微機原理與接口技術(shù)教案上課講義

微機原理與接口技術(shù)

教案

精品文梏

第法將

教德爰目《、節(jié)第一章微機基礎(chǔ)1.1-1.2

）

敖學i妻府客支增立；

主要內(nèi)容：引言、微機發(fā)展概述、微機應(yīng)用、進位計數(shù)制、常用編碼

■點:進位計數(shù)制、常用編碼

難點：

本講介紹:熟悉學生情況,介紹本課程的主要內(nèi)容和章節(jié)劃分，使學生了解對本課程的重點

難點分布有一定了解；

微機發(fā)展概述、微機應(yīng)用、進位計數(shù)制、常用編碼。

導言

微機是本世紀科學技術(shù)最卓越的成就之一。隨著技術(shù)的發(fā)展,微機的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)擴

展到了各行各業(yè)。本課程作為計算機專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是讓學生了解微機的工作原

理，建立微機工作的整體概念。而對于微機的應(yīng)用宏觀上可以分為軟件領(lǐng)域和硬件領(lǐng)域:軟

件方面廣義上說是程序設(shè)計，而硬件方面可以說是接口技術(shù)。

所以本書可以分為三部分內(nèi)容：1.微機基礎(chǔ)知識與工作原理⑵匯編語言程序設(shè)計;3.

接口知識。

第一章微機基礎(chǔ)

第一節(jié)微機概述

一、微機發(fā)展概述

1.計算機發(fā)展的四代

自從1946年第一臺電子計算機（ENIAC）問世以來,不過半個世紀，現(xiàn)在已經(jīng)深入各行各

業(yè)、各個領(lǐng)域。計算機技術(shù)在發(fā)展過程中經(jīng)歷了四代的變化:a.電子管（絕緣導線連接的電

子管、繼電器存儲器，BUG的誕生）;b.晶體管（印刷電路板）;c.集成電路（多層印刷電路板）:

d.大規(guī)模超大規(guī)模集成電路。

對比一下:性能方面，最初的ENIAC時鐘頻率100kHz占地140平方米、重30噸;而現(xiàn)在的

納米制程可以在火柴盒大小的芯片上集成幾千萬個晶體管。主頻由以\IHz為單位過渡到GHz

為單位（主頻之爭）；INTEL的T計劃:超線程技術(shù)HT、64為方案EM64T、安全技術(shù)（殺毒軟件和

硬件防火墻）LT、虛擬化技術(shù)VT（單臺電腦分割為多個獨立分區(qū)，每個分區(qū)均可以按照需要

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模擬電腦的一項技術(shù)。八主動管理技術(shù)AMT（遠程管理和修復(fù)聯(lián)網(wǎng)的計算機系統(tǒng)）。功能方

面，最初的數(shù)值計算發(fā)展到多媒體、人工只能。

2.微機組成

微機（微型計算機）是第四代計算機的典型代表.與PC（個人電腦）在概念上有重復(fù),而

不同于計算機（計算機按規(guī)?？煞譃榫扌汀⒋笮?、小型、工作站、微型機）。比較典型的深藍、

銀河都是巨型機。而單片機是微機家族中比較引人注目的一個成員。

所謂單片機就是把的各個功能部件集成在一個芯片上構(gòu)成具有計算機完整功能的一

種微機。

從計算機體系結(jié)構(gòu)上來說:微機由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備組成；

具體來說由CPU、主板、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)、顯卡、聲卡等組成，這些設(shè)備我們后面作介紹。

二、微機應(yīng)用

1.工控

利用微機即使檢測和收集某一生產(chǎn)活動中某些必要數(shù)據(jù)，并按最佳狀況進行自動調(diào)節(jié)

和控制，稱為實時控制或過程控制。

工控涵蓋面很廣，以微機為中心包括測和控兩個方面。

2.事務(wù)處理

微機從事對數(shù)據(jù)（信息）的非數(shù)值處理:錄入、排序、分類、統(tǒng)計'修改、檢索、輸出等。

財務(wù)管理、信息管理。涉及數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

3.計算機輔助CAX

計算機輔助設(shè)計CADAUTOCAD3DMAX

計算機輔助制造CAM數(shù)控機床

計算機輔助教學CAI多媒體課件、模擬機

第二節(jié)計算機中敷的霆示和編碼

計算機中的數(shù)是用物理狀態(tài)來表示的，所以二進制是最合適的（開關(guān)的閉合打開、電平

的高低、頻率的快慢）。就如黑客帝國片頭一樣，計算機眼中的世界是0和1組成的.這也是

學習計算機往往先從二進制開始;雖然計算機發(fā)展方向是擬人化、智能化、但作為計算機專

業(yè)，尤其是學習微機原理時二進制是必須熟練掌握的。

一、計第機中的進位計數(shù)制（第0

十進制一人常用;2進制一機器用：16/8進制一代替二進制方便書寫閱讀

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1.進位計數(shù)制的表示方法

D十進制D

用十個符號表示數(shù)0.1.2.3...9

這些符號稱為數(shù)碼,數(shù)碼的個數(shù)稱為基數(shù)基數(shù)為10

遵從“逢十進一”規(guī)則9+1=10

在一個數(shù)中，數(shù)碼表示的值不僅取決于本身，還取決于它的位置。

即每一位有各自的權(quán)IO11

例如123=1x102+2x101+3x10°

1.25=lxl00+2xl(r,+5xl0-2

推廣N=an-l*10*n-l+an-2*10"n-2+...+a?*10°

+a-j*10-1+...+a-m*10-tn

2)二進制B

用兩個符號表示數(shù)0和1基數(shù)為2

遵從“逢二進一”規(guī)則1+1=10

每一位有各自的權(quán)2"

