微機原理概要課件

主講教師

方義秋

輔導(dǎo)教師易芝

微機原理1主講教師方義秋微機原理1教材《32位微型計算機原理與接口技術(shù)》

仇玉章主編

清華大學(xué)出版社2教材《32位微型計算機原理與接口技術(shù)》2參考文獻：

《微型計算機硬件技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)》鄒逢興主編國防科技大學(xué)出版社《32微型計算機原理接口技術(shù)及其應(yīng)用》史新福等編西北工業(yè)大學(xué)出版社/wjyljyy/jiaoan/jiaoan_new.asp廣東工業(yè)大學(xué)★/excellent_course/fjsjzywjxlkc_wjylyjkjs_course_resume.asp華北航天工業(yè)大學(xué)★/jpkc/weijiyl/web/i3wjsyjx1.htm南京理工大學(xué)★/jpkc/declare/08wjjk/louyuwu/index.asp東南大學(xué)3參考文獻：《微型計算機硬件技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)》鄒逢興主編《微型機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求

1.課程性質(zhì)及教學(xué)目的

《微型計算機原理與接口技術(shù)》是學(xué)習(xí)以Intel80486為背景的32位微型計算機基本知識和應(yīng)用技能的重要課程。本課程幫助學(xué)生掌握微型計算機的硬件組成及使用；學(xué)會運用指令系統(tǒng)和匯編語言進行程序設(shè)計；熟悉各種類型的接口及其應(yīng)用，樹立起微型計算機體系結(jié)構(gòu)的基本概念，為后繼計算機課程的學(xué)習(xí)及應(yīng)用打好基礎(chǔ)。

4《微型機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求1.課程性《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求

2.課程教學(xué)安排理論教學(xué)學(xué)時：58學(xué)時實驗學(xué)時：6學(xué)時考試形式：以筆試為主占70%，實踐占20%，作業(yè)占10%3.教材主體內(nèi)容結(jié)構(gòu)基本知識與基本概念計算機中的數(shù)據(jù)表示：數(shù)制與編碼計算機的系統(tǒng)組成：硬件、軟件存儲器的基礎(chǔ)知識5《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求2.課程教《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求80486微處理器微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)80486的工作模式：實地址模式、保護虛地址模式和虛擬86方式80486的外部引腳指令系統(tǒng)與匯編語言指令的概念與尋址方式80486指令系統(tǒng)介紹匯編語言格式、基本表達、偽指令介紹匯編語言源程序的建立、編輯、運行、調(diào)試6《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求80486微處《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求匯編語言程序設(shè)計及其應(yīng)用程序設(shè)計的方法和步驟順序程序、分支程序、循環(huán)程序、子程序的設(shè)計DOS和BIOS中斷調(diào)用

DOS功能調(diào)用

BIOS中斷調(diào)用

7《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求匯編語言程序設(shè)《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求輸入輸出系統(tǒng)

輸入輸出接口概述信息交換方式：無條件方式、查詢方式、中斷方式及DMA方式可編程定時/計數(shù)器8254中斷系統(tǒng)中斷的概念中斷向量及其作用軟中斷與硬件中斷的區(qū)別微機系統(tǒng)的中斷處理過程可編程中斷控制器8259A及其應(yīng)用8《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求8《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求串行通信1．串行同步通信與異步通信的基本概念2．串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232C3．8250接口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，端口地址分配，分頻率系數(shù)的計算與初始化步驟。4．8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同步收/發(fā)與異步收/發(fā)，初始化方法并行I/0接口芯片1．8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：兩組控制電路，三個端口，方式0、方式1與方式2的特點與使用場合。2．8255A方式選擇控制字和C口置位/復(fù)位控制字的含義及使用。8255A的應(yīng)用和初始化。9《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求串行通信9《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求

DMA控制器1．DMA的工作過程2．8237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本功能3．8237A各個內(nèi)部寄存器的作用存儲系統(tǒng)1．虛擬存儲器的概念2．80486的段式存儲器、頁式存儲器、段頁式存儲器3．Cache的工作原理10《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求DMA控制器第一章

數(shù)制和碼制1.1計算機中的數(shù)制1.2計算機中的碼制１.3浮點數(shù)基本概念11第一章

數(shù)制和碼制1.1計算機中的數(shù)制111.1計算機中的數(shù)制計算機中的數(shù)據(jù)都是采用二進制形式存儲和處理的，二進制數(shù)只有兩個數(shù)字0和1，這與我們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫氖M制數(shù)是不同的。

１、１、１計算機中常用的計數(shù)制

人們最常用的數(shù)是十進制數(shù)，計算機中采用的是二進制數(shù)，同時有的時候為了簡化二進制數(shù)據(jù)的書寫，也采用八進制和十六進制表示方法。下面將分別介紹這幾種常用的進制。

1、十進制數(shù)

十進制數(shù)是大家熟悉的，用0，1，2，…，8，9十個不同的符號來表示數(shù)值，它采用的是“逢十進一，借一當(dāng)十”的原則。

121.1計算機中的數(shù)制計算機中的數(shù)據(jù)都是采用二進制形式存儲2、二進制表示法基數(shù)為10的記數(shù)制叫十進制；基數(shù)為2的記數(shù)制叫做二進制。二進制數(shù)的計算規(guī)則是“逢二進一，借一當(dāng)二”。

二進制表示數(shù)值方法如下：

NB=±Ki*2i其中：Ki=0或1ni=-m例：二進制數(shù)1011.1表示如下：(1011.1)B=1*23+0*22+1*21+1*20

+1*2-1132、二進制表示法二進制表示數(shù)值方法如下：ni=-m例：二進制運算規(guī)則：加法運算：0+0=00+1=11+0=11+1=10（逢二進一）減法運算：0-0=010-1=1（借位）1-0=11-1=0乘法運算：0*0=00*1=01*0=01*1=1除法運算0/1=01/1=114運算規(guī)則：143、八進制表示法八進制數(shù)是基數(shù)為八的計數(shù)制。八進制數(shù)主要采用0，1，2，…，7這八個阿拉伯?dāng)?shù)字。八進制數(shù)的運算規(guī)則為“逢八進一，借一當(dāng)八”。八進制表示數(shù)值方法如下：

NO=±Ki*8i其中：Ki=0、1、2、3、4、5、6、7ni=-m例：（467.6)O=4*82

+6*81

+7*80+6*8-1153、八進制表示法八進制表示數(shù)值方法如下：ni=-m例：（464、十六進制表示法基數(shù)為16，用0-9、A-F十五個字符來數(shù)值，逢十六進一。各位的權(quán)值為16i。二進制表示數(shù)值方法如下：

NH=±Ki*16i其中：Ki=0-9、A-Fni=-m例：（56D.3)H=5*162

+6*161+13*160+3*16-1164、十六進制表示法二進制表示數(shù)值方法如下：ni=-m例：（5

下表給出了計算機中不同計數(shù)制的基數(shù)、數(shù)碼、進位關(guān)系和表示方法。計數(shù)制基數(shù)數(shù)碼進位關(guān)系表示方法二進制20、1逢二進一1010B或（1010）2八進制80、1、2、3、4、5、6、7逢八進一247O或（247）8十進制100、1、2、3、4、5、6、7、8、9逢十進一598D或（598）10十六進制160、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F逢十六進一7C2FH或（7C2F）1617下表給出了計算機中不同計數(shù)制的基數(shù)、數(shù)碼、進位關(guān)系1、１、2數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1、二進制數(shù)和十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換（1）、二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)方法：按二進制數(shù)的位權(quán)進行展開相加即可。例:11101.101=1×24+1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=16+8+4+0+1+0.5+0.25+0.125=29.875

