微機原理與接口技術(shù)千

14個階段。隨著大規(guī)模集成電路的以微處理器為，配上大容量的半導(dǎo)體器及功能強大的可編程接口，連上稱作微型計算機，簡稱微型機或微機，有時又被稱為PC( alComputer)或MC(Micro微機采用了集成度相當(dāng)高的器件和部件，它的部分是微處理器。微處理器(或稱微處理以微處理器為的微機是計算機的第四代產(chǎn)品。指標(biāo)，至今可以劃分為6個時期。第一時期(1971—1973年)：481971年，In4004CPU450KI/s(千其尋址能力為16KB，有48條指令。11章術(shù)500MHz32Pentium4微處理器，它采用了NetBurst的新式處理器結(jié)構(gòu)，可以更好地處理互聯(lián)網(wǎng)用戶的各種需求，在數(shù)據(jù)加密、主要定位于多、網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器上。當(dāng)前，高檔微機以其很高的性能價格比，正向著社會各個領(lǐng)域乃至家庭日常生活不斷滲透，使人類邁步奔向信息社會新。Pentium系列處理器的同時，InHPMercedIA-64(InArchitecture-64)，IA-64不是In32X8664HP64PA-RISC結(jié)構(gòu)的改造。IA-64碼提取并行性的全新結(jié)構(gòu)。8位、16位、32位、64位處理器為組成的微機機、PentiumⅡ機、PentiumIII機和Pentium4機等。模集成電路上形成的微機，它具有完整的微機功能。單片機具有體積小、可靠性高、路板上形成的微機。單板機具有結(jié)構(gòu)緊湊、使用簡單、成本特點，常常應(yīng)用于工業(yè)控個人計算機也就是人們常說的PC機，它是將一塊主機板(包括微處理器、內(nèi)器、1946年美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼(JohnVon 儀器邏輯設(shè)計的初步探討》的中，第一次提出了計算機組成和工作方式的基本思想。(2)器不但能存放數(shù)據(jù)，而且也能存放程序。數(shù)據(jù)和指令均以二進(jìn)制數(shù)形式存放，(3)編好的程序事先存入器中，在指令計數(shù)器控制下，自動高速運行(執(zhí)行程序)。處理器(CPU)(微處理器高速緩沖器

寄存器組內(nèi) 微

統(tǒng)

1.1部分之間可以進(jìn)行信息傳送、協(xié)調(diào)工作的一個子系統(tǒng)，總體結(jié)構(gòu)圖如圖1.2所示。1.2的控制工作，它負(fù)責(zé)從器中逐條取出指令，經(jīng)譯碼分析后，向其他各部件發(fā)出相應(yīng)的內(nèi)部器(簡稱內(nèi)存)是計算機的部件。它是用來程序、原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和最終結(jié)果的。有了它，計算機才能有功能，才能把要計算和處理的數(shù)據(jù)以及程序容量器(又稱外存)，包括硬盤、軟盤、磁帶、光盤等，既可用于向主機發(fā)送各種信和控制總線(ControlBus)3類。數(shù)據(jù)總線傳送數(shù)據(jù)信息；地址總線信息的來源和去向；早期人們只能使用計算機所固有的指令系統(tǒng)(機器語言)來編寫程序。CPUCPUCPU的母語，而匯編語言和高級語言的匯編程序有ASM、MASM和TASM等。Basic大都采用這種件資源，計算機及程序的運行過程的軟件系統(tǒng)，稱為操作系統(tǒng)(OperationSystem)。操DOS(DiskOperationSystem)，Windows、Linux、UNIX等。DOS是單用戶的操作系統(tǒng)；Windows是具有圖形界面、操作方便的系統(tǒng)；UNIX是具有多用戶、多任務(wù)功能的操作系統(tǒng)；Linux是目前日趨流行的操作系統(tǒng)。件，如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)、辦公自動化軟件Office、圖形圖像處理軟件PhotoShop等。微機系統(tǒng)是硬件和軟件有機結(jié)合的整體。沒有軟件的計算機稱為機，機如同一架沒有思想的驅(qū)殼，不能做任何工作。操作系統(tǒng)給機以，使它成為真正可用的工具。一個應(yīng)用程序在計算機中運行時，受操作系統(tǒng)的管理和，在必要的系統(tǒng)軟件的協(xié)助之下，完成用戶交給它的任務(wù)?？梢?，機是微機系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，操作系統(tǒng)為它提供了一不直接和機打交道，而是使用各種外部設(shè)備，如鍵盤和顯示器等，通過應(yīng)用軟件與計算基2碼)來編碼表示，這是因為：1010為123.45 (123.45)101×102×103×104×10(N)10KiiN