例如：101.01B=lx22+0x2,+lx2°+0x2-14-lx2-2

=5.25D這也是二->十進制轉(zhuǎn)換的一種方法

維W：110.101B=6.625D

小數(shù)點右移相當于x2小數(shù)點左移相當干+2

但這是有一定限制條件的

3)十六進制H

用十六個符號表示數(shù)0、l~9、A~F基數(shù)為16

遵從“逢十六進一”規(guī)則F+l=10

每一位有各自的權(quán)16n

例如：2A.B1H=2xl61+Axl60+Bxl6-'+1X16-2

=42(177/256)D這也是十六->十轉(zhuǎn)換的一種方法

練習：A4.E5H=164(229/256)D

小數(shù)點右移相當于xl6小數(shù)點左移相當于+16

純字母的十六進制數(shù)前要加0.和字符串區(qū)別。OABH

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4）八進制0（為了和0區(qū)別也可使用Q）

用八個符號表示數(shù)0、1?7基數(shù)為8

遵從''逢八進一”規(guī)則7+1=10

每一位有各自的權(quán)8n

例如：62.5Q=6x81+2x80+5x8-1

=50（5/8）D這也是八->十轉(zhuǎn)換的一種方法

練習：125.63Q=85（51/64）D

小數(shù)點右移相當于小數(shù)點左移相當干+8

2.R進制（二、八、十六）轉(zhuǎn)換為十進曾

常用方法就是使用按權(quán)展開式

11.01B=1x2,+lx20+0x2-l+lx2-2=3.25D

3.十進制轉(zhuǎn)換為R進1M（二、八、十六）

注意:轉(zhuǎn)換時候整數(shù)和小數(shù)需要分別處理

1）整數(shù)的轉(zhuǎn)換

第一方法:除R取余

將十進制數(shù)、不斷的除以R取其余數(shù)，將得到的余數(shù)a。at……

a。逆向排列得到最終的R進制數(shù)……aj刖。

例如：59D->?B

1<-3<-7<-14<-29<-59

^-9-1.O-2-9-2-9-2-9

a5=la，=la3=la2=0al=la0=l取余數(shù)

59D=111011B

第二方法:根據(jù)權(quán)作減（常用于二進制）

26=6425=3224=1623=822=42,=220=1

0111011

59-32=27-16=11-8=3-2=1

練習：91D=1011011B50D=110010B

八進制和十六進制方法是一樣的,這里就不再舉例了。

2）小數(shù)的轉(zhuǎn)換

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方法:乘R取整

將十進制的小數(shù)不斷乘以R取其乘積的整數(shù)，順序得到整數(shù)3如2……a-

m就是結(jié)果。（不用逆向排列）

例如：0.625D->?B

0.625->0.25->0.5->0

x2x2x2

a-i—1a-2=0a-3=la-4=0取整數(shù)

0.625D=0.101B

注意:小數(shù)轉(zhuǎn)換時，可能會無限進行下去,我們?nèi)〗浦稻涂梢浴?/p>

:0.875D=0.IllB

4.二進制與八進制、十六進制的轉(zhuǎn)換

1）二進制<—>十六進制

將二進制數(shù)從小數(shù)點位開始，向左每I位產(chǎn)生一個十六進制數(shù)字,不足4位的左方補0,

得到整數(shù)部分;向右每1位產(chǎn)生一個十六進制數(shù)字,不足4位的右方補0.得到小數(shù)部分

O

例如：00101101.01101000B=2D.68H

練習：10110011.0010101B=B3.2AH

2）二進制<—>八進制

與上基本相同，只要按3位分割即可。

例如:皎112011.須坐1.B=263.124Q

練習：101101.01101B=55.32Q

二、計，機中常用的編碼

1.數(shù)字編瑪BCD瑪

計算機中十進制數(shù)的十個數(shù)碼使用二進制編碼表示.簡稱BCD碼。

書上的說法有點問題,實際上最初的BCD碼有很多種，（1可以用0001表示，也可以用01

10表示）最常用的是8421BCD碼（按每位的權(quán)），現(xiàn)在提到BCD碼，一般就是指8421

BCD碼。

例如：89L45D=100010010001.01000101BCD

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練習：125.68D=000100100101.01101000BCD

2.字符編瑪ASCII碼

計算機中的字母、數(shù)字、符號都是按照特定的規(guī)則用二進制編碼表示的。最常用的規(guī)則

就是ASCII碼（美國信息交換標準碼），ASCII碼是7位編碼，詳見書后的附錄。

注意的是:數(shù)字的ASCII碼和BCD等其他編碼不同。

例如：3D<=>0011BCD<=>00110011ASCII

一般來說，輸入輸出使用ASCII碼，而運算時候使用BCD等其他編碼。

正是因為數(shù)據(jù)編碼的不一致，代碼轉(zhuǎn)換是一個很重要的問題（匯編中需要編程者自己

解決

3.漢字編碼

1）外部碼

計算機輸入漢字時使用的編碼,是代表漢字的一組鍵盤符號，分為：

音碼:以漢語拼音作為輸入編碼。紫光、智能ABC、微軟拼音。

形碼:把漢字拆成若干字根。五筆。

張音碼zhang形碼xt

一般來說，音碼易學、重碼高、速度慢;形碼難學、重碼低、速度快。

2）內(nèi)部碼

計算機內(nèi)部存儲和處理漢字使用的編碼。同一漢字外部碼可以不同.但是內(nèi)部碼是一

致的。使用兩個字節(jié)空間的編碼。

簡體：國標碼GB2312-80繁體:BIG5

3）輸出碼

又稱字型碼，漢字的顯示編碼。（各種字體、字庫）。MxN的矩陣。

第2?

