些指令一條條地取出來，加以翻譯和執(zhí)

22、行。 在使用計算機(jī)時，必須把要解決的問題編成一條條指令，這些指令的集合就稱為程序。用戶為解決自己的問題所編制的程序，稱為源程序(Source Program)。 指令通常分成操作碼(Opcode即operation code)和操作數(shù)(Operand)兩大部分。操作碼表示計算機(jī)執(zhí)行什么操作；操作數(shù)指明參加操作的數(shù)的本身或操作數(shù)所在的地址。1.2.3 指令、程序和指令系統(tǒng) 計算機(jī)1.2.4 初級計算機(jī) 為簡化，先用模型機(jī)分析計算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 。 圖1-9是微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，它是由微處理器(CPU)、存儲器、接口電路組成，通過三條總線(BUS)地址總線(Address Bus)，控制總線(Cont

23、rol Bus)和雙向數(shù)據(jù)總線(Data Bus )來連接。 1.2.4 初級計算機(jī) 為簡化，先用模微機(jī)原理及應(yīng)用第五版課件 1. CPU的結(jié)構(gòu) 模型機(jī)的CPU結(jié)構(gòu)，如圖1-10所示。 算術(shù)邏輯單元ALU(Arithmetic Logic Unit)是執(zhí)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算的裝置，它以累加器 AL(Accumulator)的內(nèi)容作為一個操作數(shù)；另一個操作數(shù)由內(nèi)部數(shù)據(jù)總線供給，可以是寄存器(Register)BL中的內(nèi)容，也可以是由數(shù)據(jù)寄存器DR(Data Register)供給的由內(nèi)存讀出的內(nèi)容等；操作的結(jié)果通常放在累加器AL中。 1. CPU的結(jié)構(gòu)微機(jī)原理及應(yīng)用第五版課件 F(Flag)是標(biāo)志寄

24、存器，由一些標(biāo)志位組成 。 PC程序計數(shù)器，提供要執(zhí)行的指令的地址。 AR(Address Register)是地址寄存器，由它把要尋址的單元的地址(可以是指令則地址由PC提供；也可以是數(shù)據(jù)則地址要由指令中的操作數(shù)部分給定)通過地址總線，送至存儲器。 從存儲器中取出的指令，由數(shù)據(jù)寄存器送至指令寄存器IR(Instruction Register)，經(jīng)過指令譯碼器ID(Instruction Decoder)譯碼，通過控制電路，發(fā)出執(zhí)行一條指令所需要的各種控制信息。 F(Flag)是標(biāo)志寄存器，由一些標(biāo)志 2. 存儲器 存儲器的結(jié)構(gòu)如圖1-11所示。它由256個存儲單元組成，為了能區(qū)分不同的存儲

25、單元，對這些存儲單元分別編了號，用兩位十六進(jìn)制數(shù)表示，這就是它們的地址如00H、01H、02H、FFH等；而每一個存儲單元可以存放8位二進(jìn)制信息(通常也用兩位十六進(jìn)制數(shù)表示)，就是它們的內(nèi)容。 2. 存儲器微機(jī)原理及應(yīng)用第五版課件 (1) 讀操作 若已知在04號存儲單元中，存的內(nèi)容為10000100即84H，若要把它讀出至數(shù)據(jù)總線上，則要求CPU的地址寄存器先給出地址號04，然后通過地址總線送至存儲器，存儲器中的地址譯碼器對它進(jìn)行譯碼，找到04號存儲單元；再要求CPU發(fā)出讀的控制命令，于是04號存儲單元的內(nèi)容84H就出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上，由它送至數(shù)據(jù)寄存器DR，如圖1-12所示。 (1) 讀操作微

26、機(jī)原理及應(yīng)用第五版課件 (2) 寫操作 若要把數(shù)據(jù)寄存器中的內(nèi)容26H寫入到10號存儲單元，則要求CPU的AR地址寄存器先給出地址10，通過地址總線(AB)送至存儲器，經(jīng)譯碼后找到10號存儲單元；然后把DR數(shù)據(jù)寄存器中的內(nèi)容26H經(jīng)數(shù)據(jù)總線(DB)送給存儲器；且CPU發(fā)出寫的控制命令，于是數(shù)據(jù)總線上的信息26H就可以寫入到10號存儲單元中，如圖1-13所示。 (2) 寫操作微機(jī)原理及應(yīng)用第五版課件 3. 執(zhí)行過程 若程序已經(jīng)存放在內(nèi)存中，大部分8位機(jī)執(zhí)行過程就是取指(取出指令)和執(zhí)行（執(zhí)行指令）這兩個階段的循環(huán)。 機(jī)器從停機(jī)狀態(tài)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，要把第一條指令所在的地址賦給PC，然后就進(jìn)入取指階段