181、１、2數(shù)制間的轉(zhuǎn)換18（2）、十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)方法：A、將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進行轉(zhuǎn)換，然后再把轉(zhuǎn)換結(jié)果進行相加。B、整數(shù)轉(zhuǎn)換采用除2取余法：用2不斷地去除要轉(zhuǎn)換的數(shù)，直到商為0。再將每一步所得的余數(shù)，按逆序排列，便可得轉(zhuǎn)換結(jié)果。C、小數(shù)轉(zhuǎn)換采用乘2取整法：每次用2與小數(shù)部分相乘，取乘積的整數(shù)部分，再取其小數(shù)部分乘2直到小部分為0。將所取整數(shù)順序放在小數(shù)點后即為轉(zhuǎn)換結(jié)果。19（2）、十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)19例：將（136）D轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。2136余數(shù)（結(jié)果）低位268----------0234----------0217----------028----------124----------022----------021----------00----------1高位轉(zhuǎn)換結(jié)果：（136）D=（10001000）B20例：將（136）D轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。轉(zhuǎn)換結(jié)果：（136）D=（例：將（0.625)D轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。0.625*2

1.25*2

0.5*2

1.0

取整：高位低位轉(zhuǎn)換結(jié)果：(0.625)D=(0.101)B21例：將（0.625)D轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。轉(zhuǎn)換結(jié)果：(0.6252、二進制數(shù)和八進制數(shù)、十六進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換（1）、二進制數(shù)到八進制數(shù)、十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換A、二進制數(shù)到八進制數(shù)轉(zhuǎn)換采用“三位化一位”的方法。從小數(shù)點開始向兩邊分別進行每三位分一組，向左不足三位的，從左邊補0；向右不足三位的，從右邊補0。B、二進制數(shù)到十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換采用“四位化一位”的方法。從小數(shù)點開始向兩邊分別進行每四位分一組，向左不足四位的，從左邊補0；向右不足四位的，從右邊補0。例：將(1000110.01)B轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)和十六進制數(shù)。

1

000110.01001

000110.010

(106.2)O222、二進制數(shù)和八進制數(shù)、十六進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換(1二進制數(shù)到十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換：（1000110.01）B=1000110.0101000110.0100(46.4)H（2）、八進制、十六進制數(shù)到二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換方法：采用“一位化三位（四位）”的方法。按順序?qū)懗雒课话诉M制（十六進制）數(shù)對應(yīng)的二進制數(shù)，所得結(jié)果即為相應(yīng)的二進制數(shù)。例：將(352.6)o轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。352.6011101010110=(11101010.11)B23二進制數(shù)到十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換：(46.1.1.3計算機中常用的編碼計算機除了用于數(shù)值計算之外，還要進行大量的文字信息處理，也就是要對表達各種文字信息的符號進行加工。計算機中目前最通用的兩種字符編碼分別是美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（ASCII碼）和二—十進制編碼（BCD碼）。1.美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（ASCII碼）ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）碼是美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼的簡稱，用于給西文字符編碼，包括英文字母的大小寫、數(shù)字、專用字符、控制字符等。這種編碼由7位二進制數(shù)組合而成，可以表示128種字符，目前在國際上廣泛流行。（見書P.3表1.2）241.1.3計算機中常用的編碼242.二—十進制編碼——BCD碼BCD（Binary-CodedDecimal）碼又稱為“二—十進制編碼”，專門解決用二進制數(shù)表示十進數(shù)的問題?！岸M制編碼”最常用的是8421編碼，其方法是用4位二進制數(shù)表示1位十進制數(shù)，自左至右每一位對應(yīng)的位權(quán)是8、4、2、1。由于4位二進制數(shù)有0000~1111共16種狀態(tài)，而十進制數(shù)0~9只取0000~1001的10種狀態(tài)，其余6種不用。252.二—十進制編碼——BCD碼252626通常，BCD碼有兩種形式，即壓縮BCD碼和非壓縮BCD碼。（1）壓縮BCD碼：壓縮BCD碼的每一位數(shù)采用4位二進制數(shù)來表示，即一個字節(jié)表示兩位十進制數(shù)。例如：十進制數(shù)59D，采用壓縮BCD碼表示為二進制數(shù)是01011001B。（2）非壓縮BCD碼：非壓縮BCD碼的每一位數(shù)采用8位二進制數(shù)來表示，即一個字節(jié)表示1位十進制數(shù)。而且只用每個字節(jié)的低4位來表示0~9，高4位為0。例如：十進制數(shù)87D，采用非壓縮BCD碼表示為二進制數(shù)是0000100000000111B。

27通常，BCD碼有兩種形式，即壓縮BCD碼和非壓縮BCD碼。23.漢字編碼具有漢字信息處理能力的計算機系統(tǒng)，除了配備必要的漢字設(shè)備和接口外，還應(yīng)該裝配有支持漢字信息輸入、輸出和處理的操作系統(tǒng)。（1）漢字輸入碼：用于外部輸入漢字，也稱為外碼。有順序碼——將漢字按一定順序排好，然后逐個賦予1個號碼作為該漢字的編碼，例如區(qū)位碼；音碼——根據(jù)漢字的讀音進行編碼，例如拼音碼；形碼——根據(jù)漢字的字形進行編碼，例如五筆字型；音形碼——根據(jù)漢字的讀音和字形進行編碼，例如雙拼碼。（2）漢字機內(nèi)碼：是漢字處理系統(tǒng)內(nèi)部存儲、處理漢字而使用的編碼，簡稱內(nèi)碼。內(nèi)碼與國家標(biāo)準(zhǔn)GB2312-80漢字字符集有簡明的一一對應(yīng)關(guān)系。283.漢字編碼28（3）漢字交換碼：是漢字信息處理系統(tǒng)之間或通信系統(tǒng)之間傳輸信息時，對每個漢字所規(guī)定的統(tǒng)一編碼。我國已指定了漢字交換碼的國家標(biāo)準(zhǔn)“信息交換用漢字編碼字符集——基本集”，代號GB2321-80，又稱“國標(biāo)碼”。國標(biāo)碼字符集共收錄漢字和圖形符號7445個。其中：一級常用漢字3755個；二級非常用漢字和偏旁部首3008個；圖形符號682個。國標(biāo)碼是所有漢字編碼都應(yīng)該遵循的標(biāo)準(zhǔn)，自公布這一標(biāo)準(zhǔn)后，漢字機內(nèi)碼的編碼、漢字字庫的設(shè)計、漢字輸入碼的轉(zhuǎn)換、輸出設(shè)備的漢字地址碼等，都以此標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。

返回29（3）漢字交換碼：是漢字信息處理系統(tǒng)之間或通信系統(tǒng)之間傳輸信1.2計算機中的碼制

1.基本概念在計算機內(nèi)部表示二進制數(shù)的方法通常稱為數(shù)值編碼，把一個數(shù)及其符號在機器中的表示加以數(shù)值化，這樣的數(shù)稱為機器數(shù)。機器數(shù)所代表的數(shù)稱為該機器數(shù)的真值。301.2計算機中的碼制

30（1）機器數(shù)的符號：在算術(shù)運算中，數(shù)據(jù)是有正有負的，稱之為帶符號數(shù)。為了在計算機中正確地表示帶符號數(shù)，通常規(guī)定每個字長的最高位為符號位，并用“0”表示正數(shù)，用“1”表示負數(shù)。例如：字長為8位二進制時，D7為符號位，其余D6~D0為數(shù)值位；字長為16位二進制數(shù)時，D15為符號位，其余D14~D0為數(shù)值位?！?/p>