授錦發(fā)國（章、節(jié)第一章微機基礎(chǔ)1.2—1.3

）

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裁當主要內(nèi)白：帶符號數(shù)的表示、定點和浮點數(shù)、微機名次術(shù)語、組成、工作原理和軟件系統(tǒng)

宣點:帶符號數(shù)的表示、定點和浮點數(shù)、微機組成、工作原理

難點:定點和浮點數(shù)

復(fù)習上講:微機發(fā)展概述、微機應(yīng)用、進位計數(shù)制、常用編碼

本講介紹:帶符號數(shù)的表示、定點和浮點數(shù)、微機名次術(shù)語、組成、工作原理和軟件系統(tǒng)

我們前面所提到的都是無符號正數(shù).那么有符號的正負數(shù)怎樣表示呢？

三、帶符號數(shù)的袤示

1.機暮數(shù)與真值

我們把數(shù)的符號(+一)也數(shù)碼化，即用二進制數(shù)表示，一般使用0表示正.1表示負。

81D=1010001B+81=01010001B

-81=11010001B

等號右邊數(shù)碼化的數(shù)稱為機器數(shù),等號左邊的實際數(shù)值稱為其真值。

2.黑瑪(+127127)

如上述形式最高位為符號位,其余為數(shù)值，這種表示法稱為原碼。

+81和-81的低7位是相同的。

原碼與真值轉(zhuǎn)換方便，但運算必須有減法，不方便。

練習：±45原=00101101/10101101

3.反碼(+127127)

正數(shù)的反碼與其原碼相同符號位0+數(shù)值位

負數(shù)的反碼是對應(yīng)正數(shù)連同符號位按位取反符號位為1。

+5反=00000101-5反=11111010

+0反=00000000-0反=11111111

+127反=01111111—127反=10000000

練習：±45反=00101101/11010010

±56反=00111000/11000111

4?補碼(+127128)

正數(shù)的補碼與其原碼相同符號位0+數(shù)值位

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負數(shù)的補碼是對應(yīng)正數(shù)的反碼加1符號位為1。

+5補=00000101—5補=11111011

+0補=00000000—0補=00000000

一128補=10000000

練習：士45反=00101101/11010011

±67反=01000011/10111101

特點:a.0的補碼是唯一的，而原碼和反碼都有2個；

b.補碼的表示范圍最大,可以表示一128;

c.已知補碼求其真值,同樣取反加1:下例括號內(nèi)為取反加1值

例如：X補=10010101X=-(01101011)=-107

d.補碼運算只有加法

［X+Y］補=［X］補+［Y］補［X-Y］補=［X］補+［-Y］補

5.移碼

移碼和補碼基本相同,只是符號位相反。

+5補=00000101+5移=10000101

作業(yè)

二-＞十/十六10U0101B=181=B5H0.101B=0.625=0.AH

十一〉二/十六100=01100100B=64H0.75=0.11B=O.CH

四、數(shù)的定點襄示和浮點霆示

計算機中涉及到小數(shù)時，有兩種表示方法。顧名思義。

定點數(shù):小數(shù)點位置固定不變。浮點數(shù):小數(shù)點位置是浮動的。

1.定點表示有三種用法

a.定點整數(shù)

小數(shù)點位置固定在最后，不占存儲空間，表示一個純整數(shù)。

符號尾數(shù)

符號o正后一?數(shù)常言原碼J小數(shù)點在最后一位之后

b.定點小數(shù)

小數(shù)點位置固定在符號位后,不占存儲空間，表示一個純小數(shù)。

符號I尾數(shù)

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符號0正1負小數(shù)點在最后一位之后尾數(shù)常用原碼

c.普通小數(shù)

小數(shù)點的位置由程序員預(yù)定,不占存儲空間。

符號|4位3.

符號0正1負（1位）不莪去一

可移植性不好,不常用。

2.浮點表示

a.浮點數(shù)形式

浮點數(shù)類似與十進制的科學計數(shù)法

十進制的科學計數(shù)法：N=3.1415x102

二進制可以同樣表示：N=Sx2P1011.01=1.01101x23

因為2是固定的，所以我們只保存尾數(shù)S和階碼P。

階碼常用補碼表示尾碼常用原碼表示

而階碼尾碼占的空間不同機器是不同的.

