第1章 微機基礎(chǔ)

1、匯編語言與接口技術(shù)匯編語言與接口技術(shù)教材及參考資料：教材及參考資料： 微機原理與接口技術(shù)（第微機原理與接口技術(shù)（第2版）版） 朱曉華朱曉華 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社 IBM-PC宏匯編語言程序設(shè)計宏匯編語言程序設(shè)計 于春凡于春凡 南開大學(xué)出版社南開大學(xué)出版社 IBM-PC 匯編語言程序設(shè)計匯編語言程序設(shè)計 沈美明沈美明 溫冬嬋溫冬嬋 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社 微型計算機技術(shù)及應(yīng)用微型計算機技術(shù)及應(yīng)用 戴梅萼戴梅萼 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社課件地址課件地址: FTP:/21 , YL , YL 史永宏史永宏 ：86981906 第第

2、1 1章章 微機基礎(chǔ)微機基礎(chǔ)目錄目錄第一章第一章 微機原理微機原理1.1 微機概述微機概述1.2 計算機中數(shù)的表示和編碼計算機中數(shù)的表示和編碼1.3 微機的一般概念微機的一般概念1.4 Intel微處理器結(jié)構(gòu)微處理器結(jié)構(gòu) 1.1.1 微機發(fā)展概況微機發(fā)展概況1946年第一臺電子計算機問世年第一臺電子計算機問世1971年，美國年，美國Intel公司研究并制造了公司研究并制造了I4004微處理器芯片。微處理器芯片。該芯片能同時處理該芯片能同時處理4位二進制數(shù)，集成了位二進制數(shù)，集成了2300個晶體管，個晶體管，每秒可進行每秒可進行6萬次運算，成本約為萬次運算，成本約為200美元。它是世界上美元。它

3、是世界上第第一個微處理器芯片一個微處理器芯片，以它為核心組成的，以它為核心組成的MCS-4計算機，標(biāo)計算機，標(biāo)志了世界第一臺微型計算機的誕生。志了世界第一臺微型計算機的誕生。微機概念微機概念：以大規(guī)模、超大規(guī)模構(gòu)成的微處理器作為核心：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，配以存儲器、輸入/輸出接口電路及系統(tǒng)總路線所制造出輸出接口電路及系統(tǒng)總路線所制造出的計算機。的計算機。劃分階段的標(biāo)志：以劃分階段的標(biāo)志：以字長字長和和微處理器型號微處理器型號。特點：特點：速度速度越來越快越來越快 容量容量越來越大越來越大 功能功能越來越強越來越強1.1 1.1 微機概述微機概述在微機的發(fā)

4、展過程中，最為成功也最有影響力的是在微機的發(fā)展過程中，最為成功也最有影響力的是IBM PC系列微機系列微機。第一臺第一臺IBM-PC: 1982年，采用年，采用Intel 8088 CPU的準的準16位微機位微機IBM PC。微機的體系結(jié)構(gòu)：微機的體系結(jié)構(gòu)：馮馮.諾依曼建立的諾依曼建立的存儲程序概念存儲程序概念計算機的組成計算機的組成二進制表示指令和數(shù)據(jù)二進制表示指令和數(shù)據(jù)程序和數(shù)據(jù)存放在存儲器中程序和數(shù)據(jù)存放在存儲器中 微機采用了微機采用了分層分層的存儲器系統(tǒng)的存儲器系統(tǒng). 存儲器可分為存儲器可分為5層層： 0層層通常是通常是CPU內(nèi)部寄存器內(nèi)部寄存器,離離CPU最近最近,存取存取速度快速度

5、快,但數(shù)量有限但數(shù)量有限. 1 1層層存儲器是高速緩沖存儲器存儲器是高速緩沖存儲器CacheCache 2層層是主存儲器是主存儲器,通常由動態(tài)通常由動態(tài)RAM(DRAM)組成組成 3層層是大容量的虛擬存儲器（磁盤存儲器）是大容量的虛擬存儲器（磁盤存儲器） 4層層是外存儲器（光存儲介質(zhì)等）是外存儲器（光存儲介質(zhì)等）軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的發(fā)展同樣發(fā)展迅速。操作系統(tǒng)最為常見的的發(fā)展同樣發(fā)展迅速。操作系統(tǒng)最為常見的5種：種：DOS，Windows, Linux, UNIX/Xenix, OS/2. 本課程是以本課程是以MS-DOS為操作系統(tǒng)介紹為操作系統(tǒng)介紹80 x86系列微系列微機的原理及接口技術(shù)機的原