如：01100000B，10110000B稱機器數(shù)，對應(yīng)有符號的數(shù)：+1100000B，-0110000B稱真值數(shù)，值為+96，-48無符號的數(shù)：01100000B，10110000B其十進制數(shù)為96，17631（1）機器數(shù)的符號：在算術(shù)運算中，數(shù)據(jù)是有正有負的，稱之為帶（2）機器數(shù)的范圍：由計算機的CPU字長來決定。當(dāng)使用8位寄存器時，字長為8位，所以一個無符號整數(shù)的最大值是：（11111111）B=（255）D，此時機器數(shù)的范圍是0~255。當(dāng)使用16位寄存器時，字長為16位，所以一個無符號整數(shù)的最大值是：（1111111111111111）B=（FFFF）H=（65535）D，此時機器數(shù)的范圍是0~6553532（2）機器數(shù)的范圍：由計算機的CPU字長來決定。32（3）機器數(shù)中小數(shù)點的位置：在機器中，小數(shù)點的位置通常有兩種約定，一種規(guī)定小數(shù)點的位置固定不變，這時的機器數(shù)稱為“定點數(shù)”；另一種規(guī)定小數(shù)點的位置可以浮動，這時的機器數(shù)稱為“浮點數(shù)”。

33（3）機器數(shù)中小數(shù)點的位置：332.機器數(shù)的原碼、反碼、補碼（1）原碼：規(guī)定正數(shù)的符號位為0，負數(shù)的符號位為1，其它位按照一般的方法來表示數(shù)的絕對值。用這樣的表示方法得到的就是數(shù)的原碼。例如：當(dāng)機器字長為8位二進制數(shù)時：X＝＋1011011 [X]原碼＝01011011Y＝－1011011 [Y]原碼＝11011011X＝＋0000000[X]原碼＝00000000Y＝－0000000[Y]原碼＝10000000原碼表示的整數(shù)范圍是－（2n-1－1）~＋（2n-1－1），其中n為機器字長。通常：8位二進制原碼表示的整數(shù)范圍是－127~＋127，16位二進制原碼表示的整數(shù)范圍是－32767~＋32767。

342.機器數(shù)的原碼、反碼、補碼34（2）反碼：對于一個帶符號的數(shù)來說，[正數(shù)]反=[正數(shù)]原，既正數(shù)的反碼與其原碼相同；[負數(shù)]反=其原碼除符號位以外的各位按位取反。例如：當(dāng)機器字長為8位二進制數(shù)時：X＝＋1011011[X]原碼＝01011011[X]反碼＝01011011Y＝－1011011[Y]原碼＝11011011[Y]反碼＝10100100X＝＋0000000[X]原碼＝00000000[X]反碼＝00000000Y＝－0000000[Y]原碼＝10000000[Y]反碼＝11111111反碼表示的整數(shù)范圍是－（2n-1－1）~＋（2n-1－1），其中n為機器字長。負數(shù)的反碼與負數(shù)的原碼有很大的區(qū)別，反碼通常用作求補碼過程中的中間形式。35（2）反碼：對于一個帶符號的數(shù)來說，35（3）補碼：正數(shù)的補碼與其原碼相同，負數(shù)的補碼為其反碼在最低位加1。例如：X＝＋1011011

X＝＋0000000 [X]原碼＝01011011 [X]原碼＝00000000 [X]補碼＝01011011 [X]補碼＝00000000

Y＝－1011011

Y＝－0000000 [Y]原碼＝11011011 [Y]原碼＝10000000 [Y]反碼＝10100100 [Y]反碼＝11111111 [Y]補碼＝10100101 [Y]補碼＝00000000補碼表示的整數(shù)范圍是－2n-1~＋（2n-1－1），其中n為機器字長。則：8位二進制補碼表示的整數(shù)范圍是－128~＋127，16位二進制補碼表示的整數(shù)范圍是－32768~＋32767。負零的補碼和正零的補碼相同。

36（3）補碼：正數(shù)的補碼與其原碼相同，負數(shù)的補碼為其反碼在最低3．整數(shù)補碼的運算（１）?！骋挥嬃科鞯淖畲髥挝?。如：時鐘１２點；８位寄存器，可表達00000000~11111111共256個數(shù)，，故模為28

N位寄存器，模為2n

（2）

有模的運算凡是用器件進行的運算都是有摸運算。當(dāng)運算結(jié)果大于摸時，超出的部分被運算器自動“丟棄”（保存在進位標(biāo)志寄存器中）。373．整數(shù)補碼的運算（１）?！骋挥嬃科鞯淖畲髥挝弧?7如：時鐘撥準(zhǔn)，現(xiàn)是3點，而時針指向5點，撥準(zhǔn)的方法有二：

５－２＝３（逆時針撥２小時）

５＋１０＝３，１２丟失（順時針撥１０小時）（mod12）有X+12=X若Ｘ＝－５，則－５＋１２＝—５，即7＝－５稱７是（－５）對模１２的補碼。在摸12的意義下，負數(shù)可以轉(zhuǎn)化為正數(shù)，而正負數(shù)相加也可轉(zhuǎn)化為正數(shù)間的相加。如：

4＋（－5）=４＋（１２－５）＝４＋７

38如：時鐘撥準(zhǔn)，現(xiàn)是3點，而時針指向5點，撥準(zhǔn)的方法有二：38（3）

求補運算——按位取反，末位加１例如：X＝+75=＋1001011

X＝-75=-1001011

[+X]補碼＝01001011[-X]補碼＝10110101按位取反：1011010001001010末位加1：1011010101001011

對［＋Ｘ］補碼按位取反末位加１，就得到［－Ｘ］補碼對［－Ｘ］補碼按位取反末位加１，就得到［＋Ｘ］補碼

39（3）

求補運算——按位取反，末位加１39

補碼與真值之間的轉(zhuǎn)換：給定機器數(shù)的真值可以通過補碼的定義來完成真值到補碼的轉(zhuǎn)換，若已知某數(shù)的補碼求其真值，計算方法如下：正數(shù)補碼的真值等于補碼的本身；負數(shù)補碼轉(zhuǎn)換為其真值時，利用“求補運算”，即可得到該負數(shù)補碼對應(yīng)的真值。40補碼與真值之間的轉(zhuǎn)換：給定機器數(shù)的真值可以（4）

整數(shù)補碼的運算補碼的加法規(guī)則：［Ｘ＋Ｙ］補碼＝［Ｘ］補＋［Ｙ］補碼補碼的減法規(guī)則：［Ｘ－Ｙ］補碼＝［Ｘ］補＋［－Ｙ］補碼其中X，Y為正負數(shù)皆可，符號位參加運算。當(dāng)滿足－２ｎ－１≤（X，Y，X±Y）<２ｎ－１條件時，可得正確結(jié)果。（n為字長，以２ｎ為模）例1．2．1（P.6）例1．2．2（P.6）

41（4）

整數(shù)補碼的運算414．無符號數(shù)

8位寄存器的內(nèi)容11111111B，若是無符號數(shù)。其值等于255；若是補碼數(shù)，其真值等于－１；若是反碼數(shù)，其真值等于－０；一個數(shù)的物理意義，由程序員卻決定。

424．無符號數(shù)8位寄存器的內(nèi)容11111111B，425．進位和溢出

（１）

進位——運算之后，最高位向更高位的進位。被運算器“丟棄”，保存在“進位標(biāo)志觸發(fā)器”中（C標(biāo)志=1）。有符號數(shù)，不能統(tǒng)計在運算結(jié)果中。無符號數(shù)，進位值是結(jié)果的一部分，不能丟棄。（２）