有32位短實數(shù).64位長實數(shù)階12尾52.80位臨時實數(shù)。

b.浮點數(shù)規(guī)格化

所謂的規(guī)格化浮點數(shù)就是絕對值0.5WXWL因為使用原碼表示尾數(shù)，所以最高位

為1。

例如：0.001001x2】=0.1001X2T

小數(shù)點左移,階碼加1,小數(shù)點右移，階碼減1。

階符1階碼11111111111尾符0尾碼10010000...0047個

第三節(jié)微機的一皴概念

一、計算機的占本組成和工作原理

1.計算機的基本組成

半個多世紀以來，盡管計算機性能不斷提高、體系結(jié)構(gòu)也有了一些變化，但從本質(zhì)上

說，現(xiàn)代計算機的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)仍然是馮.諾依曼體系結(jié)構(gòu)。

以存儲器為中心運算器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備五部分組成。

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詳見P12圖1-1

2.工作原理

馮.諾依曼體系結(jié)構(gòu)的計算機工作原理可概括為“存儲程序“和,,程序控制”兩句話。

存儲程序指把已經(jīng)編好的程序和數(shù)據(jù)一起送到存儲器中保存起來。

程序控制

指控制器按照存儲程序中的指令順序周而復(fù)始的取出指令、分析指令、執(zhí)

行指令。

二、微機結(jié)構(gòu)與相關(guān)名詞術(shù)語

1.微機

在不受人工干預(yù)的情況下，自動完成算術(shù)、涉輯運算的沿備稱為計算機。

通過總線把"0接口電路、CPJ存儲器有機結(jié)合在一起,即構(gòu)成微機。

把微機加上I/O設(shè)備、軟件系統(tǒng)、由源就構(gòu)成微機系統(tǒng)。

2.微機結(jié)構(gòu)

總線型結(jié)構(gòu)即CPU、存儲器、接口都是通過總線相連的。

詳見P15圖1-2

3.總統(tǒng)與系統(tǒng)主板

a.總線連接各個功能部件的一組公共信號線。一般分為三類：

數(shù)據(jù)總線DB：用于雙向傳送數(shù)據(jù)。與字長相關(guān)，一般二字長。

地址總線AB:用于傳送地址信號，以尋址存儲器和外設(shè)。

與尋址能力相關(guān)20條220=1M

控制總線CB:用于傳送各種控制信號，WR、RD、INTo

b.主板

總線由主板印刷電路板物理實現(xiàn)。

主板是機箱中最大的一塊集成電路板,在它上面集成有CPU插座，存儲器插座、擴展版

插座（顯卡、聲卡、網(wǎng)卡）、I/O系統(tǒng)、總線系統(tǒng)（PCI、USB等）、電源接口等（相當于軀干）。

管理這些不同的設(shè)備需要不同的基本功能芯片.象并行口8255、定時器/計數(shù)器8253、

中斷8259等，這些芯片形成了主板的芯片組（南北橋）。

4.微處理器CPU

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PC機的核心,廣告中第一條就是采用了什么樣的CPU（不要忽略其他）。

a.相關(guān)知識

主須也叫時鐘速度（Clock

Speed）,表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號振蕩的速度。主頻越高.CPU在一個時鐘周期內(nèi)所

INTEL

能完成的指令數(shù)也就越多，CPI的運算速度也就越快。CPU主頻的計算公式為主頻=外和AMD

對抗了

頻x倍頻。

進40年

,AMD的

總盈利

處匏是CPI與主板之間同步運行的速度，目前絕大部分電腦系統(tǒng)中外頻也是內(nèi)存與主

在10億

板之間同步運行的速度。左右，

但其阻

管須是CPU的運行頻率與整個系統(tǒng)外頻之間的倍數(shù)。高倍頻會出現(xiàn)明顯的“瓶頸

止了第

"（CPI.從系統(tǒng)中得到的數(shù)據(jù)的極限速度不能夠滿足CPU運算的速度）效應(yīng)。二個微

軟的誕

生。

前隆總線指的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扰c外頻不同。例如800MHz外頻特指數(shù)字脈沖信號在

每秒鐘震蕩8000萬次,而800MHz前端總線則指的是每秒鐘CPU可接受的數(shù)據(jù)傳輸量是

800MHzx64bit-8bit/Byte=6400MBo就處理器速度而言,前端總線比外頻更具代表性

O

制造工之0.09回。CPU的核心面積可以做得更小，更加省電，因此發(fā)熱量有望進一

步降低,而頻率可再次提升。（超頻）

指金塞是為了增強CPU在某些方面的功能而特意開發(fā)的一組程序代碼集合。MMX（多媒

體擴展）指令集是Intel公司1996年推出的一項多媒體指令增強技術(shù)。SSE（單指令多

數(shù)據(jù)流擴展）指令集和SSE2指令集多媒體應(yīng)用起到全面強化的作用。SSE

3指令集有助于增加Intel超線程HT的處理能力。AMD的3DNow!指令集提高3D處理性

能。

儂插座INTEL的LGA775又稱Socket

T,是英特爾公司最新規(guī)格的處理器插座，用作取代Socket

478。它最大不同的地方是.其針腳設(shè)在底板上，CPU自身不帶針腳。AMD的Socket

AM2插槽標準。940個針腳插孔，取代原有的Socket754和Sockel939O

b.CPU結(jié)構(gòu)

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寄存器陣列RS算術(shù)邏輯運算單元ALU內(nèi)部總線緩沖器