iii

K×288(N)8Kii(637.42)(6×823×817×804×812×82) 1616A、B、則為“逢十六進(jìn)一”。任何一個十六進(jìn)制數(shù)N可以表示為：(N)16Kii(5DF.48)(5×16213×16115×1604×1618×162) 01234567小數(shù)部分從開始，每3位分成一組，頭尾不足3位的補0，然后將每組的3位二進(jìn) 所以 .0101)2=(356.24)8(251.36)8010101001.011110)2 001101101101.0100 D. 所以 1111 1010 所以，(4FA.C6)16= )2后得到的余數(shù)列在，即得N進(jìn)制的整數(shù)。22

02 21 所以，(44)10(101100)2同理，(44)10(54)8，(44)10(2C)16在、后得到的整數(shù)列在低位，即得N進(jìn)制的小數(shù)。 2 所以，(0.375)10(0.011)2同理，(0.375)10(0.3)8，(0.375)10(0.6)163個因素：機器數(shù)的范圍、機器數(shù)的符號、機器數(shù)中小數(shù)點 符號數(shù)，通常規(guī)定每個字長的最為符號位，并用“0”表示正數(shù)，用“1”表示負(fù)數(shù)。時，D15為符號位，其余D14～D0為數(shù)值位。01，其他位按照一般的方法來表示數(shù)的絕對 原碼表示的整數(shù)范圍是127～+127，16位二進(jìn)制原碼表示的整數(shù)范圍是32767～。例如：整數(shù)范圍是128～+127，16位二進(jìn)制補碼表示的整數(shù)范圍是32768～。下面舉例說明以上兩個的正確性?！纠?.1】設(shè) ) 作[X1]補+[Y1]補運算時結(jié)果的最的1因數(shù)據(jù)長度而自然丟失。因為：[X1Y1]補=[ =[X1]補+[Y1]補 因為：[X2+Y2]補=[ ) +65 字信息的符號進(jìn)行加工。例如，計算機和外設(shè)的鍵盤、(字符)顯示器、之間的通信都采用字符方式輸入/輸出。目前，計算機中最常用的兩種編碼是信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼(ASCII碼)和二-十進(jìn)制編碼(BCD碼)。信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼(ASCII碼ASCII(AmericanStandardCodeforInformation-Interchange)碼是信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼標(biāo)點符號，10個數(shù)字，52個英文大、小寫字母，34個控制符號，共128個。例如數(shù)字0～9ASCII碼分別為30H～39H(H表示十六進(jìn)制)，英文大寫字母A～Z的在計算機內(nèi)部，每個ASCII碼字符占用1個字節(jié)(8位二進(jìn)制數(shù))來，通常最為該位的取值應(yīng)使得8ASCII碼中1的個數(shù)為偶數(shù)。例如：“8”的奇校驗ASCII碼為 B，偶校驗ASCII碼為 1的個數(shù)，判斷是否與預(yù)約的校驗相符，倘若不BCD數(shù)，簡稱BCD(BinaryCodedDecimal)碼。6個數(shù)碼是多余的，應(yīng)該拋棄。可以使用不同的方法來處理這些數(shù)碼，因而產(chǎn)生了如表1-1所示。1-1BCD8421BCD8421BCD091000120001300014000189BCD1000105BCD000100002004BCD0010000000000100(001000000000(0010000000004l位十進(jìn)制數(shù)的編碼稱為緊(壓)BCD碼(PackedBCD)，8位二進(jìn)制數(shù)就能表示兩位十進(jìn)制數(shù)。將一個字節(jié)分成高半字節(jié)與低半字節(jié)，各表1位十進(jìn)制數(shù)，CPUBCD數(shù)直接如果用8位二進(jìn)制數(shù)來表示1位十進(jìn)制數(shù)，則稱為非緊(壓)BCD碼(UnpackedBCD)，此時它的高4位全為0。例如，86BCD10000110BBCD000010000000的話，那么使用BCD數(shù)據(jù)占用的內(nèi)存空間比使用純二進(jìn)制數(shù)據(jù)要大得多。642個十進(jìn)都要加6進(jìn)行修正。下面舉例說明。000 100100(1)5+8；(2)解：(1)588421BCD010 100110 011 61001 13BCD)100 100 1000 011 61011 16BCD無論對于加法或減法，機器能按照規(guī)則自動進(jìn)行調(diào)整，人們放心使用就是了。