溢出——運算結(jié)果超出了寄存器所能表示的范圍，此時，“溢出觸發(fā)器”置1（O標(biāo)志=1）435．進位和溢出（１）

進位——運算之后，最高位向更高位（3）

溢出判斷——雙高位判別法設(shè)：Ｃs——表征符號位進位，有進位Cs=1，否則，Cs=0；Cp——表征數(shù)值部分的進位（進入到符號位），有進位Cp=1，否則Cp=0；l

當(dāng)Cs=0，Cp=1時，溢出為“正溢出”，（兩個正數(shù)相加）。例yl1-5

l

當(dāng)Cs=1，Cp=0時，溢出為“負溢出”，（兩個負數(shù)相加）。例YL1-6

l

當(dāng)Cs=0，Cp=0時，無溢出，例YL1-7

l

當(dāng)Cs=1，Cp=1時，無溢出，

例YL1-8

l

一個正數(shù)和一個負數(shù)相加，和肯定不溢出。例YL1-9微機中用“異或”線路來判斷有無溢出，即Cs⊕Cp=1，溢出標(biāo)志O為1。

對無符號數(shù)，只要有進位，即溢出。

返回44（3）

溢出判斷——雙高位判別法返回44返回l

當(dāng)Cs=0，Cp=1時，溢出為“正溢出”，（兩個正數(shù)相加）例yl1-545返回l

當(dāng)Cs=0，Cp=1時，溢出為“正溢出”，（兩例YL1-6返回l

當(dāng)Cs=1，Cp=0時，溢出為“負溢出”，（兩個負數(shù)相加）

46例YL1-6返回l

當(dāng)Cs=1，Cp=0時，溢出為“負l

當(dāng)Cs=0，Cp=0時，無溢出，例YL1-7返回47l

當(dāng)Cs=0，Cp=0時，無溢出，例YL1-7返l

當(dāng)Cs=1，Cp=1時，無溢出，例YL1-8返回48l

當(dāng)Cs=1，Cp=1時，無溢出，例YL1-8l

一個正數(shù)和一個負數(shù)相加，和肯定不溢出。例YL1-9返回49l

一個正數(shù)和一個負數(shù)相加，和肯定不溢出。返回49１.3浮點數(shù)基本概念1.浮點數(shù)

浮點數(shù)的統(tǒng)一格式：

Ｓ——尾數(shù)；尾符；Ｊ——階碼，表示小數(shù)點的實際位置；階符；純小數(shù)：S=0.1011010101規(guī)格化的浮點真值數(shù)滿足的條件：尾數(shù)為純小數(shù)，且小數(shù)點后是1不是0。階碼為整數(shù)50１.3浮點數(shù)基本概念1.浮點數(shù)502．

浮點機器數(shù)計算機硬件存儲浮點數(shù)的格式：小數(shù)點約定位置

階符階碼尾符·尾數(shù)

0——階碼為正數(shù)整數(shù)1——尾數(shù)為負數(shù)純小數(shù)浮點機器數(shù)有兩種：

階碼和尾數(shù)采用相同的碼制。

階碼和尾數(shù)采用不同的碼制。

512．浮點機器數(shù)0——階碼為正數(shù)整數(shù)【例1.3.1】

階碼和尾數(shù)采用相同的碼制。設(shè)字長為16位，階符為1位，階碼為4位，尾數(shù)10位要求把X=－101101.0101B寫成規(guī)格化的浮點補碼數(shù)，階碼和尾數(shù)均用補碼表示。X=－0.1011010101×2+600110101001010110——階碼為正數(shù)階碼（補碼）1——尾數(shù)為負數(shù)尾數(shù)（補碼）【例1.3.2】

階碼和尾數(shù)采用不同的碼制。

設(shè)階碼用原碼表示，尾數(shù)用補碼表示，求下列浮點機器數(shù)的真值00010100100110010——階碼為正數(shù)階碼（原碼）1——尾數(shù)為負數(shù)尾數(shù)（補碼）解：真值=－0.1101100111×2－252【例1.3.1】

階碼和尾數(shù)采用相同的碼制。03、浮點數(shù)的數(shù)值范圍

在定字長條件下，分配給階碼的位數(shù)越多，數(shù)的范圍越大；而尾數(shù)的相對減少，數(shù)的精度越小?！纠?.3.13】說明：匯編程序涉及的都是整數(shù)，只有在高級語言程序中才用到浮點數(shù)，且浮點數(shù)有自己的一套運算法則。作業(yè)：P.10習(xí)題1.1

下一章533、浮點數(shù)的數(shù)值范圍說明：匯編程序涉及的都是整數(shù)，只有在高5454第二章計算機基礎(chǔ)知識

2、1微機計算機的發(fā)展2、2計算機系統(tǒng)組成

2、3存儲器基礎(chǔ)知識

2、4微型計算機的工作過程55第二章計算機基礎(chǔ)知識2、1微機計算機的發(fā)展552、1微機計算機的發(fā)展1971年，美國Intel公司研究并制造了I4004微處理器芯片。該芯片能同時處理4位二進制數(shù)，集成了2300個晶體管，每秒可進行6萬次運算，成本約為200美元。它是世界上第一個微處理器芯片，以它為核心組成的MCS-4計算機，標(biāo)志了世界第一臺微型計算機的誕生。微機概念：以大規(guī)模、超大規(guī)模構(gòu)成的微處理器作為核心，配以存儲器、輸入/輸出接口電路及系統(tǒng)總路線所制造出的計算機。劃分階段的標(biāo)志：以字長和微處理器型號。562、1微機計算機的發(fā)展1971年，美國Intel公司研第一代4位和低檔8位機Intel4004第二代中高檔8位機8080/8085、Z80、MC6800第三代16位機Intel8086、Z8000、MC6800第四代32位機80386、80486第五代64位機IntelPentium（1971-1973）（1974-1978）（1978-1981）（1981-1992）（1993后）特點：1、速度越來越快。2、容量越來越大。3、功能越來越強。57第一代4位和低檔8位機Intel4004第二代中高檔8位機2、2計算機系統(tǒng)組成

硬件結(jié)構(gòu)是在馮·諾依曼提出的計算機邏輯結(jié)構(gòu)和存儲程序概念的基礎(chǔ)上建立。

2、2、1計算機系統(tǒng)的硬件組成

2．2．2計算機系統(tǒng)軟件組成

2．1．3微型機的硬件結(jié)構(gòu)

582、2計算機系統(tǒng)組成硬件結(jié)構(gòu)是在馮·諾依曼提出的計算2、2、1計算機系統(tǒng)的硬件組成計算機硬件系統(tǒng)基本組成：運算器、控制器、存儲器、輸入/輸出（I/O）接口、輸入/輸出設(shè)備、電源系統(tǒng)等

592、2、1計算機系統(tǒng)的硬件組成計算機硬件系統(tǒng)基本組成：運1、存儲器——（內(nèi)存）用來存儲指令和數(shù)據(jù)。2、運算器——進行算術(shù)運算和邏輯運算的部件（arithmeticlogicunit,簡稱ALU），也是指令的執(zhí)行部件。3、控制器——指揮中心。負責(zé)對指令進行譯碼，產(chǎn)生控制信號，控制其他部件完成指令規(guī)定的操作。4、輸入設(shè)備——通過接口電路將程序和數(shù)據(jù)輸入內(nèi)存。如：鍵盤、掃描儀、等。5、輸出設(shè)備——CPU通過輸出接口電路，將結(jié)果及程序、數(shù)據(jù)送到輸出設(shè)備上。如：顯示器、打印機。CPU（centralprocessingunit，中央處理器）=運算器+控制器