控制器（指令寄存器1R、指令譯碼器ID、控制信號產(chǎn)生電路PLA）

詳見P16圖1-3

5.存儲器

衡量存儲器的標準有容量速度成本（千年蟲）

a.三級存儲體系

①高速級存（cache）位于CPU內(nèi)部，速度快（同CPU相同速度工作）、容量小、成本高。緩

存分為兩種，即UCache（一級緩存）和L2Cache（全速二級緩存）。

Pentium和賽揚的區(qū)別就在緩存。

②內(nèi)存：以內(nèi)存條形式提供，介于高速緩存和外存之間。分為兩類RAM隨機存儲器，R0

M只讀存儲器。DDR

SDRAM是是目前最流行的內(nèi)存。它允許在時鐘脈沖的上升沿和下降沿傳輸數(shù)據(jù),這樣

不需要提高時鐘的頻率就能成倍提高SDRAM（同步動態(tài)隨機存取存儲器）的速度，并具

有比SDRAM多一倍的傳輸速率和內(nèi)存帶寬。

DDR400的數(shù)據(jù)吞吐率=200MHzx2*64bit+8bit/Byte=3.2GB/S

所以與內(nèi)配合組建雙通道是必要的。

而賽揚533MHzx64bit+8bit/Bytc=4.2GB/S

③外存:包括硬盤和光盤。

硬盤:硬盤是一個密封好的大鐵盒子，在硬盤內(nèi)部被抽成真空的,硬盤盤片放置在主

軸電機上.磁頭和盤片保持著極微小的距離（這個距離比一根頭發(fā)絲還要細）。當硬盤

工作時，主軸電機帶動著盤片高速旋轉(zhuǎn)，通常這個速度為5400nn/s或7200rm/s,甚至

高達10000rm/s,而磁頭隨著機械臂在盤片上移動，讀取保存在盤片上的數(shù)據(jù)。

平均平道時間指硬指在段面上移上讀寫頭至指定磁道尋找相應(yīng)目標數(shù)據(jù)所用的時間

,它描述硬盤讀取數(shù)據(jù)的能力，單位為ms。級蒞.

井口硬盤ATA（IDE）和串口硬盤。ATA-

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133只能接4個設(shè)備，最高外部數(shù)據(jù)吞吐率為133MB/S,而SATA理論上沒有限制.L0標

準仍可達到150MB/S,未來的SATA

2.0/3.0更可提升到300以至600\IB/s。而最大內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率一般小于上述速度.是

瓶頸。

光盤:分為和DVD。用激光讀取盤片的凹凸點。價格便宜，而且網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，使用率降

低，所以不太關(guān)心相關(guān)參數(shù)。

光盤的軌道是螺旋型中心向外發(fā)散（由中心向外擦）,而硬盤是同心圓。

CD單倍速為150KB/S,而DVD單倍速相當于CD的9倍為1.35MB/SO

區(qū)瑪限制:C制規(guī)定,軟硬件都必須同時經(jīng)過授權(quán)認證才可以成功地解碼播放DVD影片

.也就是說DVD-ROM、DVD硬解壓卡和DVD播放軟件都必須同時通過區(qū)碼的授權(quán)。

b.存儲器的地址與內(nèi)容

假設(shè)CPI有8條DB和8條AB.則最大可以尋址28=256的存儲單元.

每個單元有自己唯一的地址（00H?0FFH）,可以存放一個8位二進制信息:地址和信

息是不同的,詳見P16圖1-4

讀寫過程:AB選通單元，CB發(fā)控制信號，DB送數(shù)據(jù)。

6.顯示子系統(tǒng)

a.顯卡

顯卡擁有自己的圖形函數(shù)加速器和顯存,用來執(zhí)行圖形加速任務(wù)。

主流顯卡都是PCI-E16x帶寬250MB/Sxl6=4GB/S,將來32x。

AGP8/帶寬66MHzx32/8=2.1GB/S

指標:核心頻率（超頻）?示芯片位型（和CPU字長類似）雙256

顯存容量、頻率、顯存帶寬=顯存頻率x顯賓位寬+8

b.顯示器

CRT陰極射線管顯示器

尺寸和可視面積:對角線K度,可視面積要略小于實際尺寸。分辨率:分辨率是屏

幕上可以容納像素點的總和。逐:點距一般是指顯像管水平方向上相鄰?fù)袼?/p>

間的距離。刷新頻率:掃描完整個屏幕為一次刷新,每秒鐘掃完屏幕的次數(shù)。視頻帶

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寬:理論上視頻帶寬=水平像素X垂直像素X刷新頻率。顯像管類型:分為球型和平面

直角型兩種。

LCD液晶顯示器

尺寸和可視面積:對角線長度,可視面積一般等于實際尺寸。分1鯉:廠商會提供最佳

的分辨率，無特殊情況最好使其工作在最佳分辨率狀態(tài)下，否則會出現(xiàn)錯誤。亮度與

對比度L是液晶顯示器較重要的技術(shù)指標之一,因為液晶本身是不發(fā)光的.而是考后

面的光源（4個燈管）,亮度單位CD/m2;液晶顯示器的對比度愈高，顯示的效果也越佳4

00:1。響應(yīng)附㈣以ms（毫秒）為單位,是指一個亮點轉(zhuǎn)換為暗點的速度。坯點是指顏色

不會再發(fā)生任何變化的點。亙視角度:CRT顯示器有180。的可視角度，而液晶顯示器可

視角度小一些，當人眼與顯示屏之間的角度稍大一點時，就無法看清顯示的內(nèi)容。

7.，音子系統(tǒng)

a.聲卡

插口：SPEAKER用于連接音響設(shè)備，標準的接口為綠色;LINE

IN用于將品質(zhì)較好的聲音信號輸入到聲音處理芯片中,處理后錄制成文件.標準的

接口為藍色:MIC

IN用于連接話筒,輸入外界語音以制成文件或配合語音軟件進行語音識別.標準的

接口顏色為紅色。除此以外還有一個MIDI/游戲搖桿接口.可以連接電子合成樂器實

現(xiàn)在電腦上進行MIDI音樂信號的傳輸和編輯，游戲搖桿和VIDI共用一個接口。LINE

OUT與SPEAKER類似。聲道:5.1。

b.音箱

聲道;5.1。材質(zhì)、功率、失真度、防磁。

8.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)卡：100M,接口RJ-45雙絞線;ADSLMODEM:外置。