6、理及接口技術(shù)在微機家族中，在微機家族中，單片微機單片微機的發(fā)展同樣十分引人注的發(fā)展同樣十分引人注目。單片機是把目。單片機是把CPU、一定容量的存儲器和必要、一定容量的存儲器和必要的的I/O接口電路集成在一個芯片上構(gòu)成的具有計算接口電路集成在一個芯片上構(gòu)成的具有計算機的完整功能的一種微機機的完整功能的一種微機.1.1.2 微機的應(yīng)用微機的應(yīng)用1.工業(yè)控制工業(yè)控制2.事物處理事物處理3.計算機輔助設(shè)計和輔助制造（計算機輔助設(shè)計和輔助制造（CAD/CAM）4.教學(xué)培訓(xùn)教學(xué)培訓(xùn)5.家庭娛樂和家政事務(wù)管理家庭娛樂和家政事務(wù)管理6.科學(xué)和工程計算科學(xué)和工程計算7.人工智能人工智能1.2 計算機中數(shù)的表示和

7、編碼計算機中數(shù)的表示和編碼主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1.計算機中的進位計數(shù)制計算機中的進位計數(shù)制 2.計算機中常用的編碼計算機中常用的編碼 3.帶符號數(shù)的表示帶符號數(shù)的表示 1.2.1 計算機中的進位計數(shù)制計算機中的進位計數(shù)制1.進位計數(shù)制的表示法進位計數(shù)制的表示法十進制數(shù)十進制數(shù) 十進制數(shù)是大家熟悉的，用十進制數(shù)是大家熟悉的，用0 0，1 1，2 2，8 8，9 9十個不同的符號來表示數(shù)值，它采用的是十個不同的符號來表示數(shù)值，它采用的是“逢十逢十進一，借一當(dāng)十進一，借一當(dāng)十”的原則。的原則。二進制表示法二進制表示法 基數(shù)為基數(shù)為10的記數(shù)制叫十進制；基數(shù)為的記數(shù)制叫十進制；基數(shù)為2的記數(shù)制叫的記數(shù)

8、制叫做二進制。做二進制。 二進制數(shù)的計算規(guī)則是二進制數(shù)的計算規(guī)則是“逢二進一，借一當(dāng)二逢二進一，借一當(dāng)二”。 八進制表示法八進制表示法 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)主要采用用0，1，2，7這八個阿拉伯?dāng)?shù)字。這八個阿拉伯?dāng)?shù)字。 八進制數(shù)的運算規(guī)則為八進制數(shù)的運算規(guī)則為“逢八進一，借一當(dāng)八逢八進一，借一當(dāng)八”。 八進制表示數(shù)值方法如下：八進制表示數(shù)值方法如下： 例：（例：（467.6)O=4 * 82 + 6 * 81 + 7 * 80 + 6 * 8(-1)十六進制表示法十六進制表示法 基數(shù)為基數(shù)為16，用，用0 - 9 、A - F 十五個字符

9、來數(shù)值，逢十六進一十五個字符來數(shù)值，逢十六進一。 各位的權(quán)值為各位的權(quán)值為 16I 十六進制表示數(shù)值方法如下：十六進制表示數(shù)值方法如下： NH= Ki * 16i 其中：其中：Ki = 0 - 9 、A F 例：（例：（56D.3)H = 5 * 162 + 6 * 161 + 13 * 160 + 3 * 16(-1) 2.進位計數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換進位計數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換二進制數(shù)和十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換二進制數(shù)和十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù) 方法：按二進制數(shù)的位權(quán)進行展開相加即可。方法：按二進制數(shù)的位權(quán)進行展開相加即可。例例:11101.101 =124+123+122

10、+021+120+12-1+02-2+12-3 =16+8+4+0+1+0.5+0.25+0.125 =29.875十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù) 方法：方法： A、將、將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進行轉(zhuǎn)換整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進行轉(zhuǎn)換，然后，然后再把轉(zhuǎn)換結(jié)果進行相加。再把轉(zhuǎn)換結(jié)果進行相加。 B、整數(shù)轉(zhuǎn)換采用、整數(shù)轉(zhuǎn)換采用除除2取余法取余法：用：用2不斷地去除要不斷地去除要轉(zhuǎn)換的數(shù)，直到商為轉(zhuǎn)換的數(shù)，直到商為0。再將每一步所得的余數(shù)，。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。按逆序排列，便可得轉(zhuǎn)換結(jié)果。 C、小數(shù)轉(zhuǎn)換采用、小數(shù)轉(zhuǎn)換采用乘乘2取整法取整法：每次用：每次用2與小

