福建師大福清分校微機原理課件第一章

1、微機原理與接微機原理與接口技術口技術第一章第一章 微型計算機基礎知識微型計算機基礎知識1.11.1 計算機的數(shù)和編碼計算機的數(shù)和編碼1.2 1.2 邏輯單元與邏輯部件邏輯單元與邏輯部件1.31.3 微型計算機的結(jié)構(gòu)和工作原理微型計算機的結(jié)構(gòu)和工作原理1.41.4 8086/8088 8086/8088微處理器微處理器1.51.5 8086/8088 8086/8088的存儲器結(jié)構(gòu)與堆棧的存儲器結(jié)構(gòu)與堆棧1.1 1.1 計算機中的數(shù)和編碼計算機中的數(shù)和編碼1.1.1 1.1.1 計算機中的數(shù)制計算機中的數(shù)制u常用數(shù)制常用數(shù)制-二二, ,十十, ,十六進制十六進制 目前在計算機中，數(shù)幾乎全部用二進

2、制表示目前在計算機中，數(shù)幾乎全部用二進制表示 為書寫方便為書寫方便, ,微機中的二進制數(shù)用十六進制數(shù)縮寫微機中的二進制數(shù)用十六進制數(shù)縮寫 人們最熟悉、最常用的是十進制數(shù)人們最熟悉、最常用的是十進制數(shù) ( (各種數(shù)制無法統(tǒng)計各種數(shù)制無法統(tǒng)計, ,比如比如2424、6060、365365等進制）等進制）u為了區(qū)別為了區(qū)別3 3種不同數(shù)制，約定：種不同數(shù)制，約定： 數(shù)后加數(shù)后加B B表示二進制數(shù)表示二進制數(shù) 帶帶D D或不帶字母符號表示十進制數(shù)或不帶字母符號表示十進制數(shù) 帶帶H H表示十六進制數(shù)表示十六進制數(shù)十進制十進制二進制二進制十六進制十六進制十進制十進制二進制二進制十六進制十六進制0 0000

3、000000 08 8100010008 81 1000100011 19 9100110019 92 2001000102 2101010101010A A3 3001100113 3111110111011B B4 4010001004 4121211001100C C5 5010101015 5131311011101D D6 6011001106 6141411101110E E7 7011101117 7151511111111F F 十進制、二進制、十六進制數(shù)之間的關系如下表：十進制、二進制、十六進制數(shù)之間的關系如下表：數(shù)制間的轉(zhuǎn)換數(shù)制間的轉(zhuǎn)換（1 1）二）二十六十六u 二進制整數(shù)

4、二進制整數(shù)十六：十六：從右（最低位）向左將二進從右（最低位）向左將二進制數(shù)制數(shù)4 4位位1 1組劃分，最后一組若不足組劃分，最后一組若不足4 4位則在其左邊位則在其左邊補補0 0，每組用，每組用1 1位十六進制數(shù)表示。位十六進制數(shù)表示。如：如： 1111111000111B 1111111000111B 1 1111 1100 0111B 1 1111 1100 0111B 0001 1111 1100 0111B = 1FC7H0001 1111 1100 0111B = 1FC7Hu 十六十六二：二：用用4 4位二進制數(shù)代替位二進制數(shù)代替1 1位十六進制數(shù)位十六進制數(shù)如：如： 3AB9H

5、= 0011 1010 1011 1001B3AB9H = 0011 1010 1011 1001B（2 2）十六）十六十十u 十六十六十十：將十六進制數(shù)按權展開相加：將十六進制數(shù)按權展開相加 如：如： 1F3DH=161F3DH=163 31 116162 2151516161 13 316160 01313 =4096 =40961 1256256151516163 31 11313 =4096 =409638403840484813=799713=7997 u 十進制整數(shù)十進制整數(shù)十六十六：除：除1616取余法取余法 如：如： 38947=9823H38947=9823H16 38947