601、存儲器——（內(nèi)存）用來存儲指令和數(shù)據(jù)。60軟件系統(tǒng)軟件程序設(shè)計語言應(yīng)用軟件：軟件包，數(shù)據(jù)庫機器語言匯編語言高級語言監(jiān)控程序操作系統(tǒng)編輯程序解釋程序編譯程序診斷程序2．2．2計算機系統(tǒng)軟件組成

系統(tǒng)軟件——使用和管理計算機本身。應(yīng)用軟件——由用戶開發(fā)和使用。

61軟件系統(tǒng)軟件程序設(shè)計語言應(yīng)用軟件：軟件包，數(shù)據(jù)庫機器語言匯編2．2．3微型機的硬件結(jié)構(gòu)1、核心CPU——集成了運算器、控制器、寄存器和存儲管理等部件

622．2．3微型機的硬件結(jié)構(gòu)1、核心CPU——集成了運算器2、總線——是連接CPU與存儲器、I/O接口的公共導(dǎo)線，是各部件信息傳輸?shù)墓餐ǖ?。有三條總線：（⒈）地址總線AB（addressbus）——傳輸?shù)刂沸畔?，用來尋址存儲單元和I/O端口。其“寬度”決定了內(nèi)存的最大容量：8088/8086有20根地址線，能尋址220=1兆內(nèi)存；80286有24根地址線，能尋址224=16兆內(nèi)存；80486有32根地址線，能尋址232=4G內(nèi)存；

信息流向通常是單向，由CPU發(fā)出地址信息。

632、總線——是連接CPU與存儲器、I/O接口的公共導(dǎo)線，是各（⒉）

數(shù)據(jù)總線DB（databus）——傳輸數(shù)據(jù)。8088CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)線是16位，但CPU與存儲器、I/O端口之間是8位80286內(nèi)/外數(shù)據(jù)線都是16位寬，是16位的微處理器。80486有32位數(shù)據(jù)線，一次可傳輸4個字節(jié)的數(shù)據(jù)。信息流向是雙向流動：在CPU進行讀操作時，內(nèi)存或外設(shè)的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線送往CPU；在CPU進行寫操作時，CPU數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線送往內(nèi)存或外設(shè)64（⒉）數(shù)據(jù)總線DB（databus）——傳輸數(shù)據(jù)。64（⒊）控制總線CB（controlbus）——向各部件發(fā)出（或接受）控制信號。不同的CPU，其條數(shù)不同。

信息流向大部分是單向的：或者是CPU發(fā)出的操作命令；或者是其他部件向CPU提出的請求信號。如：中斷請求信號、總線請求信號、狀態(tài)信號。

少數(shù)控制線是雙向控制線。

65（⒊）控制總線CB（controlbus）——向各部件發(fā)出控制總線的部件（總線主控設(shè)備）：

CPU和DMA控制器。被總線控制的部件（總線控制設(shè)備）：

存儲器和I/O設(shè)備?？偩€的使用特點：1）、在某一時刻，只能由一個總線主控設(shè)備來控制總線，其它總線主控設(shè)備此時必須放棄對總線的控制。2）、在連接系統(tǒng)的各個設(shè)備中，在某一時刻只能有一發(fā)送者發(fā)送信號，但可以有多個設(shè)備從總線上同時獲得信號。3）、通過總線插槽來與接口板連接。66控制總線的部件（總線主控設(shè)備）：總線的使用特點：663、存儲器——內(nèi)存分為：ROM——只讀存儲器。RAM——隨機（讀/寫）存儲器

4、I/O接口——CPU與I/O設(shè)備之間交換信息的的接口電路。交換信息暫存在接口電路的寄存器中。該寄存器稱“端口寄存器”——編排地址稱“端口地址”

673、存儲器——內(nèi)存4、I/O接口——CPU與I/O設(shè)備之間交顯示器卡：完成顯示器與總線的連接。聲卡：完成聲音的輸入/輸出。網(wǎng)卡：完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。掃描卡：連接掃描儀到計算機。調(diào)制解調(diào)器卡：模擬信號與數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換。鍵盤接口、打印機接口等。232接口：串行數(shù)據(jù)接口。USB接口：通用串行接口。I/O接口68顯示器卡：完成顯示器與總線的連接。I/O接口682、3存儲器基礎(chǔ)知識

2．3．1存儲器分類主要分為主存儲器和輔助存儲器兩大類

692、3存儲器基礎(chǔ)知識2．3．1存儲器分類691、主存儲器特點——存取速度快，由指令直接訪問。隨機存儲器（randomaccessmemory,簡稱RAM），分為靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM：靜態(tài)RAM（SRAM）——所存信息穩(wěn)定，斷電時消失。存取速度快，但集成度底，容量小，價格貴，作為高速緩沖存儲器。動態(tài)RAM（DRAM）——依靠MOS柵極電容上的電荷來存儲信息，電荷只維持幾秒，所以須不斷的進行“信息再生”，即“刷新”，配有刷新電路。高、大、便宜，“內(nèi)存條”。701、主存儲器特點——存取速度快，由指令直接訪問。70只讀存儲器（readonlymemory，簡稱ROM）。信息一經(jīng)寫入，只讀不改，斷電后，信息不消失存放BIOS（基本輸入/輸出系統(tǒng)程序，為最底層的系統(tǒng)管理程序）。

2、輔助存儲器特點——存取速度慢，指令不能直接訪問，但容量大，用來存放暫時不用的程序和數(shù)據(jù)。3、高速緩沖存儲器（cache）——用于兩個工作速度不同的部件之間，在信息交換過程中起緩沖存儲的作用。

71只讀存儲器（readonlymemory，簡稱ROM）。2、3、2存儲器基本操作靜態(tài)存儲系統(tǒng)：由若干存儲器芯片、地址移碼電路、讀寫控制電路組成

722、3、2存儲器基本操作靜態(tài)存儲系統(tǒng)：由若干存儲器芯片1．

存儲容量8位二進制碼——>一個字節(jié)（一個單元）（byte）2個連續(xù)單元——>一個字（word）4個連續(xù)單元——>雙字（doubleword）1024個單元=1KB1024K=1MB（兆）1024M=1GB1024G=1TB字長——計算機內(nèi)部一次可以處理的二進制數(shù)碼的位數(shù)。系統(tǒng)為每一個單元分配一個“地址”。地址由一串二進制數(shù)編排，寫成十六進制形式。如：1兆容量的內(nèi)存，其地址編碼范圍為00000H~FFFFFH，即為20位的物理地址。731．

存儲容量732．

存儲器讀寫操作（圖2.4）讀操作——從指定存儲單元讀取信息。過程：CPU將20位物理地址放在AB上，通過地址譯碼器，“選中”存儲單元。然后，CPU發(fā)“存儲器讀命令”，被選中單元的內(nèi)容讀到DB上，送到CPU的某個寄存器中。寫操作——將信息寫入指定單元。過程：CPU將20位物理地址放在AB上，通過地址譯碼器，“選中”存儲單元。CPU把信息放在DB上，然后，CPU發(fā)“存儲器寫命令”，從而將DB上的信息寫到指定的存儲單元。742．