11、數(shù)部與小數(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直到小部分為直到小部分為0。將所取整數(shù)順序放在小數(shù)點后即。將所取整數(shù)順序放在小數(shù)點后即為轉(zhuǎn)換結(jié)果。為轉(zhuǎn)換結(jié)果。二進制數(shù)和八進制數(shù)、十六進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換二進制數(shù)和八進制數(shù)、十六進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換二進制數(shù)到八進制數(shù)、十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換二進制數(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、二進制數(shù)到八進制數(shù)轉(zhuǎn)換采用“三位化一位三位化一位”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，從左邊補一組，向左不足三位的，從左邊補0；向右不足三；

12、向右不足三位的，從右邊補位的，從右邊補0。 B、二進制數(shù)到十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換采用、二進制數(shù)到十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換采用“四位化一四位化一位位”的方法。從小數(shù)點開始向兩邊分別進行每四的方法。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，從左邊補位分一組，向左不足四位的，從左邊補0；向右不；向右不足四位的，從右邊補足四位的，從右邊補0。八進制、十六進制數(shù)到二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換八進制、十六進制數(shù)到二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換 方法：采用方法：采用“一位化三位（四位）一位化三位（四位）”的方法。按的方法。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)

13、進制數(shù)，所得結(jié)果即為相應(yīng)的二進制數(shù)BCD碼碼：用二進制編碼表示十進制數(shù)：用二進制編碼表示十進制數(shù) 0000：0 0001：1 ： ： 1001：91.2.2 1.2.2 計算機中常用的編碼計算機中常用的編碼 ASCIIASCII碼碼采用采用7 7位二進制代碼位二進制代碼對字符進行編碼對字符進行編碼美國標(biāo)準信息交換代碼美國標(biāo)準信息交換代碼例： A 41H a 61H 1 31H 換行 0AH 回車 0DH 空格 20H符號信息的編碼符號信息的編碼 ASCII 字符表0000010100111001011101110000NULDLESP0Pp0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC22

14、BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENGNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;Kk1100FFFS,Nn1111SIUS/?OoDEL注：H 表示高 3 位，L 表示低 4 位。HL ASCIIASCII碼表碼表1.2.3 1.2.3 帶符號數(shù)的表示帶符號數(shù)的表示1、數(shù)的表示：、數(shù)的表示： 假設(shè)機器字長為假設(shè)機器字長為8位：位：7 6 5 4 3 2 1 0符號位符號位 數(shù)值位假設(shè)機器字長為

15、假設(shè)機器字長為1616位：位：15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0符號位符號位 = 0 正數(shù)正數(shù) 數(shù)值位 = 1 負數(shù)負數(shù)2 2、數(shù)的常用表示法：、數(shù)的常用表示法：原碼原碼 反碼反碼 補碼補碼原碼表示法：符號原碼表示法：符號 + 絕對值絕對值例：例：n = 8bit +3原碼原碼 = 0 000,0011 = 03H - 3原碼原碼 = 1 000,0011 = 83H +0原碼原碼 = 0 000,0000 = 00H - 0原碼原碼 = 1 000,0000 = 80H 0 的表示不唯一的表示不唯一反碼表示法：正數(shù)的反碼同原碼，負數(shù)的反碼數(shù)值位與反碼表

16、示法：正數(shù)的反碼同原碼，負數(shù)的反碼數(shù)值位與原碼相反原碼相反例：n = 8bit +5反碼 = 0 000,0101 = 05H - 5反碼 = 1 111,1010 = FAH +0反碼 = 0 000,0000 = 00H - 0反碼 = 1 111,1111 = FFH 0 的表示不唯一的表示不唯一 補碼表示法：補碼表示法：正數(shù)的補碼：正數(shù)的補碼： 同原碼同原碼負數(shù)的補碼負數(shù)的補碼： （1）寫出該負數(shù)的原碼形式寫出該負數(shù)的原碼形式 （2）符號位保持不變，數(shù)值位）符號位保持不變，數(shù)值位按位求反，末位加一按位求反，末位加一 例：例： 機器字長機器字長8位，位，-46補碼補碼 = ? ? -46