9.機箱和電源（小的方面侃價注意質(zhì)量）

機箱重就好（38℃）：電源注意安全認證和功率（一般為峰值功率）。

10.鼠標和鍵盤手感

四、微機工作過程

是一個周而復(fù)始的取出指令、分析指令、執(zhí)行指令的循環(huán)。

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具體來說，程序計數(shù)器（PC）始終保存將要執(zhí)行指令的地址,首先通過PC從內(nèi)存中讀

出指令到IR,由ID分析，根據(jù)分析結(jié)果，PLA（控制信號產(chǎn)生電路）產(chǎn)生信號執(zhí)行指令,接

著進入取下一指令階段。

高級機器中，這些過程可以并行執(zhí)行。（8086）

五、計算機軟件系統(tǒng)

計算機軟件和硬件是相互依存的.硬件系統(tǒng)是為執(zhí)行程序建立的物理裝置,稱為裸

機或硬核，沒有軟件什么也干不了。

軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)軟件（為了使用和管理計算機的各種軟件）和應(yīng)用軟件（用戶自行

編制的解決實際問題的）詳見P20圖1-8

第

援錦愛目（草、節(jié)第一章微機基礎(chǔ)1.4

教當主要內(nèi)容：8088/8086CPU的功能結(jié)構(gòu)和寄存器陣列

重點:8088/8086CPU的寄存器陣列

難點：

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精品文梏

復(fù)習上講:帶符號數(shù)的表示、定點和浮點數(shù)、微機名次術(shù)語、組成、工作原理和軟件系統(tǒng)

本講介紹:8088/8086CPU的功能結(jié)構(gòu)和寄存器陣列

第四節(jié)Intel8088/80861k處理吞結(jié)構(gòu)

本書中我們學習的軟件編程語言為匯編語言,作為面向硬件的低級語言，直接操作硬

件（寄存器、存儲器的使用）是其最顯著的特點之一。所以微處理器結(jié)構(gòu)這一節(jié)的內(nèi)容可以

說是匯編的硬件基礎(chǔ)，寄存器的使用、存儲器的管理都應(yīng)該重點掌握。

為什么介紹8088/8086?從CPU來講,在微機發(fā)展過稱中，最為成功的就是X86系列微機

。從8位機8080、8085開始,16位機8088、8086、80286,32位機80386、80486、奔騰（586,這里

IBM衰落和侵權(quán)問題）、Ppro（686）,PII、PIH現(xiàn)在發(fā)展到P

IV。在一系列的CPU都屬干IA結(jié)構(gòu)的CPU,新型CPU結(jié)構(gòu)復(fù)雜且有知識保護，而且8088/8086

是IA結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，所以選取。

這里我們以8088/8086為主,不介紹80286;8088和8086是基本相同的，最主要的區(qū)別是

8088是準16位機（字長16、DB8條、AB20條）,而8086是16位機（字長16、DB16條、AB20條）。

8088的功能結(jié)構(gòu)

8088cpi可以分為BIU（總線接口單元）和EU（執(zhí)行單元）兩部分。

詳見P22ffll-11

BIU（總線接口單元）負責與存儲器、I/O端口的數(shù)據(jù)傳送

包括:地址加法器、段寄存器、指令指針、指令隊列、總線控制邏輯

操作:從內(nèi)存取指令送到指令隊列；

配合執(zhí)行部件取操作數(shù)、存放結(jié)果。

EU（執(zhí)行單元）負賁指令的執(zhí)行

包括:ALU、標志寄存器、通用寄存器、數(shù)據(jù)暫存器、EU控制單元

這樣取指令和執(zhí)行指令是并行工作的。8085和8088對比。

I8085||取指令|取指令2|+卜方、

IBIU|取指令1取指令2取指令3取指令4|

8088寄存署陣列

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用途:保護現(xiàn)場、斷點和數(shù)據(jù)；

201H

結(jié)構(gòu)：由棧頂起.高地址向低202H

203H

地址擴展,棧頂不可用；

SP-204H

操作規(guī)則:后進先出。SP-205H

SP=205H206H

SP:堆棧指針系統(tǒng)修改始終使其207H

指向棧頂；（半通用）208H

BP:基址指針存放某個堆棧單元地址，供人工操作堆棧。

當我們需要從堆棧中間取數(shù)據(jù)時,可以使用BP。

4.指令指針寄存器IP

16位專用寄存器存放將要執(zhí)行指令的地址（指令指針）；

將要執(zhí)行的指令即正在執(zhí)行的下一條；

程序的非順序運行（分支、循環(huán)、子程序）由系統(tǒng)自動修改IP實現(xiàn)。

5.段寄存器和存儲器?理

a.存儲器分段管理

8088cpl.有20條地址線尋址能力1MB

而寄存器都是16位的尋址能力64KB

所以把存儲器分為若干個最大64KB的邏輯段來管理.