6、 316 38947 3 16 2434 2 16 2434 2 16 152 8 16 152 8 16 9 9 16 9 9 0 0余數(shù)倒序排列余數(shù)倒序排列1.1.2 1.1.2 符號數(shù)的表示方法符號數(shù)的表示方法 用數(shù)的符號和數(shù)值部分一起編碼的方法表示符號數(shù)用數(shù)的符號和數(shù)值部分一起編碼的方法表示符號數(shù) 只有只有8 8位位( (字節(jié)字節(jié)) )、1616位位( (字字) )或或3232位位( (雙字雙字) )機器數(shù)的最機器數(shù)的最高位才是符號位。最高位為高位才是符號位。最高位為0 0正數(shù)正數(shù), ,為為 11負數(shù)負數(shù) 區(qū)分：區(qū)分：機器數(shù)、真值、無符號數(shù)真值、無符號數(shù) 掌握符號數(shù)的三種常用表示法：原

7、碼，反碼，補碼掌握符號數(shù)的三種常用表示法：原碼，反碼，補碼 1.1.原碼原碼 數(shù)值用其絕對值數(shù)值用其絕對值，正數(shù)的符號位用正數(shù)的符號位用0 0表示，負表示，負數(shù)的符號位用數(shù)的符號位用1 1表示表示 如：如： X1= 105=+1101001B X1 X1= 105=+1101001B X1原原=01101001B=01101001B X2=-105=-1101001B X2 X2=-105=-1101001B X2原原=11101001B=11101001B注注：u原碼表示的數(shù)原碼表示的數(shù),8,8位數(shù)中位數(shù)中,D,D7 7位為符號位位為符號位, ,其余其余7 7位位為數(shù)值位為數(shù)值位( (為為真

8、值的絕對值真值的絕對值) )u8 8位原碼數(shù)的數(shù)值范圍為位原碼數(shù)的數(shù)值范圍為FFHFFH7FH7FH（-127-127127127）；）；1616位原碼數(shù)的數(shù)值范圍為位原碼數(shù)的數(shù)值范圍為FFFFHFFFFH7FFFH7FFFH（- -32767327673276732767）u原碼表示簡單易懂原碼表示簡單易懂, ,且與真值轉(zhuǎn)換方便且與真值轉(zhuǎn)換方便, ,但內(nèi)部運但內(nèi)部運算復雜算復雜, ,為簡化計算機結(jié)構(gòu)為簡化計算機結(jié)構(gòu), ,引進了反碼和補碼引進了反碼和補碼2.2.反碼反碼 正數(shù)的反碼與原碼相同；負數(shù)的反碼為它的正數(shù)的反碼與原碼相同；負數(shù)的反碼為它的絕絕對值連同符號位按位取反對值連同符號位按位取反

9、 如：如： X1= 105=+1101001B X1 X1= 105=+1101001B X1反反=01101001B=01101001B X2=-105=-1101001B X2 X2=-105=-1101001B X2反反=10010110B=10010110B 注：注：一個負數(shù)的反碼的數(shù)值部分并不是其真值的絕一個負數(shù)的反碼的數(shù)值部分并不是其真值的絕對值對值, ,要按位取反才能求得真值的絕對值要按位取反才能求得真值的絕對值3.3.補碼補碼 正數(shù)的補碼與原碼相同；負數(shù)的補碼為正數(shù)的補碼與原碼相同；負數(shù)的補碼為其正數(shù)其正數(shù)的補數(shù)的補數(shù)補數(shù)補數(shù)有兩種求法：有兩種求法：(1)(1)按位取反后再加按

10、位取反后再加1 1(2)(2)從最低位向最高位掃描，保留直至第一個從最低位向最高位掃描，保留直至第一個“1 1”的所的所有位，第一個有位，第一個“1 1”左邊各位按位取反左邊各位按位取反如：如：X1= 105=+1101001B X1X1= 105=+1101001B X1補補=01101001B=01101001B X2=-105=-1101001B X2 X2=-105=-1101001B X2補補=10010111B=10010111B 對補碼表示的負數(shù)求補可以得到其正數(shù)對補碼表示的負數(shù)求補可以得到其正數(shù)如：如： -105 -105補補=10010111B=97H=10010111B=9