存儲器讀寫操作（圖2.4）743、存儲器擴容

例：由4片8KB存儲器芯片6246組成32KB的靜態(tài)存儲器一片6246有13根地址線（A12~A0）（即8KB容量），2根片選信號線（CE1和CE2），讀（OE）寫（WE）控制線。地址空間：32KB=32×1024=32768=8000H尋址范圍：00000H~07FFFH地址線的低13位與4片6246的同名地址線復(fù)接，高位地址通過譯碼器產(chǎn)生“片選”信號。（如圖2.5(P.15)）753、存儲器擴容7576762、4、1微處理器典型的基本結(jié)構(gòu)

（如圖）（1）算術(shù)邏輯部件累加器AL：保存一個操作數(shù)或運算結(jié)果暫存器：保存另一個操作數(shù)算術(shù)邏輯單元ALU：對數(shù)據(jù)進行加工處理，主要包括算術(shù)和邏輯運算，如加、減、乘、與、或、非運算等標(biāo)志寄存器F：保存算術(shù)和邏輯運算后建立的各種標(biāo)志碼（2）控制器（3）寄存器2、4微型計算機的工作過程772、4、1微處理器典型的基本結(jié)構(gòu)（如圖）2、4微型計（2）控制器由程序計數(shù)器（PC）或稱指令指針(IP)、指令寄存器（IR）、指令譯碼器（ID）和時序信號發(fā)生器組成。程序計數(shù)器（PC）或稱指令指針(IP)：要執(zhí)行程序指令所在單元地址。指令寄存器（IR）：保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。指令譯碼器（ID）：將指令的操作碼翻譯成機器能識別的命令信號。時序信號發(fā)生器：根據(jù)指令譯碼器（ID）產(chǎn)生的命令信號產(chǎn)生具體的控制信號。78（2）控制器78（3）寄存器包括一組通用寄存器組和專用寄存器。通用寄存器——用于暫存參加運算的一個操作數(shù)，例如數(shù)據(jù)寄存器可以用來存放8位或16位或32位的二進制操作數(shù)。這些操作數(shù)可以是參加操作的數(shù)據(jù)，操作的中間結(jié)果，也可以是操作數(shù)的地址，大部分算術(shù)和邏輯運算指令都可以使用這些數(shù)據(jù)寄存器。專用寄存器——通常有指令指針I(yè)P或稱（程序計數(shù)器PC）和堆棧指針SP等

79（3）寄存器79(ID)返回80(ID)返回80執(zhí)行一條指令：包括取指令與執(zhí)行指令兩個基本階段2、4、2一個程序執(zhí)行過程81執(zhí)行一條指令：包括取指令與執(zhí)行指令兩個基本階段2、4、2一個實例：求5+8=？在進行計算前，應(yīng)做如下工作：（1）、用助記符號指令（匯編語言）編寫程序（源程序）；（2）、用匯編軟件（匯編程序）將源程序匯編成計算機能識別的機器語言程序；（3）、將數(shù)據(jù)和程序通過輸入設(shè)備送入存儲器中存放。完成5+8=？的程序：助記符機器碼操作MOVAL，05H/B0H05H

；把05送入累加器ALADDAL，08H/04H08H

；08與AL中內(nèi)容相加，結(jié)果存入累加器ALHLT/F4H

；CPU暫停操作。82實例：求5+8=？完成5+8=？的程序：MOVAL，05H該程序在內(nèi)存中的存儲分配：3條指令共5個字節(jié)83該程序在內(nèi)存中的存儲分配：3條指令共5個字節(jié)831、取第一指令操作碼的過程：（1）、將程序計數(shù)器（PC或IP）的內(nèi)容00送地址寄存器AR。（2）、程序計數(shù)器PC的內(nèi)容自動加1變?yōu)?1H，為取下一條指令作好準(zhǔn)備。（3）、地址寄存器AR將00H通過地址總線送至存儲器地址譯碼器譯碼，選中00H單元。（4）、CPU控制器發(fā)出“讀”命令。（5）、所選中的00單元的內(nèi)容B0H讀至數(shù)據(jù)總線DB上。（6）、經(jīng)數(shù)據(jù)總線DB，讀出的B0H送至數(shù)據(jù)寄存器DR。（7）、數(shù)據(jù)寄存器DR將其內(nèi)容送至指令寄存器IR中，經(jīng)過ID譯碼CPU“識別”出這個操作碼為“MOVAL，n”指令，于是控制器發(fā)出執(zhí)行這條指令的各種控制命令。841、取第一指令操作碼的過程：8485852、取第一條指令操作數(shù)的過程：（1）、將程序計數(shù)器（PC或IP）的內(nèi)容01送地址寄存器AR。（2）、程序計數(shù)器PC的內(nèi)容自動加1變?yōu)?2H，為取下一條指令作好準(zhǔn)備。（3）、地址寄存器AR將01H通過地址總線送至存儲器地址譯碼器譯碼，經(jīng)譯碼選中01H單元。（4）、CPU控制器發(fā)出“讀”命令。（5）、所選中的01H單元的內(nèi)容05H讀至數(shù)據(jù)總線DB上。（6）、經(jīng)數(shù)據(jù)總線DB，讀出的05H送至數(shù)據(jù)寄存器DR。（7）、CPU由指令譯碼已知讀出的是立即數(shù)，并要求將它送入累加器AL中，所以數(shù)據(jù)寄存器DR通過內(nèi)部總線將05H送入累加器AL中，并進入第2條指令的取指過程。

862、取第一條指令操作數(shù)的過程：8687873、取第2條指令操作碼的過程：與取第一條指令操作碼的過程相同，讀出的操作碼04H經(jīng)譯碼后，CPU就“知道”04H表示一條加法指令。加法指令將累加器AL中的內(nèi)容作為一個操作數(shù)，另一個操作數(shù)在該指令的第2字節(jié)中，取出該指令的第2字節(jié)。883、取第2條指令操作碼的過程：884、取第2條指令第2字節(jié)操作數(shù)及執(zhí)行指令的過程：（1）、將程序計數(shù)器（PC或IP）的內(nèi)容03送地址寄存器AR。（2）、程序計數(shù)器PC的內(nèi)容自動加3變?yōu)?4H，為取下一條指令作好準(zhǔn)備。（3）、地址寄存器AR將03H通過地址總線送至存儲器地址譯碼器譯碼，經(jīng)譯碼選中03H單元。（4）、CPU控制器發(fā)出“讀”命令。（5）、所選中的01H單元的內(nèi)容08H讀至數(shù)據(jù)總線DB上。（6）、經(jīng)數(shù)據(jù)總線DB，讀出的08H送至數(shù)據(jù)寄存器DR。（7）、CPU由指令譯碼已知讀出的數(shù)據(jù)08H為操作數(shù)，并要將它與暫存于累加器AL中的內(nèi)容05H相加，故數(shù)據(jù)由DR通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送至ALU的I2輸入端。（8）AL中的內(nèi)容送ALU的I1端，然后執(zhí)行加的操作。（9）把相加的結(jié)果0DH由ALU的輸出端又送到累加器AL中。894、取第2條指令第2字節(jié)操作數(shù)及執(zhí)行指令的過程：8990905、最后一條指令HLT的執(zhí)行過程：與取第一條指令操作碼的過程相同，讀出的操作碼F4H經(jīng)譯碼后，CPU就“知道”F4H是暫停指令。于是控制器停止產(chǎn)生各種只信號，使計算機停止全部操作。此時，程序已完成5+8的運算，并且和數(shù)放在累加器AL中。