17、原碼原碼 = 1 0 1 0 1 1 1 0 -46反碼反碼 = 1 1 0 1 0 0 0 1 -46補碼補碼 = 1 1 0 1 0 0 1 0 = D2H 機器字長機器字長16位，位，-46補碼補碼 = FFD2H +0補碼補碼 = 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 = 00H = - 0補碼補碼 0 的表示唯一的表示唯一n n位二進制補碼的表數(shù)范圍：位二進制補碼的表數(shù)范圍： - 2 - 2n-1 n-1 N N 2 2n-1n-1-1-1 十進制 二進制 十六進制 十進制 十六進制 n=8 n=16 +127 0111 11

18、11 7F +32767 7FFF +126 0111 1110 7E +32766 7FFE . . . +2 0000 0010 02 +2 0002 +1 0000 0001 01 +1 0001 0 0000 0000 00 0 0000 -1 1111 1111 FF -1 FFFF -2 1111 1110 FE -2 FFFE . . .-126 1000 0010 82 -32766 8002-127 1000 0001 81 -32767 8001-128 1000 0000 80 -32768 8000 補碼的加法和減法：補碼的加法和減法：求補運算求補運算 ：對一個二進制數(shù)

19、按位求反、末位加一：對一個二進制數(shù)按位求反、末位加一 X補碼補碼 -X補碼補碼 X補碼補碼加法規(guī)則：加法規(guī)則：X+Y補碼補碼 = X補碼補碼 + Y補碼補碼減法規(guī)則：減法規(guī)則：X-Y補碼補碼 = X補碼補碼 + -Y補碼補碼 補碼減法可轉(zhuǎn)換為補碼加法補碼減法可轉(zhuǎn)換為補碼加法 64(-46) 180100 00001101 00100001 0010例：求補求補1.3 微機的一般概念微機的一般概念主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1.計算機的基本組成和工作原理計算機的基本組成和工作原理 2.名詞術(shù)語名詞術(shù)語 3.微機結(jié)構(gòu)微機結(jié)構(gòu) 4. 微機的工作過程微機的工作過程 5. 計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)1.3.1

20、 計算機的基本組成和工作原理和結(jié)構(gòu)：計算機的基本組成和工作原理和結(jié)構(gòu)：1. 計算機的基本組成：計算機的基本組成：運算器運算器、控制器控制器、存儲器存儲器、以及以及輸入輸入和和輸出設(shè)備輸出設(shè)備。微處理器微處理器 微處理器（微處理器（CPU）是大規(guī)模集成電路技術(shù)做成的芯）是大規(guī)模集成電路技術(shù)做成的芯片，芯片內(nèi)集成有控制器、運算器和寄存器等相片，芯片內(nèi)集成有控制器、運算器和寄存器等相關(guān)部件，完成對計算機系統(tǒng)內(nèi)各部件進行統(tǒng)一協(xié)關(guān)部件，完成對計算機系統(tǒng)內(nèi)各部件進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)和控制。調(diào)和控制。 控制器控制器：根據(jù)程序中的命令發(fā)出各種控制信號，：根據(jù)程序中的命令發(fā)出各種控制信號，使各部分協(xié)調(diào)工作以完成指令所要

21、求的各種操作使各部分協(xié)調(diào)工作以完成指令所要求的各種操作。 運算器運算器：對信息進行加工、運算的部件，執(zhí)行算：對信息進行加工、運算的部件，執(zhí)行算術(shù)運算和邏輯運算。術(shù)運算和邏輯運算。存儲器存儲器 功能：存放程序和數(shù)據(jù)。功能：存放程序和數(shù)據(jù)。存儲器內(nèi)存（主存）外存（輔存）RAMROMSRAMDRAMROMEPROME2PROM軟盤、硬盤、光盤I/O設(shè)備和設(shè)備和I/O接口接口 I/O設(shè)備：微機配備的輸入設(shè)備：微機配備的輸入/輸出設(shè)備（外設(shè)）。輸出設(shè)備（外設(shè)）。 I/O設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備鍵盤鼠標(biāo)掃描儀、數(shù)碼相機顯示器打印機繪圖儀2.存儲程序工作原理：存儲程序工作原理： 把編制好的程序和數(shù)據(jù)一起先送入存