11、7H 求補，得：求補，得：01101001=69H=10501101001=69H=105，即補碼表示的機器數(shù)，即補碼表示的機器數(shù)97H97H的真值是的真值是-69H-69H（=-105=-105）注：注：u一個補碼數(shù)，若最高位為一個補碼數(shù)，若最高位為0 0，則該數(shù)即為此數(shù)的絕對值；，則該數(shù)即為此數(shù)的絕對值；若最高位為若最高位為1 1，則其補數(shù)為該數(shù)的絕對值，則其補數(shù)為該數(shù)的絕對值u8 8位補碼數(shù)的范圍：位補碼數(shù)的范圍：80H80H7FH7FH（-128-128127127）。）。1616位補位補碼數(shù)的范圍：碼數(shù)的范圍：8000H8000H7FFFH7FFFH（-32768-327683276

12、732767）u補碼數(shù)補碼數(shù)80H80H和和8000H8000H的最高位既代表了符號為負又代表的最高位既代表了符號為負又代表了數(shù)值為了數(shù)值為1 1u1 1個二進制補碼數(shù)的符號位向左擴展若干位后，所得個二進制補碼數(shù)的符號位向左擴展若干位后，所得到的補碼數(shù)的真值不變。到的補碼數(shù)的真值不變。 如：如：6868補補=44H=44H字節(jié)，字節(jié)， 68 68補補=0044H=0044H字字 -68 -68補補= BCH = BCH 字節(jié)，字節(jié)， -68 -68補補= FFBCH= FFBCH字字u微機中，符號數(shù)用微機中，符號數(shù)用補碼補碼表示！表示！計算機把機器數(shù)均當作無符號數(shù)進行運算，即符計算機把機器數(shù)均

13、當作無符號數(shù)進行運算，即符號位也參與運算號位也參與運算二進制加法規(guī)則二進制加法規(guī)則: :0+0=00+0=00+1=1+0=10+1=1+0=11+1=0 1+1=0 進位進位1 1二進制減法規(guī)則二進制減法規(guī)則: :0-0=00-0=01-0=11-0=11-1=01-1=00-1=10-1=1 借位借位1 11.1.3 1.1.3 二進制數(shù)的加減運算二進制數(shù)的加減運算1.1.無符號數(shù)的運算無符號數(shù)的運算(1)(1)兩個無符號數(shù)兩個無符號數(shù)相加相加-和為正數(shù)和為正數(shù). .當和超過其位當和超過其位數(shù)所允許的范圍時，向更數(shù)所允許的范圍時，向更高位進位高位進位，用用CFCF表示表示如：如： 59+1

14、64=3BH + 0A4H59+164=3BH + 0A4H 127127160=7FH160=7FHA0HA0H =0DFH =11FH =0DFH =11FH 無進位，無進位，CF=0 CF=0 有進位，有進位，CF=1CF=1 0011 10110011 1011+ 1010 0100+ 1010 01001101 11111101 1111 0111 11110111 1111+ 1010 0000+ 1010 000010001 111110001 1111進位進位192-10=C0H-0AH192-10=C0H-0AH =B6H =182 =B6H =182無借位，無借位，CF=0

15、CF=010-192=0AH-C0H 10-192=0AH-C0H =-B6H=-182=-B6H=-182 有借位，有借位，CF=1CF=1(2)(2)兩個無符號數(shù)兩個無符號數(shù)相減相減-被減數(shù)大于或等于減數(shù)，無被減數(shù)大于或等于減數(shù)，無借位，結(jié)果為正；被減數(shù)小于減數(shù)，有借位，結(jié)果為借位，結(jié)果為正；被減數(shù)小于減數(shù)，有借位，結(jié)果為負。如：負。如： 1100 00001100 0000- 0000 1010- 0000 10101011 01101011 0110 0000 10100000 1010- 1100 0000- 1100 000010100 101010100 1010借位借位 結(jié)論：