915、最后一條指令HLT的執(zhí)行過程：911、字體安裝與設(shè)置如果您對PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進行批量替換，一次性更改各頁面字體。在“開始”選項卡中，點擊“替換”按鈕右側(cè)箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）在圖“替換”下拉列表中選擇要更改字體。（如下圖）在“替換為”下拉列表中選擇替換字體。點擊“替換”按鈕，完成。922、替換模板中的圖片模板中的圖片展示頁面，您可以根據(jù)需要替換這些圖片，下面介紹兩種替換方法。方法一：更改圖片選中模版中的圖片（有些圖片與其他對象進行了組合，選擇時一定要選中圖片本身，而不是組合）。單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“更改圖片”，選擇要替換的圖片。（如下圖）注意：為防止替換圖片發(fā)生變形，請使用與原圖長寬比例相同的圖片。921、字體安裝與設(shè)置如果您對PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進贈送精美圖標(biāo)贈送精美圖標(biāo)

主講教師

方義秋

輔導(dǎo)教師易芝

微機原理94主講教師方義秋微機原理1教材《32位微型計算機原理與接口技術(shù)》

仇玉章主編

清華大學(xué)出版社95教材《32位微型計算機原理與接口技術(shù)》2參考文獻：

《微型計算機硬件技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)》鄒逢興主編國防科技大學(xué)出版社《32微型計算機原理接口技術(shù)及其應(yīng)用》史新福等編西北工業(yè)大學(xué)出版社/wjyljyy/jiaoan/jiaoan_new.asp廣東工業(yè)大學(xué)★/excellent_course/fjsjzywjxlkc_wjylyjkjs_course_resume.asp華北航天工業(yè)大學(xué)★/jpkc/weijiyl/web/i3wjsyjx1.htm南京理工大學(xué)★/jpkc/declare/08wjjk/louyuwu/index.asp東南大學(xué)96參考文獻：《微型計算機硬件技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)》鄒逢興主編《微型機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求

1.課程性質(zhì)及教學(xué)目的

《微型計算機原理與接口技術(shù)》是學(xué)習(xí)以Intel80486為背景的32位微型計算機基本知識和應(yīng)用技能的重要課程。本課程幫助學(xué)生掌握微型計算機的硬件組成及使用；學(xué)會運用指令系統(tǒng)和匯編語言進行程序設(shè)計；熟悉各種類型的接口及其應(yīng)用，樹立起微型計算機體系結(jié)構(gòu)的基本概念，為后繼計算機課程的學(xué)習(xí)及應(yīng)用打好基礎(chǔ)。

97《微型機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求1.課程性《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求

2.課程教學(xué)安排理論教學(xué)學(xué)時：58學(xué)時實驗學(xué)時：6學(xué)時考試形式：以筆試為主占70%，實踐占20%，作業(yè)占10%3.教材主體內(nèi)容結(jié)構(gòu)基本知識與基本概念計算機中的數(shù)據(jù)表示：數(shù)制與編碼計算機的系統(tǒng)組成：硬件、軟件存儲器的基礎(chǔ)知識98《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求2.課程教《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求80486微處理器微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)80486的工作模式：實地址模式、保護虛地址模式和虛擬86方式80486的外部引腳指令系統(tǒng)與匯編語言指令的概念與尋址方式80486指令系統(tǒng)介紹匯編語言格式、基本表達、偽指令介紹匯編語言源程序的建立、編輯、運行、調(diào)試99《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求80486微處《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求匯編語言程序設(shè)計及其應(yīng)用程序設(shè)計的方法和步驟順序程序、分支程序、循環(huán)程序、子程序的設(shè)計DOS和BIOS中斷調(diào)用

DOS功能調(diào)用

BIOS中斷調(diào)用

100《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求匯編語言程序設(shè)《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求輸入輸出系統(tǒng)

輸入輸出接口概述信息交換方式：無條件方式、查詢方式、中斷方式及DMA方式可編程定時/計數(shù)器8254中斷系統(tǒng)中斷的概念中斷向量及其作用軟中斷與硬件中斷的區(qū)別微機系統(tǒng)的中斷處理過程可編程中斷控制器8259A及其應(yīng)用101《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求8《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求串行通信1．串行同步通信與異步通信的基本概念2．串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232C3．8250接口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，端口地址分配，分頻率系數(shù)的計算與初始化步驟。4．8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同步收/發(fā)與異步收/發(fā)，初始化方法并行I/0接口芯片1．8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：兩組控制電路，三個端口，方式0、方式1與方式2的特點與使用場合。2．8255A方式選擇控制字和C口置位/復(fù)位控制字的含義及使用。8255A的應(yīng)用和初始化。102《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求串行通信9《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求

DMA控制器1．DMA的工作過程2．8237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本功能3．8237A各個內(nèi)部寄存器的作用存儲系統(tǒng)1．虛擬存儲器的概念2．80486的段式存儲器、頁式存儲器、段頁式存儲器3．Cache的工作原理103《微型計算機原理與接口技術(shù)》

課程簡介及要求DMA控制器第一章

數(shù)制和碼制1.1計算機中的數(shù)制1.2計算機中的碼制１.3浮點數(shù)基本概念104第一章

數(shù)制和碼制1.1計算機中的數(shù)制111.1計算機中的數(shù)制計算機中的數(shù)據(jù)都是采用二進制形式存儲和處理的，二進制數(shù)只有兩個數(shù)字0和1，這與我們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫氖M制數(shù)是不同的。

１、１、１計算機中常用的計數(shù)制

人們最常用的數(shù)是十進制數(shù)，計算機中采用的是二進制數(shù)，同時有的時候為了簡化二進制數(shù)據(jù)的書寫，也采用八進制和十六進制表示方法。下面將分別介紹這幾種常用的進制。

1、十進制數(shù)

十進制數(shù)是大家熟悉的，用0，1，2，…，8，9十個不同的符號來表示數(shù)值，它采用的是“逢十進一，借一當(dāng)十”的原則。

1051.1計算機中的數(shù)制計算機中的數(shù)據(jù)都是采用二進制形式存儲2、二進制表示法基數(shù)為10的記數(shù)制叫十進制；基數(shù)為2的記數(shù)制叫做二進制。二進制數(shù)的計算規(guī)則是“逢二進一，借一當(dāng)二”。

二進制表示數(shù)值方法如下：

NB=±Ki*2i其中：Ki=0或1ni=-m例：二進制數(shù)1011.1表示如下：(1011.1)B=1*23+0*22+1*21+1*20

+1*2-11062、二進制表示法二進制表示數(shù)值方法如下：ni=-m例：二進制運算規(guī)則：加法運算：0+0=00+1=11+0=11+1=10（逢二進一）減法運算：0-0=010-1=1（借位）1-0=11-1=0乘法運算：0*0=00*1=01*0=01*1=1除法運算0/1=01/1=1107運算規(guī)則：143、八進制表示法八進制數(shù)是基數(shù)為八的計數(shù)制。八進制數(shù)主要采用0，1，2，…，7這八個阿拉伯?dāng)?shù)字。八進制數(shù)的運算規(guī)則為“逢八進一，借一當(dāng)八”。八進制表示數(shù)值方法如下：

NO=±Ki*8i其中：Ki=0、1、2、3、4、5、6、7ni=-m例：（467.6)O=4*82

+6*81

+7*80+6*8-11083、八進制表示法八進制表示數(shù)值方法如下：ni=-m例：（464、十六進制表示法基數(shù)為16，用0-9、A-F十五個字符來數(shù)值，逢十六進一。各位的權(quán)值為16i。二進制表示數(shù)值方法如下：