22、儲器中把編制好的程序和數(shù)據(jù)一起先送入存儲器中保存起來。啟動機器運行后，根據(jù)給出的程序中保存起來。啟動機器運行后，根據(jù)給出的程序中第一條指令的存儲地址，控制器就可以根據(jù)存儲第一條指令的存儲地址，控制器就可以根據(jù)存儲程序中的程序周而復(fù)始的取出指令、分析指令、程序中的程序周而復(fù)始的取出指令、分析指令、執(zhí)行指令，直至完成全部指令操作，即控制器通執(zhí)行指令，直至完成全部指令操作，即控制器通過指令流的串行驅(qū)動實現(xiàn)程序控制。過指令流的串行驅(qū)動實現(xiàn)程序控制。1.3.2 名詞術(shù)語名詞術(shù)語1.微處理器：微處理器：是將運算器和控制器做在一塊集成電路上的一是將運算器和控制器做在一塊集成電路上的一個獨立部件。它具有解釋指

23、令、執(zhí)行指令和與外界交換數(shù)個獨立部件。它具有解釋指令、執(zhí)行指令和與外界交換數(shù)據(jù)的能力。據(jù)的能力。2.微機：微機：通過總線把通過總線把I/O、CPU和半導(dǎo)體存儲器有機結(jié)合在一和半導(dǎo)體存儲器有機結(jié)合在一起起。 微機分為：單板機微機分為：單板機（印制電路板）（印制電路板）、單片機、單片機（芯片）（芯片）、多、多板機。板機。3.微機系統(tǒng)：微機系統(tǒng)：微機配上外部設(shè)備、系統(tǒng)電源和系統(tǒng)軟件就構(gòu)微機配上外部設(shè)備、系統(tǒng)電源和系統(tǒng)軟件就構(gòu)成微機系統(tǒng)。成微機系統(tǒng)。4.微機多機系統(tǒng)：微機多機系統(tǒng)：多臺微機多臺微機/微處理器組合而成微處理器組合而成。5.微機開發(fā)系統(tǒng)（微機開發(fā)系統(tǒng)（MDS）：）：在研制開發(fā)微機應(yīng)用系在研

24、制開發(fā)微機應(yīng)用系統(tǒng)時，從程序調(diào)試到樣機的系統(tǒng)調(diào)試，他都能提統(tǒng)時，從程序調(diào)試到樣機的系統(tǒng)調(diào)試，他都能提供軟件和硬件的支持供軟件和硬件的支持6.計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：借助通信網(wǎng)絡(luò)將一定的域內(nèi)的借助通信網(wǎng)絡(luò)將一定的域內(nèi)的眾多計算機和外設(shè)連接起來構(gòu)成計算機網(wǎng)絡(luò)可以眾多計算機和外設(shè)連接起來構(gòu)成計算機網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)計算機之間的互相通信和資源共享。實現(xiàn)計算機之間的互相通信和資源共享。7.多媒體：多媒體：文、圖、聲、像等單媒體與計算機程序文、圖、聲、像等單媒體與計算機程序融合在一起形成的信息傳播媒體。融合在一起形成的信息傳播媒體。1.3.3 1.3.3 微機結(jié)構(gòu)微機結(jié)構(gòu)微機的結(jié)構(gòu)是一種總線結(jié)構(gòu)微機的結(jié)

25、構(gòu)是一種總線結(jié)構(gòu)總線（總線（BUS）:傳遞信息的一組公用導(dǎo)線傳遞信息的一組公用導(dǎo)線。 系統(tǒng)總線：系統(tǒng)總線：從處理器引出的若干信號線，從處理器引出的若干信號線，CPU通通過它們與存儲器或過它們與存儲器或I/O設(shè)備進行信息交換設(shè)備進行信息交換。 一個部件只要滿足總線標(biāo)準，就可以連接到采用一個部件只要滿足總線標(biāo)準，就可以連接到采用這種總線標(biāo)準的系統(tǒng)中。這種總線標(biāo)準的系統(tǒng)中。 系統(tǒng)總線分為：系統(tǒng)總線分為： 地址總線地址總線：傳遞地址信息的總線，即傳遞地址信息的總線，即AB。CPU在在地址總線上輸出將要訪問的內(nèi)存單元或地址總線上輸出將要訪問的內(nèi)存單元或I/O端口的端口的地址，該總線為單向總線。地址，該總