16、結(jié)論：對無符號數(shù)進行減法運算，其結(jié)果的符號用進位對無符號數(shù)進行減法運算，其結(jié)果的符號用進位來判別：來判別：CF=0(CF=0(無借位無借位) )，結(jié)果為正；，結(jié)果為正；CF=1(CF=1(有借位有借位) )結(jié)結(jié)果為負果為負2.2.符號數(shù)的運算符號數(shù)的運算-兩數(shù)進行運算兩數(shù)進行運算, ,結(jié)果超出表示范結(jié)果超出表示范圍會產(chǎn)生圍會產(chǎn)生溢出溢出; ;用用OFHOFH表示表示如：如：105+50 = 155 105+50 = 155 127127，超出范圍，產(chǎn)生溢出，超出范圍，產(chǎn)生溢出又如：又如：-105-50 = -155 -105-50 = -155 -128-128 ，超出范圍，產(chǎn)生溢出，超出范圍

17、，產(chǎn)生溢出 0110 10010110 1001+ 0011 0010+ 0011 00101001 10111001 1011=155 =155 視為無符號數(shù)，結(jié)果正確視為無符號數(shù)，結(jié)果正確=-65H=-65H結(jié)果為負，錯誤，溢出，結(jié)果為負，錯誤，溢出，0F=10F=1 1001 01111001 0111+ 1100 1110+ 1100 111010110 010110110 0101進位進位=-155 =-155 將進位視為符號，結(jié)果正確將進位視為符號，結(jié)果正確=65H=65H結(jié)果為正，錯誤，溢出，結(jié)果為正，錯誤，溢出，0F=10F=1說明說明: : (1)(1)將多位二進制數(shù)拆成多部

18、分運算時將多位二進制數(shù)拆成多部分運算時, ,數(shù)的低位部分數(shù)的低位部分均為無符號數(shù)均為無符號數(shù), ,只有只有高位部分才為符號數(shù)高位部分才為符號數(shù)(2)(2)注意區(qū)分進位與溢出注意區(qū)分進位與溢出(3)(3)溢出不同于補碼運算中的進位或借位丟失溢出不同于補碼運算中的進位或借位丟失 如：如： -50-5 = -55 -50-5 = -55 1100 111000 1110+ 1111 1011+ 1111 101111100 1001= -00110111B= -5511100 1001= -00110111B= -55進位丟失進位丟失 結(jié)果正確，無溢出結(jié)果正確，無溢出判補碼運算有無溢出的方法：判補碼

19、運算有無溢出的方法： 設符號位向進位位的進位為設符號位向進位位的進位為C CY Y，數(shù)值部分向符，數(shù)值部分向符號位的進位為號位的進位為C CS S，則溢出判別式為：，則溢出判別式為： OF=C OF=CY Y C CS S 當當OF=1OF=1時，有溢出；當時，有溢出；當OF=0OF=0時，無溢出時，無溢出 0110 10010110 1001+ 0011 0010+ 0011 00101001 10111001 1011C CY Y=0=0， C CS S=1=1OF=0OF=0 1=1,1=1,有溢出有溢出如：如：105+50105+50C CY Y=1=1， C CS S=0=0 100

20、1 01111001 0111+ 1100 1110+ 1100 1110 10110 0101 10110 0101OF=1OF=1 0=1,0=1,有溢出有溢出-105-50-105-50C CY Y=1=1， C CS S=1=1 1010 11101010 1110+ 1111 1011+ 1111 101111100 100111100 1001OF=1OF=1 1=0,1=0,無溢出無溢出-50-5-50-5. .邏輯非邏輯非按位求反按位求反 如：如：A=01100001B,B=11001011BA=01100001B,B=11001011B A=10011110B,B=00110

21、100B A=10011110B,B=00110100B. .邏輯乘邏輯乘( (邏輯與邏輯與)按位求按位求“與與” 規(guī)則：規(guī)則：=0=0，=0,1=0,10=0,10=0,11=11=1 如：如：01100001B01100001B11001011B=0100 0001B11001011B=0100 0001B1.1.4 1.1.4 二進制數(shù)的邏輯運算與邏輯電路二進制數(shù)的邏輯運算與邏輯電路. .邏輯加邏輯加( (邏輯或邏輯或)按位求按位求“或或” ” 規(guī)則：規(guī)則：0 00=0,00=0,01=1,11=1,10=1,10=1,11=11=1 如：如：01100001B01100001B1100