27、。在取指階段從內(nèi)存中讀出的內(nèi)容必為指令，所以DR把它送至IR，然后由指令譯碼器譯碼，就知道此指令要執(zhí)行什么操作，在取指階段結(jié)束后就進(jìn)入執(zhí)行階段。當(dāng)一條指令執(zhí)行完以后，就進(jìn)入到了下一條指令的取指階段，這樣的循環(huán)一直進(jìn)行到程序結(jié)束(遇到停機(jī)指令)。 3. 執(zhí)行過程1.2.6 尋址方式 如何尋找操作數(shù)(地址)的問題，這就是尋址方式。 1. 立即尋址(Immediate Addressing) “操作數(shù)在指令中?！?2. 寄存器尋址(Register Addressing) “操作數(shù)在寄存器中?！?.2.5 簡單程序舉例 1.2.6 尋址方式 如何尋找操作數(shù)( 3. 直接尋址(Direct Addre

28、ssing) “操作數(shù)的地址在指令中?！?在這種尋址方式中，指令的操作數(shù)字段不是操作數(shù)本身，而是操作數(shù)所在的地址，它是把地址所指的存儲單元的內(nèi)容送至累加器AL，如圖1-19所示。 由于在這種尋址方式中，指令中包含操作數(shù)的直接地址，故稱為直接尋址。 3. 直接尋址(Direct Add80稱為直接地址80稱為直接地址 4. 寄存器間接尋址(Register Indirect Addressing) “操作數(shù)的地址在寄存器中?！?這種尋址方式是把BL中的內(nèi)容作為操作數(shù)的地址，把此地址所指的內(nèi)存單元的內(nèi)容送AL，如圖1-20所示。 在這種尋址方式，操作數(shù)的地址并不直接在指令中，而是在某一個寄存器中，

29、故稱為間接尋址。 4. 寄存器間接尋址(RegisBL稱為間址寄存器BL稱為間址寄存器1.2.7 分支 在程序執(zhí)行時，往往會產(chǎn)生許多條件，要按條件執(zhí)行不同的操作。也有許多操作要重復(fù)執(zhí)行。于是程序直線執(zhí)行的情況很少，而是要根據(jù)條件執(zhí)行分支或循環(huán)。這就需要有分支和循環(huán)指令。 1. 無條件轉(zhuǎn)移(Unconditional Jump) 無條件轉(zhuǎn)移的指令的格式為： JMP n 這條指令的功能是把n賦給PC，于是程序無條件地轉(zhuǎn)移到地址n開始的程序段去。 1.2.7 分支 在程序執(zhí)行時，往 2. 條件轉(zhuǎn)移(Conditional Jump) 程序中更多的情況是： 要根據(jù)上面的指令運(yùn)行的結(jié)果，判斷它是否滿足一

30、定的條件，若滿足則轉(zhuǎn)移，不滿足則順序繼續(xù)執(zhí)行。 為確定是否滿足條件，機(jī)器中為此設(shè)立了一些判斷條件的標(biāo)志。主要的標(biāo)志有： Z(Zero)標(biāo)志零標(biāo)志。若指令的運(yùn)行結(jié)果為零(即8位全為0)則Z=1；否則Z=0。C(Carry)標(biāo)志進(jìn)位標(biāo)志。若在加法運(yùn)算時最高位(bit7)向前有進(jìn)位，或在減法運(yùn)算時最高位向前有借位，則C=1；否則C=0。S(Sign)標(biāo)示符號標(biāo)志。若運(yùn)算的結(jié)果為負(fù)(bit7=1)，則S=1；否則S=0。 2. 條件轉(zhuǎn)移(Conditiona 3. 算術(shù)和邏輯運(yùn)算指令 邏輯運(yùn)算:兩操作數(shù)按位進(jìn)行邏輯操作。 (1) “與”運(yùn)算 凡是與0進(jìn)行邏輯“與”運(yùn)算的位結(jié)果為0，而與1進(jìn)行“與”運(yùn)算

31、的位結(jié)果不變。 (2) “或”運(yùn)算 凡是與0進(jìn)行邏輯“或”運(yùn)算的位結(jié)果維持不變，而與1進(jìn)行“或”運(yùn)算的結(jié)果為1。 (3) “異或”運(yùn)算 兩個相同的位“異或”的結(jié)果為0，否則為1。故利用對同一個數(shù)做“異或”運(yùn)算，可對操作數(shù)清0；也可利用”異或”運(yùn)算來檢驗(yàn)兩個操作數(shù)是否相同。 3. 算術(shù)和邏輯運(yùn)算指令 1.3 計算機(jī)的硬件和軟件1.3.1 系統(tǒng)軟件 這些為了使用和管理計算機(jī)由機(jī)器的設(shè)計者提供的軟件，統(tǒng)稱為系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件包括： (1) 各種語言和它們的匯編或解釋、編譯程序； (2) 機(jī)器的監(jiān)控管理程序(Monitor)、調(diào)試程序(Debug)、故障檢查和診斷程序； (3) 程序庫。為了擴(kuò)大計算機(jī)