26、線為單向總線。 內(nèi)存容量的計算：內(nèi)存容量的計算： 16條地址線可訪問條地址線可訪問216 = 64 KB。 20條地址線可訪問條地址線可訪問 220 = 1 MB。 1K = 1024B 1M = 1024 KB 1G = 1024 MB 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線：傳遞數(shù)據(jù)信息的總線，即：傳遞數(shù)據(jù)信息的總線，即DB。 在在CPU進行進行讀讀操作時，內(nèi)存或外設(shè)的數(shù)據(jù)通操作時，內(nèi)存或外設(shè)的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線送往過數(shù)據(jù)總線送往CPU； 在在CPU進行進行寫寫操作時，操作時，CPU數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線送往內(nèi)存或外設(shè)，數(shù)據(jù)總線是雙向總線。線送往內(nèi)存或外設(shè)，數(shù)據(jù)總線是雙向總線。 控制總線控制總線：傳遞控制

27、信息的總線，即：傳遞控制信息的總線，即CB。 一部分是從一部分是從CPU輸出：輸出：通過對指令的譯碼，由通過對指令的譯碼，由CPU內(nèi)部產(chǎn)生，由內(nèi)部產(chǎn)生，由CPU送到存儲器、輸入送到存儲器、輸入/輸出接輸出接口電路和其它部件。如讀寫控制信號等?？陔娐泛推渌考?。如讀寫控制信號等。 另一部分是由系統(tǒng)中的其他外設(shè)產(chǎn)生，送往另一部分是由系統(tǒng)中的其他外設(shè)產(chǎn)生，送往CPU，如：中斷請求信號、總線請求信號、狀態(tài)信號如：中斷請求信號、總線請求信號、狀態(tài)信號。微處理器微處理器 包括：寄存器陣列（包括：寄存器陣列（RS）、算術(shù)和邏輯運算）、算術(shù)和邏輯運算單元（單元（ALU)、控制器、內(nèi)部總線及緩沖器、控制器、內(nèi)部

28、總線及緩沖器存儲器存儲器 每一個存儲單元有一個確定的每一個存儲單元有一個確定的地址地址。 注意注意： 存儲單元的地址和該地址單元中存放存儲單元的地址和該地址單元中存放的內(nèi)容是兩個不同的概念。的內(nèi)容是兩個不同的概念。1.3.4 微機的工作過程：微機的工作過程：在進行計算前，應(yīng)做如下工作：在進行計算前，應(yīng)做如下工作：（1） 編寫程序（源程序）；編寫程序（源程序）；（2）、將源程序匯編或編譯成計算機能識別的機器）、將源程序匯編或編譯成計算機能識別的機器語言程序；語言程序；（3）、將數(shù)據(jù)和程序放入存儲器中存放。）、將數(shù)據(jù)和程序放入存儲器中存放。例：完成例：完成5+9=？的程序：？的程序：MOV A，0

29、5H /B0H 05H ；把05送入累加器AADD A，09H /04H 09H ；06與A中內(nèi)容相加， 結(jié)果存入累加器AHLT /F4H ；停止所有操作。1、取指令階段的執(zhí)行過程：（設(shè)程序從、取指令階段的執(zhí)行過程：（設(shè)程序從00H開始存放）開始存放）（1）、將程序計數(shù)器（）、將程序計數(shù)器（PC或或IP）的內(nèi)容送地址寄存器）的內(nèi)容送地址寄存器AR。（2）、程序計數(shù)器）、程序計數(shù)器PC的內(nèi)容自動加的內(nèi)容自動加1變?yōu)樽優(yōu)?1H，為取下一條，為取下一條指令作好準備。指令作好準備。（3）、地址寄存器）、地址寄存器AR將將00H通過地址總線送至存儲器地址通過地址總線送至存儲器地址譯碼器譯碼，選中譯碼器譯

30、碼，選中00H單元。單元。（4）、）、CPU發(fā)出發(fā)出“讀讀”命令。命令。（5）、所選中的）、所選中的00單元的內(nèi)容單元的內(nèi)容B0H讀至數(shù)據(jù)總線讀至數(shù)據(jù)總線DB上。上。（6）、經(jīng)數(shù)據(jù)總線）、經(jīng)數(shù)據(jù)總線DB，讀出的，讀出的B0H送至數(shù)據(jù)寄存器送至數(shù)據(jù)寄存器DR。（7）、數(shù)據(jù)寄存器）、數(shù)據(jù)寄存器DR將其內(nèi)容送至指令寄存器將其內(nèi)容送至指令寄存器IR中，經(jīng)過中，經(jīng)過譯碼譯碼CPU“識別識別”出這個操作碼為出這個操作碼為“MOV A，05H”指令，指令，于是控制器發(fā)出執(zhí)行這條指令的各種控制命令。于是控制器發(fā)出執(zhí)行這條指令的各種控制命令。PCARALUABIRIDPLA100 B0H01 05H02 04H