22、1011B=11101011B11001011B=11101011B邏輯異或邏輯異或( (按位加按位加)按位求模和按位求模和規(guī)則：規(guī)則：0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=00+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=0。 如：如：01100001B01100001B 11001011B=10101010B11001011B=10101010B5.5.正邏輯與負邏輯正邏輯與負邏輯正邏輯正邏輯高電平表示邏輯，低電平表示邏輯高電平表示邏輯，低電平表示邏輯0 0負邏輯負邏輯高電平表示邏輯高電平表示邏輯 0 0，低電平表示邏輯，低電平表示邏輯1 1 計算機里，字母、各種符號以及指揮計算機執(zhí)計算

23、機里，字母、各種符號以及指揮計算機執(zhí)行操作的指令，均用二進制數(shù)的組合表示，稱為二行操作的指令，均用二進制數(shù)的組合表示，稱為二進制編碼進制編碼1.1.二進制編碼的十進制數(shù)二進制編碼的十進制數(shù) 即用二進制表示的十進制數(shù)，簡稱即用二進制表示的十進制數(shù)，簡稱BCDBCD數(shù)數(shù) （binary binary coded decimal)coded decimal) 常用的是常用的是8421 BCD8421 BCD碼，如下表所示碼，如下表所示(P10 (P10 表表1-3)1-3)：1.1.5 1.1.5 二進制編碼二進制編碼8421 BCD8421 BCD編碼表編碼表十進十進制數(shù)制數(shù)壓縮壓縮BCDBCD數(shù)

24、數(shù)非壓縮非壓縮BCDBCD數(shù)數(shù)(ABC BCD(ABC BCD數(shù)數(shù)) )十進十進制數(shù)制數(shù)壓縮壓縮BCDBCD數(shù)數(shù)非壓縮非壓縮BCDBCD數(shù)數(shù)(ABC BCD(ABC BCD數(shù)數(shù)) )0 00H(0000B)00H(0000 0000B)5 55H(0101B)05H(0000 0101B)1 11H(0001B)01H(0000 0001B)6 66H(0110B)06H(0000 0110B)2 22H(0010B)02H(0000 0010B)7 77H(0111B)07H(0000 0111B)3 33H(0011B)03H(0000 0011B)8 88H(1000B)08H(0000

25、 1000B)4 44H(0100B)04H(0000 0100B)9 99H(1001B)09H(0000 1001B)壓縮壓縮BCDBCD數(shù)數(shù)用用8 8位位二進制數(shù)表示二進制數(shù)表示2 2個個十進制數(shù)位十進制數(shù)位非壓縮非壓縮BCDBCD數(shù)數(shù)用用8 8位位二進制數(shù)表示二進制數(shù)表示1 1個個十進制數(shù)位十進制數(shù)位如：如：1919 壓縮壓縮BCDBCD 0001 1001 = 19H0001 1001 = 19H 19 19 非壓縮非壓縮BCDBCD 00000001 00001001 = 0109H00000001 00001001 = 0109H(1)(1)十進制數(shù)與十進制數(shù)與BCDBCD數(shù)的轉(zhuǎn)

26、換數(shù)的轉(zhuǎn)換 查查8421 BCD8421 BCD編碼表編碼表直接直接(2)BCD(2)BCD數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù) 寫出寫出BCDBCD數(shù)的十進制數(shù)數(shù)的十進制數(shù)十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)(3)(3)二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為BCDBCD數(shù)數(shù) 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)根據(jù)十進制數(shù)寫出根據(jù)十進制數(shù)寫出BCDBCD數(shù)數(shù)說明：說明：-字符在機內(nèi)的表示字符在機內(nèi)的表示常用的常用的ASCIIASCII碼字符如下表碼字符如下表(P11(P11表表1-4)1-4)：2.ASCII2.ASCII碼碼字符字符ASCASC碼碼(H)(H)字符字符ASCASC碼碼(H