這樣存儲單元的20位物理地址由兩部分組成

16位的段基地址+16位的段內(nèi)偏移地址

段基地址:邏輯段的起始地址。例:203H相對于200H的偏移為003H。

偏移地址:相對于段首地址的偏移量。

b.段寄存器的種類

CS:代碼段寄存器，存放當前代碼段首地址:與IP配合。

DS:數(shù)據(jù)段.數(shù)據(jù)段;與1?和SI配合。

ES:附加段.附加段:與DI配合。

SS：堆棧段，堆棧段;與BP和SP配合。

c.物理地址的計算

邏輯段必須以低1位為。的地址作為開頭。小段。

這樣我們只保存段首地址的高16位。

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精品文梏

16位段基地址+0000

+16位偏移地址不加特殊說明,默認使用偏移地址

20位物理地址

6.程*狀態(tài)字PSW

16位寄存器反映指令執(zhí)行結(jié)果和處理器當前狀態(tài)。

與其他寄存器不同，每一位都有自己的用途，8088共使用了9位。

]]]|O|D|I|T|S|Z||A||P|叵

CF進位標志

指令執(zhí)行結(jié)果中,最高位向前是否有進位或借位;有CF=1。

例如：11000000B

+1111000110B

10000110B

CF=1PF=0AF=0ZF=0SF=I0F=

PF奇偶標志

指令運行結(jié)果中，1的個數(shù);為偶數(shù)個PF=1。

AF輔助進位標志

指令運行結(jié)果中，低I位向高4位是否有進位或借位:有AF=1。

ZF零標志

指令運行結(jié)果是否為零；為零ZF=1。

SF符號標志

指令運行結(jié)果是正數(shù)還是負數(shù),負數(shù)SF=1,即與最高位相同。

TF跟蹤標志

處理器當前是否為單步工作方式，是TF=1,用于調(diào)試。

IF中斷允許標志

處理器當前是否允許相應(yīng)INTR中斷，是IF=1。

DF方向標志

處理器當前處理串操作的方向，DF=0,增量操作（由前到后）。

0F溢出標志

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精品文格

指令運行結(jié)構(gòu)是否溢出，有OF=1。

溢出中斷的處理條件有二:OF=1且有INTO指令。

溢出標志的產(chǎn)生.一般情況下:OF=C7十C6

援德數(shù)日（*、節(jié)第二章指令系統(tǒng)2.1尋址方式

）

敖號i要由客笈9支旗支；

主要內(nèi)容：操作數(shù)的類型，尋址方式，存儲器操作數(shù)物理地址的計算

■點:操作數(shù)的類型，尋址方式,存儲器操作數(shù)物理地址的計算

難點:存儲器操作數(shù)物理地址的計算

復(fù)習上講:8088/8086CPU的功能結(jié)構(gòu)和寄存器陣列

本講介紹:操作數(shù)的類型，尋址方式,存儲器操作數(shù)物理地址的計算

第二章指令系統(tǒng)

在上一章中，我們介紹了CPI寄存器陣列，可以說是匯編語言的硬件基礎(chǔ);而本章的內(nèi)容

則是軟件基礎(chǔ)。指令系統(tǒng)是匯編語言的重要組成部分，匯編語言是人機交流語言.指令系統(tǒng)

就像人與人交流語言（例如漢語）的字詞一樣，是編程的基礎(chǔ)。而指令系統(tǒng)與CPI密切相關(guān)，不

同的CPU支持的指令系統(tǒng)不同,也是匯編語言特點的一個體現(xiàn)。本章介紹8088/8086的匯編指

令系統(tǒng)是最經(jīng)典的也是通用的指令系統(tǒng)。

匯編指令由兩部分組成：操作數(shù)操作碼

操作碼:指示計算機執(zhí)行什么操作.指令功能；

操作數(shù):指明參加操作的數(shù)。

第三章實際上就是分為這兩部分內(nèi)容:尋址方式指令系數(shù)。

第一節(jié)8088/8086的尋址方式

一、操作數(shù)類型（來海）（物三種）

L立即數(shù)

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精品文檔

操作數(shù)直接包含在指令中，包括二、十、十六進制數(shù)。

例:MOVAL,10寄存器位數(shù)？

MOVAL,OAH

MOVAL,00001010B這三條指令是完全等價的。

2.寄存器操作數(shù)

操作數(shù)存放在寄存器中，指令中給出寄存器名。

例:MOVAL,BL寄存器位數(shù)？

3.存儲器操作數(shù)(最復(fù)雜、尋址方式最多的)

操作數(shù)存放在某個內(nèi)存中，指令中給出存儲器地址。

例：MOVAX,[22A0H](AX)#22A0H

注意:最明顯的特點,存儲器操作數(shù)肯定有口。

二、尋址方式(研究如何尋找參加掾作的敷)

1.立即尋址

指令中直接給出立即數(shù)。

例：MOVAX,1090H(AH)=10H(AL)=90H

2.寄存器尋址

操作數(shù)在寄存器中，指令中給出寄存器名。

注意:兩操作數(shù)，每個都有自己的尋址方式。

例：MOVDS.AX推行前AX=2345H

執(zhí)行后AX=DS=2345H

3.直接尋址

操作數(shù)在存儲器中,指令中直接給出操作數(shù)地址。(偏移地址)

例：MOVAX,[22A0H]實際地址DSx10H+22A0H

4.寄存器間接尋址

操作數(shù)在存儲器中,通過寄存器得到存儲單元地址。

例：MOVAX,[BX];BX=1000HDSxlOH+lOOOH=12ABH

AX=12ABH*1000H

注意：(SITDS,DITDS/ES,BP-?SS,BXTDS)