31、03 06H04 F4H34讀命令讀命令B0H56B0H控制信號控制信號（取第一條指令操作示意圖）（取第一條指令操作示意圖）B0H7B0H00H00HDR2、執(zhí)行指令階段的執(zhí)行過程：、執(zhí)行指令階段的執(zhí)行過程：（1）、將程序計數(shù)器（）、將程序計數(shù)器（PC或或IP）的內(nèi)容送地址寄存器）的內(nèi)容送地址寄存器AR。（2）、程序計數(shù)器）、程序計數(shù)器PC的內(nèi)容自動加的內(nèi)容自動加1變?yōu)樽優(yōu)?2H，為取下一條，為取下一條指令作好準備。指令作好準備。（3）、地址寄存器）、地址寄存器AR將將01H通過地址總線送至存儲器地址通過地址總線送至存儲器地址譯碼器譯碼，選中譯碼器譯碼，選中01H單元。單元。（4）、）、CPU

32、發(fā)出發(fā)出“讀讀”命令。命令。（5）、所選中的）、所選中的01H單元的內(nèi)容單元的內(nèi)容05H讀至數(shù)據(jù)總線讀至數(shù)據(jù)總線DB上。上。（6）、經(jīng)數(shù)據(jù)總線）、經(jīng)數(shù)據(jù)總線DB，讀出的，讀出的05H送至數(shù)據(jù)寄存器送至數(shù)據(jù)寄存器DR。（7）、由控制碼計算機已知到讀出的是立即數(shù)，并要求將）、由控制碼計算機已知到讀出的是立即數(shù)，并要求將它送入累加器它送入累加器A中，所以數(shù)據(jù)寄存器中，所以數(shù)據(jù)寄存器DR通過內(nèi)部總線將通過內(nèi)部總線將05H送入累加器送入累加器A中。中。PCARALUABDRIRIDPLA02H101H00 B0H01 05H02 04H03 06H04 F4H34讀命令讀命令05H56705H1.3.4

33、 計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、各種高級語言處理程序系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、各種高級語言處理程序、編譯系統(tǒng)和其他服務(wù)程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等、編譯系統(tǒng)和其他服務(wù)程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等軟件。這些軟件不是用來解決具體應(yīng)用問題的，軟件。這些軟件不是用來解決具體應(yīng)用問題的，而是利用計算機自身的功能，合理的組織解題流而是利用計算機自身的功能，合理的組織解題流程，管理計算機軟、硬件各種資源，提供人程，管理計算機軟、硬件各種資源，提供人-機間機間的接口，從而簡化或代替各環(huán)節(jié)中人所承擔(dān)的工的接口，從而簡化或代替各環(huán)節(jié)中人所承擔(dān)的工作。還可以為用戶使用機器提供

34、方便，擴大機器作。還可以為用戶使用機器提供方便，擴大機器功能，提高工作效率。功能，提高工作效率。應(yīng)用軟件是由用戶利用計算機及其系統(tǒng)軟件編制應(yīng)用軟件是由用戶利用計算機及其系統(tǒng)軟件編制的解決實際應(yīng)用問題的程序。的解決實際應(yīng)用問題的程序。1.4 Intel微處理器結(jié)構(gòu)微處理器結(jié)構(gòu) Intel 8086/8088微處理器結(jié)構(gòu)微處理器結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 8088的寄存器結(jié)構(gòu)的寄存器結(jié)構(gòu) 8088的功能結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu) 存儲器組織存儲器組織 標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器1.4 Intel1.4 Intel微處理器結(jié)構(gòu)微處理器結(jié)構(gòu)8088的寄存器結(jié)構(gòu)的寄存器結(jié)構(gòu)AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDII

35、PPSWAX 累加器累加器 字乘法，字除法，字字乘法，字除法，字I/OAL 字節(jié)乘、除，字節(jié)字節(jié)乘、除，字節(jié)I/O，十進制算術(shù)運算、查表十進制算術(shù)運算、查表AH 字節(jié)乘、除字節(jié)乘、除BX 基數(shù)寄存器基數(shù)寄存器 查表轉(zhuǎn)換、間接尋址查表轉(zhuǎn)換、間接尋址CX 計數(shù)器計數(shù)器 串操作，循環(huán)計數(shù)串操作，循環(huán)計數(shù)CL 變量移位或循環(huán)變量移位或循環(huán)DX 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器 字乘法、除法，間接字乘法、除法，間接I./O尋址尋址SP 堆棧指針；堆棧指針；BP 基址指針；基址指針；SI 源變址指針；源變址指針；DI 目目的變址指針的變址指針AX 累加器累加器BX 基址基址CX 計數(shù)計數(shù)DX 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)堆棧指針堆棧指針