27、)(H)0 09 930303939$ $2424A AZ Z41415A5A換行換行LFLF0A0Aa az z61617A7A回車回車CRCR0D0DBlankBlank2020(1)(1)十進制數(shù)的十進制數(shù)的ASCIIASCII碼轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)碼轉(zhuǎn)換成十進制數(shù) 減減30H30H 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)的十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)的ASCIIASCII碼碼 加加30H30H(2)(2)將十六進制數(shù)的將十六進制數(shù)的ASCIIASCII碼轉(zhuǎn)換為十六進制或?qū)⑹M碼轉(zhuǎn)換為十六進制或?qū)⑹M制轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)的制轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)的ASCIIASCII碼，要先判別碼，要先判別ASCIIASCII碼是在碼

28、是在哪個區(qū)段內(nèi)，然后再加或減哪個區(qū)段內(nèi)，然后再加或減30H30H或或37H37H。(3)(3)十進制數(shù)的十進制數(shù)的ASCIIASCII碼轉(zhuǎn)換為二進制碼轉(zhuǎn)換為二進制: : 將將ASCIIASCII碼轉(zhuǎn)換為碼轉(zhuǎn)換為ASCII BCDASCII BCD數(shù)數(shù)寫出寫出ASCII BCDASCII BCD數(shù)的十數(shù)的十進制數(shù)進制數(shù)將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)(4)(4) 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)的ASCIIASCII碼碼 過程與過程與(3)(3)相反相反注：注： BCD BCD數(shù)低位與高位之間數(shù)低位與高位之間逢逢“1010”進進1 1，4 4位二進制數(shù)之位二進制數(shù)之

29、間間逢逢“1616”進進1 1。而計算機按二進制規(guī)律運算而計算機按二進制規(guī)律運算，故，故BCDBCD數(shù)數(shù)進行運算后須進行調(diào)整進行運算后須進行調(diào)整1.BCD1.BCD數(shù)加法數(shù)加法 調(diào)整規(guī)則調(diào)整規(guī)則: :和在和在0 09 9之間之間, ,保持不變保持不變; ;和和大于大于9,9,加加6 6調(diào)整調(diào)整如：如：48+59=10748+59=1071.1.6 BCD1.1.6 BCD數(shù)的加減運算數(shù)的加減運算1010 00011010 0001 0100 10000100 1000+ 0101 1001+ 0101 1001 + 0110 0110110 0110 10000 0111 10000 0111

30、BCD數(shù)數(shù)2.BCD2.BCD數(shù)減法數(shù)減法 調(diào)整規(guī)則調(diào)整規(guī)則: :差在差在0 09 9之間之間, ,不變不變; ;差大于差大于9,9,減減6 6調(diào)整調(diào)整如：如：28-19=928-19=9 通常在微機中設有二通常在微機中設有二十進制調(diào)整電路十進制調(diào)整電路, ,通過調(diào)通過調(diào)用調(diào)整指令來實現(xiàn)調(diào)整用調(diào)整指令來實現(xiàn)調(diào)整0000 11110000 1111 0010 10000010 1000- 0001 1001- 0001 1001 - 0000 0110000 0110 0000 1001 0000 1001BCD數(shù)數(shù)1.3 1.3 微型計算機的結(jié)構(gòu)和工作原理微型計算機的結(jié)構(gòu)和工作原理1.3.1

31、1.3.1 微型計算機常用的術語微型計算機常用的術語u位位(bit)(bit)計算機所能表示的最基本、計算機所能表示的最基本、最小最小的數(shù)據(jù)單的數(shù)據(jù)單元。元。1 1個二進制位有兩種狀態(tài)個二進制位有兩種狀態(tài)“0”0”和和“1 1” u字字(word) (word) 計算機內(nèi)部進行數(shù)據(jù)處理的計算機內(nèi)部進行數(shù)據(jù)處理的基本單位基本單位，與寄存器、與寄存器、ALUALU寬度一致寬度一致每一個字所包含的二進制位數(shù)每一個字所包含的二進制位數(shù)稱為字長稱為字長u字節(jié)字節(jié)(byte) (byte) 8 8個個BitBit組成一個字節(jié)組成一個字節(jié), ,存放相鄰的存放相鄰的8 8位位二制數(shù)二制數(shù). .字節(jié)的長度固定字