西文是拼音文字。用有限的幾個字母(2632個字母)可以拼輸入計算機。而漢字信息則不一樣，漢字是象形文字，11個方塊圖形。計算3類。常用的輸入方式有區(qū)位碼、國標(biāo)碼、首尾碼、拼音碼、雙拼雙音碼、五筆字型碼、2字節(jié)表示，沒有重碼，并要求與國標(biāo)碼有簡單的對應(yīng)關(guān)系。應(yīng)該國標(biāo)碼(又稱交換碼)是《信息交換用漢字編碼基本字符集》的簡稱，這是我于1為B2312198094946763682個一般字符、序號、數(shù)字，22個拉丁字母、希臘字母、漢語拼音符號等，共7445個圖形字符。該8836與ASCII碼相，為此利用ASCII碼最為“0”這一特點，把2字節(jié)國標(biāo)碼的每個碼。簡單地說，機內(nèi)碼=國標(biāo)碼+128或機內(nèi)碼=區(qū)位碼+160。In8088微處理器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線為16位，而外部數(shù)據(jù)引腳只有8位，In80386SX微處理器內(nèi)部為32位數(shù)據(jù)總線，而外部數(shù)據(jù)引腳為16位。對這類仍然以它們的內(nèi)部XX位”。例如，808816位”微處理器，80386SX被稱作“準(zhǔn)32位”微處理器。當(dāng)前流行的Pentium4處理器32位內(nèi)部數(shù)據(jù)總線和64位外部數(shù)據(jù)總線，因此，仍是32位微處理器。主存容量是主器所能的二進(jìn)制信息的總量，它反映了微機處理信息時，容納數(shù)據(jù)量的能力。主存容量越大，微機工作時主、外器間的數(shù)據(jù)交換次數(shù)就越少，處理配置為幾百KB到幾百MB。吉)赫[茲]，即M(G)Hz；微處理器指令執(zhí)行速度指標(biāo)則表示為每秒運行多少百萬條指令(MillonsofInstructionsPerSecond，MIPS)。準(zhǔn)，如ISA、EISA、VESA、PCI、PCI-Express等。在微機系統(tǒng)中，外部設(shè)備占據(jù)了重要地位。計算機信息的輸入、輸出、都必須由外設(shè)來完成，微機系統(tǒng)一般都配置了顯示器、、鍵盤等外設(shè)。微機系統(tǒng)所配置的外系統(tǒng)軟件也是計算機系統(tǒng)不可或缺的組成部分。微機硬件系統(tǒng)僅是一個機，它本身庭日常生活等各個領(lǐng)域。從航天技術(shù)到海洋開發(fā)、從天氣預(yù)報到勘測、從醫(yī)療診斷到生物工程、從電子購物到兒童玩具、從教育到檢索、從產(chǎn)品設(shè)計到生產(chǎn)過程控制辦公自動化(OfficeAutomation，OA)是計算機、通信與自動化技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，也息系統(tǒng)(ManagementInformationSystem，MIS)是一個以計算機為基礎(chǔ)，對企事業(yè)單位或政數(shù)據(jù)庫是在計算機設(shè)備中，按照某種關(guān)聯(lián)方式存放的一批數(shù)據(jù)。借助數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DataBaseManagementSystem，DBMS)，可對其中的數(shù)據(jù)實施控制、管理和使用，如科技檢索系統(tǒng)、銀行儲戶管理系統(tǒng)、飛機票訂票系統(tǒng)等。根據(jù)數(shù)據(jù)存放的差異，可以少，分為局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork，LAN)、廣域網(wǎng)(WideAreaNetwork，WAN)、城域網(wǎng)(CityAreaNetwork，CAN)和因特網(wǎng)(Internet)。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用使人類進(jìn)入了信息化社會，可以在網(wǎng)上瀏覽與檢索信息、軟件，充受網(wǎng)絡(luò)資源；隨時收發(fā)電子郵件(E-mail)、傳真(ComputerIntegratedManufacturingSystem，CIMS)——是集設(shè)計、制造、管理三大功能于特點。生產(chǎn)過程自動化是計算機在現(xiàn)產(chǎn)領(lǐng)域，特別是在制造業(yè)中的典型應(yīng)用，不僅提 其性能價格比在各類計算機中占有領(lǐng)先地位。微機以物美價廉、可靠性高、方