36、基址基址源地址源地址目的地址目的地址指令指針指令指針狀態(tài)標(biāo)志狀態(tài)標(biāo)志8088的寄存器結(jié)構(gòu)的寄存器結(jié)構(gòu)CSDSSSES 代碼段代碼段 數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段 堆棧段堆棧段 附加段附加段O D IT S ZAPCPSW進位進位奇偶奇偶校驗校驗輔助進位輔助進位零標(biāo)志位零標(biāo)志位符號標(biāo)志位符號標(biāo)志位跟蹤標(biāo)志位跟蹤標(biāo)志位中斷標(biāo)志位中斷標(biāo)志位方向標(biāo)志位方向標(biāo)志位溢出標(biāo)志位溢出標(biāo)志位8088的功能結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu) 微處理器微處理器 8086, 8088結(jié)構(gòu)類似。從程序員和使用角度來看的結(jié)構(gòu)類似。從程序員和使用角度來看的結(jié)構(gòu)即編程結(jié)構(gòu)從功能上分為兩部分：總線接口部分結(jié)構(gòu)即編程結(jié)構(gòu)從功能上分為兩部分：總線接口部分BIU（Bu

37、s Interface Unit），），執(zhí)行部分執(zhí)行部分EU（Execution Unit）。）。 由于由于指令隊列指令隊列的存在，兩部分各自執(zhí)行自己的功能的存在，兩部分各自執(zhí)行自己的功能并行工作并行工作，這種工作方式與傳統(tǒng)的計算機在執(zhí)行指令時的串行工作相比極大這種工作方式與傳統(tǒng)的計算機在執(zhí)行指令時的串行工作相比極大的提高了工作效率。的提高了工作效率。 計算機執(zhí)行程序時，計算機執(zhí)行程序時，CPU的工作順序是：的工作順序是： 取指令取指令 執(zhí)行指令執(zhí)行指令 再取指令再取指令 再執(zhí)行指再執(zhí)行指令串行工作。令串行工作。工作順序是：工作順序是：取指令，執(zhí)行指令同時進行。并取指令，執(zhí)行指令同時進行。并行

38、工作行工作。8088的功能結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI暫存寄存器暫存寄存器FLAGSCSDSSSESIP內(nèi)部通用寄存器內(nèi)部通用寄存器1234EU控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)總線總線控制控制邏輯邏輯ALU加法器加法器ABALU DB(16位）位）（8位）位）（20位）位）總線接口單元（總線接口單元（BIU)執(zhí)行單元執(zhí)行單元（EU）8088總線總線指令指令指針指針通用寄存器通用寄存器段寄存器段寄存器指令隊列指令隊列存儲器組織存儲器組織用段來組織邏輯空間用段來組織邏輯空間 1、總的存儲空間為、總的存儲空間為1M字節(jié)，每段最長可達字節(jié)，每段最長可達 64K字字節(jié)。節(jié)。 2、各段起

39、始地址能被、各段起始地址能被 16 整除。（低整除。（低 4 位為位為 0 ） 3、各段之間可分開、部分或完全重疊、可首尾相、各段之間可分開、部分或完全重疊、可首尾相接。接。 4、根據(jù)各段的用途將其定義為、根據(jù)各段的用途將其定義為CS、DS、ES、SS段。并用偏移地址（距段起址的字節(jié)距離）表示被訪段。并用偏移地址（距段起址的字節(jié)距離）表示被訪問單元。問單元。 常在常在CS中用中用 IP 表示偏移量，表示偏移量，SS中用中用 SP、BP，DS中用中用 BX、SI、DI、數(shù)值數(shù)值 。實際地址的形成實際地址的形成物理地址：物理地址：20 位位邏輯地址：邏輯地址： 段基址段基址 （段寄存器的內(nèi)容）（段寄存器的內(nèi)容）16位位 偏移地址（字節(jié)距離）偏移地址（字節(jié)距離）16位位 一個實際地址可用多個邏輯地址表示。一個實際地址可用多個邏輯地址表