5.變址尋址

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操作數(shù)在存儲器中,存儲單元地址通過變址寄存器加上一個16位的偏移量之和得到。

例:MOVAX,COUNT[BX]COUNT=25D

MOVAX,[BX+COUNT]可充當變址寄存器的BPBXSIDI

物理地址DSxlOH+BX+COUNT

6.基址加變址尋址

操作數(shù)在存儲器中，地址通過基址寄存器內(nèi)容加上變址寄存器內(nèi)容再加上指令中給

出的偏移量得到。

例:MOVAX,MASKtBX][SI]MASK=1OD

MOVAX,[BX+SI+MASK]

MOVAX,MASK[BX+SI]

可充當基址寄存器的BPBX;可充當變址寄存器的SIDIO

即使用時不能出現(xiàn)BP+BX或SI+DI的情況。

物理地址為DSxlOH+BX+Sl+MASK

注意:后4種尋址方式,操作數(shù)都在存儲器中。即存儲器操作數(shù)。

習題：計算下列指令中內(nèi)存操作數(shù)的所在地址。

DS=2200H,SS=3300H,ES=4400H,BX=BP=1OOH,LIST=200H,SI=30H

MOVAL,LIST[BX]：DS*1OH+LIST+BX22300H

MOVAL,[2200H]：DS+10H+2200H24200H

MOV[BP+1OH];SS*1OH+BP+1OH3311011

MOVDL,ES:[BX+SI+1OH]ES*1OH+BX+SI+1OH44140H

MOVLIST[BX]+[SI],AX：DS*1OH+BX+SI+LIST22330H

第^^5^_次警

授錦要目（*、節(jié)一第二章指令系統(tǒng)2.2

）

效學工要由客及4支整支：

主要內(nèi)容:數(shù)據(jù)傳送指令和算術(shù)運算指令的使用

重點:數(shù)據(jù)傳送指令和算術(shù)運算指令的使用

難點：

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格式:PUSHOPRD16位單操作數(shù)

功能:將OPRD入棧（SP所指向的棧頂）

a.棧結(jié)構(gòu)從上到下是低地址到高

40H201H

地址，且棧頂不可用30H202H

SP-20H203H

b.每個單元都是8位.操作數(shù)為qp

or-10H204H

16位，所以占用兩單元。SP-205H

SP=205H206H

入棧操作進行兩次。207H

C.入棧時規(guī)則,低對低、高對高。208H

執(zhí)行過程:SP-1;[SP]60PRDH

SP-1;[SP]?-OPRDL

例如：PUSHAX;AX=1020H如圖所示。

PUSHBX;BX=3040H

2）出棧指令POP

格式:POPOPRD16位單操作數(shù)

功能:將SP指向的棧頂內(nèi)容（16位）彈出

過程:OPRDL?SP]SP+1

OPRDH^CSP]SP+1入棧逆過程

例如：POPBX;BX=3O4OH

3）注意問題

a.PUSH和POP的一個主要用途是保護數(shù)據(jù)、保護斷點、保護現(xiàn)場。

在高級語言是自動完成的工作,在匯編中編程者自己考慮；

所以應(yīng)該對堆棧結(jié)構(gòu)有一個清晰的認識。

b.PUSHCS（對）POPCS（錯）

c.對標志位無影響

d.棧是后進先出規(guī)則;所以保護恢復(fù)是相反的順序

（入）PUSHAX（出）POPBX;此時執(zhí)行POPAX也可，只是

PUSHBXPOPAX;不能得到源BX的數(shù)據(jù)。

4）BP使用

接上例入棧后，201H=40H,使用POP指令只能取出3040H;

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我們可以MOVBP,SP;BP=201H

MOVAL,[BP+2];AL=2OH從棧中間取出數(shù)據(jù)。

3.交換指令

格式:XCHGOPRD1,OPRD2

功能:實現(xiàn)OPRD1,OPRD2相互交換（8位/16為都可）

注意:數(shù)據(jù)匹配、存儲器之間、立即數(shù)、CS和IP。

（二）累加器專用傳送指令

1.輸入，輸出指令I(lǐng)NOUT

專門用于完成CPI.與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送；

輸入指令格式：INAL/AX.PORT

INAL/AX.DX

1）8088是準16位機.對外數(shù)據(jù)總線是8位，所以只有8位的字節(jié)指令,使用AL;8086可用

AL,也可用16位字指令A(yù)X,低對低,高對高。

2）當1/0設(shè)備地址小于OFFH時使用PORT（立即數(shù)形式的具體地址）

大于OFFH時使用DX間接給出

3）寄存器只能用累加器，16位I/O指令中地址只能用偶數(shù)

輸出指令：0仃P(guān)OPT/DX,AL/AX

例如：INAL.20H

MOVDX,200H

OUTDX.AX

2.查表轉(zhuǎn)換指令

格式:XLAT操作數(shù)隱含

功能:AL6[BX+AL]常用于對表的查詢工作

表:一段連續(xù)的存儲空間.最長為256個字節(jié).是由用戶設(shè)計的。

例如：查表求3的平方植。表結(jié)構(gòu)見右圖。教握技二定題鈕放。

執(zhí)行時此查表指令前，BX應(yīng)指向TABLE而~20JH

表的起點,AL中內(nèi)容用作查表時0