32、節(jié)的長度固定u指令指令(instruction) (instruction) 規(guī)定計算機進行某種操作的命令規(guī)定計算機進行某種操作的命令u程序程序(program)(program)指令的有序集合指令的有序集合u指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)(instruction set(instruction set）一臺計算機的全部指令）一臺計算機的全部指令1.3.2 1.3.2 微型計算機的基本結(jié)構(gòu)微型計算機的基本結(jié)構(gòu) 微型計算機的基本組成如圖所示：微型計算機的基本組成如圖所示： (3) (3) 控制總線控制總線CBCB 向計算機系統(tǒng)的各部件發(fā)送向計算機系統(tǒng)的各部件發(fā)送操作命令和定時信息操作命令和定時信息 帶有上橫線

33、的表示低電平有效帶有上橫線的表示低電平有效, ,無上橫線的表示無上橫線的表示高電平有效高電平有效 如：如： ALE(address latch enable) ALE(address latch enable)、INTRINTR高電平有效高電平有效 MEMWMEMW、MEMRMEMR、IORIOR、IOWIOW、INTAINTA低電平有效低電平有效 3. 3. 存儲器存儲器(memory)(memory) 主要用于存放程序和數(shù)據(jù)主要用于存放程序和數(shù)據(jù) l存儲單元存儲單元 單元地址單元地址4.I/O4.I/O接口接口 外部設備通過外部設備通過I/OI/O接口與計算機連接接口與計算機連接。因為：因

34、為： (1)(1)外設的工作速度遠低于外設的工作速度遠低于CPUCPU的速度的速度 (2) (2)外設表示信息的格式與計算機不同外設表示信息的格式與計算機不同 (3) (3)接口還應向計算機報告設備的運行狀態(tài)接口還應向計算機報告設備的運行狀態(tài), ,傳達計算機傳達計算機命令等命令等5.I/O5.I/O設備設備 輸入設備輸入設備：鍵盤、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、掃描儀等鍵盤、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、掃描儀等 輸出設備：顯示器、打印機、繪圖機等輸出設備：顯示器、打印機、繪圖機等 輸入輸入/ /輸出設備：磁盤和光盤等輸出設備：磁盤和光盤等1.3.3 1.3.3 計算機的工作原理計算機的工作原理 CPUCPU、存儲器、存儲器、I

35、/OI/O接口、外部設備構(gòu)成了計算接口、外部設備構(gòu)成了計算機的硬件機的硬件(hardware)(hardware)，光有這樣的硬件還只是具有，光有這樣的硬件還只是具有了計算的可能。計算機要真正能夠進行計算還必須了計算的可能。計算機要真正能夠進行計算還必須有多種程序的配合有多種程序的配合 當人們要解決問題時當人們要解決問題時, ,首先將問題程序化首先將問題程序化, ,形成形成指令序列指令序列, ,然后將它存入存儲器中然后將它存入存儲器中, ,再由再由CPUCPU的控制器的控制器和和ALUALU依據(jù)程序中指令的順序周而復始地取出指令，依據(jù)程序中指令的順序周而復始地取出指令，分析指令，執(zhí)行指令，最后

36、輸出程序結(jié)果分析指令，執(zhí)行指令，最后輸出程序結(jié)果. .即即“程序程序存儲和程序控制存儲和程序控制” 1.4.1 8086/80881.4.1 8086/8088的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)1.4 1.4 8086/80888086/8088微處理器微處理器 1. 1.執(zhí)行單元執(zhí)行單元EUEU(execution unit) (execution unit) EU EU負責負責執(zhí)行指令執(zhí)行指令，完成兩種操作：算術邏輯運，完成兩種操作：算術邏輯運算、計算存儲器操作數(shù)的偏移地址算、計算存儲器操作數(shù)的偏移地址 2.2.總線接口單元總線接口單元BIUBIU(bus interface unit) (bus interf