NH=±Ki*16i其中：Ki=0-9、A-Fni=-m例：（56D.3)H=5*162

+6*161+13*160+3*16-11094、十六進制表示法二進制表示數(shù)值方法如下：ni=-m例：（5

下表給出了計算機中不同計數(shù)制的基數(shù)、數(shù)碼、進位關(guān)系和表示方法。計數(shù)制基數(shù)數(shù)碼進位關(guān)系表示方法二進制20、1逢二進一1010B或（1010）2八進制80、1、2、3、4、5、6、7逢八進一247O或（247）8十進制100、1、2、3、4、5、6、7、8、9逢十進一598D或（598）10十六進制160、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F逢十六進一7C2FH或（7C2F）16110下表給出了計算機中不同計數(shù)制的基數(shù)、數(shù)碼、進位關(guān)系1、１、2數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1、二進制數(shù)和十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換（1）、二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)方法：按二進制數(shù)的位權(quán)進行展開相加即可。例:11101.101=1×24+1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=16+8+4+0+1+0.5+0.25+0.125=29.875

1111、１、2數(shù)制間的轉(zhuǎn)換18（2）、十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)方法：A、將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進行轉(zhuǎn)換，然后再把轉(zhuǎn)換結(jié)果進行相加。B、整數(shù)轉(zhuǎn)換采用除2取余法：用2不斷地去除要轉(zhuǎn)換的數(shù)，直到商為0。再將每一步所得的余數(shù)，按逆序排列，便可得轉(zhuǎn)換結(jié)果。C、小數(shù)轉(zhuǎn)換采用乘2取整法：每次用2與小數(shù)部分相乘，取乘積的整數(shù)部分，再取其小數(shù)部分乘2直到小部分為0。將所取整數(shù)順序放在小數(shù)點后即為轉(zhuǎn)換結(jié)果。112（2）、十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)19例：將（136）D轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。2136余數(shù)（結(jié)果）低位268----------0234----------0217----------028----------124----------022----------021----------00----------1高位轉(zhuǎn)換結(jié)果：（136）D=（10001000）B113例：將（136）D轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。轉(zhuǎn)換結(jié)果：（136）D=（例：將（0.625)D轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。0.625*2

1.25*2

0.5*2

1.0

取整：高位低位轉(zhuǎn)換結(jié)果：(0.625)D=(0.101)B114例：將（0.625)D轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。轉(zhuǎn)換結(jié)果：(0.6252、二進制數(shù)和八進制數(shù)、十六進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換（1）、二進制數(shù)到八進制數(shù)、十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換A、二進制數(shù)到八進制數(shù)轉(zhuǎn)換采用“三位化一位”的方法。從小數(shù)點開始向兩邊分別進行每三位分一組，向左不足三位的，從左邊補0；向右不足三位的，從右邊補0。B、二進制數(shù)到十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換采用“四位化一位”的方法。從小數(shù)點開始向兩邊分別進行每四位分一組，向左不足四位的，從左邊補0；向右不足四位的，從右邊補0。例：將(1000110.01)B轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)和十六進制數(shù)。

1

000110.01001

000110.010

(106.2)O1152、二進制數(shù)和八進制數(shù)、十六進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換(1二進制數(shù)到十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換：（1000110.01）B=1000110.0101000110.0100(46.4)H（2）、八進制、十六進制數(shù)到二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換方法：采用“一位化三位（四位）”的方法。按順序?qū)懗雒课话诉M制（十六進制）數(shù)對應(yīng)的二進制數(shù)，所得結(jié)果即為相應(yīng)的二進制數(shù)。例：將(352.6)o轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。352.6011101010110=(11101010.11)B116二進制數(shù)到十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換：(46.1.1.3計算機中常用的編碼計算機除了用于數(shù)值計算之外，還要進行大量的文字信息處理，也就是要對表達各種文字信息的符號進行加工。計算機中目前最通用的兩種字符編碼分別是美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（ASCII碼）和二—十進制編碼（BCD碼）。1.美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（ASCII碼）ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）碼是美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼的簡稱，用于給西文字符編碼，包括英文字母的大小寫、數(shù)字、專用字符、控制字符等。這種編碼由7位二進制數(shù)組合而成，可以表示128種字符，目前在國際上廣泛流行。（見書P.3表1.2）1171.1.3計算機中常用的編碼242.二—十進制編碼——BCD碼BCD（Binary-CodedDecimal）碼又稱為“二—十進制編碼”，專門解決用二進制數(shù)表示十進數(shù)的問題?！岸M制編碼”最常用的是8421編碼，其方法是用4位二進制數(shù)表示1位十進制數(shù)，自左至右每一位對應(yīng)的位權(quán)是8、4、2、1。由于4位二進制數(shù)有0000~1111共16種狀態(tài)，而十進制數(shù)0~9只取0000~1001的10種狀態(tài)，其余6種不用。1182.二—十進制編碼——BCD碼2511926通常，BCD碼有兩種形式，即壓縮BCD碼和非壓縮BCD碼。（1）壓縮BCD碼：壓縮BCD碼的每一位數(shù)采用4位二進制數(shù)來表示，即一個字節(jié)表示兩位十進制數(shù)。例如：十進制數(shù)59D，采用壓縮BCD碼表示為二進制數(shù)是01011001B。（2）非壓縮BCD碼：非壓縮BCD碼的每一位數(shù)采用8位二進制數(shù)來表示，即一個字節(jié)表示1位十進制數(shù)。而且只用每個字節(jié)的低4位來表示0~9，高4位為0。例如：十進制數(shù)87D，采用非壓縮BCD碼表示為二進制數(shù)是0000100000000111B。

120通常，BCD碼有兩種形式，即壓縮BCD碼和非壓縮BCD碼。23.漢字編碼具有漢字信息處理能力的計算機系統(tǒng)，除了配備必要的漢字設(shè)備和接口外，還應(yīng)該裝配有支持漢字信息輸入、輸出和處理的操作系統(tǒng)。（1）漢字輸入碼：用于外部輸入漢字，也稱為外碼。有順序碼——將漢字按一定順序排好，然后逐個賦予1個號碼作為該漢字的編碼，例如區(qū)位碼；音碼——根據(jù)漢字的讀音進行編碼，例如拼音碼；形碼——根據(jù)漢字的字形進行編碼，例如五筆字型；音形碼——根據(jù)漢字的讀音和字形進行編碼，例如雙拼碼。（2）漢字機內(nèi)碼：是漢字處理系統(tǒng)內(nèi)部存儲、處理漢字而使用的編碼，簡稱內(nèi)碼。內(nèi)碼與國家標(biāo)準(zhǔn)GB2312-80漢字字符集有簡明的一一對應(yīng)關(guān)系。1213.漢字編碼28（3）漢字交換碼：是漢字信息處理系統(tǒng)之間或通信系統(tǒng)之間傳輸信息時，對每個漢字所規(guī)定的統(tǒng)一編碼。我國已指定了漢字交換碼的國家標(biāo)準(zhǔn)“信息交換用漢字編碼字符集——基本集”，代號GB2321-80，又稱“國標(biāo)碼”。國標(biāo)碼字符集共收錄漢字和圖形符號7445個。其中：一級常用漢字3755個；二級非常用漢字和偏旁部首3008個；圖形符號682個。國標(biāo)碼是所有漢字編碼都應(yīng)該遵循的標(biāo)準(zhǔn)，自公布這一標(biāo)準(zhǔn)后，漢字機內(nèi)碼的編碼、漢字字庫的設(shè)計、漢字輸入碼的轉(zhuǎn)換、輸出設(shè)備的漢字地址碼等，都以此標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。

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