32、的功能，便于用戶使用，機(jī)器中設(shè)置了各種標(biāo)準(zhǔn)子程序，這些子程序的總和就形成了程序庫； (4) 操作系統(tǒng)。 1.3 計算機(jī)的硬件和軟件1.3.1 系統(tǒng)軟件 1.3.2 應(yīng)用軟件 用戶利用計算機(jī)以及計算機(jī)所提供的各種系統(tǒng)軟件，編制解決用戶各種實(shí)際問題的程序，這些程序就稱為應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件也可以逐步標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、逐步形成了解決各種典型問題的應(yīng)用程序的組合，稱為軟件包(Package)。 1.3.3 支撐軟件 支撐軟件又稱支持軟件。 為了便于用戶根據(jù)需要建立自己的數(shù)據(jù)庫，詢問、顯示、修改數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，輸出打印各種表格等，這就建立了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS：Data Base Management S

33、ystem) 、報表（EXCEL）、字處理（WORD）等支撐軟件。1.3.2 應(yīng)用軟件 用戶利用計算機(jī)以及計1.4 微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu) 運(yùn)算器與控制器是系統(tǒng)的核心，稱為CPU 。把整個運(yùn)算器控制器即CPU集成在一個芯片上的CPU，稱之為微處理器(Micro Processor)。CPU本身還不是一個微型計算機(jī)，而只是微型計算機(jī)的一部分。只有與適當(dāng)容量的存儲器、輸入輸出設(shè)備的接口電路以及必要的輸入輸出設(shè)備結(jié)合在一起，才是一臺微型計算機(jī)(Micro Computer)，或稱為微型計算機(jī)系統(tǒng)(Micro Computer System)，如圖1-28所示。 1.4 微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu) 運(yùn)算器與控制微機(jī)原

34、理及應(yīng)用第五版課件普通PC（Pentium）的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（多總線結(jié)構(gòu)）普通PC（Pentium）的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（多總線結(jié)構(gòu)）微機(jī)原理及應(yīng)用第五版課件1.5GHzIDE2Pentium IV北橋440BXAGP南橋PIIX4ECMOS & RTCUSB超級I/OIDE1COM1COM2LPT12.1GHzL1CacheL2Cache處理機(jī)總線500MHz500MHzPCI 總線 100MHzPCI 插槽ISA 插槽ISA總線 8MHz內(nèi)存條ROM BIOS顯示器硬盤光驅(qū)軟驅(qū)鍵盤鼠標(biāo)打印機(jī)MODEM66MHz顯卡1.5GHzIDE2Pentium IV北橋AGP南橋CMO 按信號的作用，總線分為三類：

35、地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線 存儲器I/O接口輸入設(shè)備I/O接口數(shù)據(jù)總線 DB控制總線 CB地址總線 AB輸出設(shè)備CPU 按信號的作用，總線分為三類：存I/O輸I/O數(shù)據(jù)總線 DB1.微處理器、微型計算機(jī)、微型計算機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)軟件：DOS、Windows 95/98/2000應(yīng)用軟件：WPS 、 Word、Photoshop微 處 理 器 CPU 存儲器(RAM,ROM) I/O接口總線 硬 件軟 件微 型計算機(jī)系 統(tǒng)微 型計算機(jī)(主機(jī))外 設(shè)ALU寄存器控制部件鍵盤、鼠標(biāo)顯示器軟驅(qū)、硬盤、光驅(qū) 打印機(jī)、掃描儀1.微處理器、微型計算機(jī)、微型計算機(jī)系統(tǒng)微 處 理 器 CP1.4.1 微型計算機(jī)的外部結(jié)構(gòu) 在微型計算機(jī)系統(tǒng)中，外部信息的傳送是通過總線進(jìn)行的。大部分微型計算機(jī)有三組總線：地址總線(Address Bus)、數(shù)據(jù)總線(Data Bus)和控制總線(Control Bus)。 地址總線AB： 通常為32位，因此，可尋址的內(nèi)存單元為232=4GB。I/O接口也是通過地址總線來尋址的，它可以尋址64K個外設(shè)端口。 1.4.1 微型計算機(jī)的外部結(jié)構(gòu) 在微型 數(shù)據(jù)總線DB： 目前常用的為32位。數(shù)據(jù)在