37、ace unit) BIU BIU完成所有的完成所有的總線操作總線操作 EU EU和和BIUBIU并行并行工作，可以同時進行讀工作，可以同時進行讀/ /寫操作和寫操作和執(zhí)行指令的操作執(zhí)行指令的操作 2.2.指令指示器指令指示器IPIP(instruction point)(instruction point) IP IP 硬件電路，能自動跟蹤指令地址。硬件電路，能自動跟蹤指令地址。 在開始執(zhí)行程序時在開始執(zhí)行程序時, ,賦給賦給IPIP第一條指令的地址第一條指令的地址, ,然然后每取一條指令后每取一條指令,IP,IP的值就自動指向下一條指令的的值就自動指向下一條指令的地址地址3.3.狀態(tài)標志寄

38、存器狀態(tài)標志寄存器(status flags)(status flags) 9 9個個標志位，其中標志位，其中6 6個狀態(tài)標志，個狀態(tài)標志，3 3個控制標志個控制標志 （1 1）狀態(tài)標志）狀態(tài)標志 反映反映EUEU執(zhí)行算術或邏輯運算后的結(jié)果執(zhí)行算術或邏輯運算后的結(jié)果 u進位標志位進位標志位CF CF 加減運算執(zhí)行后，加減運算執(zhí)行后，最高位最高位有進位或借位，有進位或借位，CF=1CF=1；無進位或借位，無進位或借位，CF=0CF=0 主要用于多字節(jié)加減運算主要用于多字節(jié)加減運算u輔助進位標志位輔助進位標志位AF AF 最低最低4 4位位D3D3D0D0位位有進位或借位，有進位或借位，AF=1A

39、F=1；無進位；無進位或借位，或借位，AF=0AF=0 用于用于BCDBCD數(shù)的算術運算數(shù)的算術運算( (調(diào)整調(diào)整) )指令指令 u溢出標志位溢出標志位OF OF 運算結(jié)果超出了機器數(shù)所能表示的數(shù)的范圍運算結(jié)果超出了機器數(shù)所能表示的數(shù)的范圍OF=1OF=1；反；反之，之，OF=0OF=0 該標志表示運算結(jié)果是否產(chǎn)生了溢出該標志表示運算結(jié)果是否產(chǎn)生了溢出 u符號標志位符號標志位SF SF 結(jié)果為負數(shù)，結(jié)果為負數(shù)，SF=1SF=1；結(jié)果為正數(shù)，；結(jié)果為正數(shù)，SF=0SF=0u零標志位零標志位 結(jié)果為結(jié)果為0 0，ZF=1ZF=1；結(jié)果不為；結(jié)果不為0 0，ZF=0ZF=0u奇偶標志位奇偶標志位PF

40、 PF 結(jié)果低八位中結(jié)果低八位中1 1的個數(shù)為偶數(shù)，的個數(shù)為偶數(shù)，PF=1PF=1；為奇數(shù)，；為奇數(shù)，PF=0PF=0。用于檢查數(shù)據(jù)在傳送過程中是否發(fā)生錯誤用于檢查數(shù)據(jù)在傳送過程中是否發(fā)生錯誤 （2 2）控制標志）控制標志 用于控制用于控制CPUCPU的操作。的操作。 u方向標志位方向標志位DFDF 控制數(shù)據(jù)串操作指令的步進方向控制數(shù)據(jù)串操作指令的步進方向 DF=1,DF=1,地址增址地址增址;DF=0,;DF=0,地址減址地址減址u中斷允許標志位中斷允許標志位IF IF 控制控制CPUCPU是否開中斷是否開中斷. IF=1,. IF=1, CPUCPU開中斷開中斷 IF=0, IF=0, CPUCPU關中斷關中斷u追蹤標志位追蹤標志位TF