微機原理與應用：第一章 計算機基礎知識

第一章計算機基礎知識第一節(jié)

概論第二節(jié)

微機的參數(shù)及指標第三節(jié)

計算機中的數(shù)制第四節(jié)

計算機中的編碼制度第五節(jié)

帶符號數(shù)的表示第六節(jié)

微機基本結構第七節(jié)

計算機的工作原理與過程第八節(jié)

指令、程序與軟件功能：進行科學計算、信息處理、數(shù)據(jù)存貯、工程控制。特點：自動、高速(每秒幾萬~幾萬億次)、大存貯量。用途：計算、控制、信息處理與存貯、生活娛樂、CAD、CAI、CAM、CAE等。應用趨勢：家庭化、網(wǎng)絡化、專業(yè)化。計算機的功能與特點計算機的歷史與發(fā)展第一臺計算機：1946年，美國，ENIAC(每秒計算五千次)經(jīng)歷了五代發(fā)展(以硬件為標準)：電子管計算機(1946-1956)晶體管計算機(1956-1962)小規(guī)模集成電路計算機(1962-1975)大規(guī)模集成電路計算機(1975-1981)超大規(guī)模集成電路計算機(1981-現(xiàn)在)計算機的發(fā)展今后的發(fā)展：微型化大、巨型化多媒體及人工智能聯(lián)網(wǎng)應用。微機系統(tǒng)、微處理器及單片機微機系統(tǒng)硬件軟件微機(硬件)

CPUI/O設備存貯設備系統(tǒng)總線單片機：

CPUI/O接口存貯器定時計數(shù)器通訊口微機的參數(shù)及指標位(bit)：指信息單位。字節(jié)(Byte)：信息的存貯單位。1Byte=8bit。字長(Word)：指微機一次能處理的二進制數(shù)的長度。存貯量：以KB/MB/GB來計量。1KB=210B=1,024B1MB=220B=1,048,576B1GB=230B=1,073,741,824B運算速度(MIPS)：CPU每秒可執(zhí)行的指令數(shù)量。指令周期與時鐘周期外部設備配置：顯示器、打印機、繪圖儀、掃描儀等。軟件配置：操作系統(tǒng)、語言系統(tǒng)、工具軟件、應用軟件、數(shù)據(jù)庫軟件等。性價比。計算機中的數(shù)制數(shù)制：數(shù)量的計量制度。在計算機內(nèi)部，使用二進制。幾種數(shù)制：十進制：(0~9)二進制：(0、1)優(yōu)點：運算規(guī)則簡單；易用電子器件實現(xiàn)運算。缺點：不直觀；表示同一真值須較多位。十六進制：(0~9、A、B、C、D、E、F)用作二進制縮寫。不同數(shù)制間的數(shù)的轉(zhuǎn)換二進制到十進制：按權展開，相加。二進制到十六進制：四位一組轉(zhuǎn)換。十六進制到十進制：按權展開。十進制到二進制：連除二，并取余數(shù)。十進制到十六進制：連除16，并取余數(shù)。計算機中的編碼制度編碼制度：用一組二進制數(shù)表示某個符號(數(shù)字、字符)的方法。BCD碼：用四位二進制數(shù)表示一位十進制數(shù)的方法，多用8421BCD碼。ASCII碼：美國國家標準信息交換碼。用七位二進制數(shù)表示一個字符。擴展ASCII碼：用八位二進制碼表示字符。漢字使用兩個擴展ASCII碼表示一個漢字。在計算機中，符號數(shù)字化。LSB：最低有效位。MSB：最高有效位。對八位二進制數(shù)：D0-D6：表示數(shù)字本身。D7：表示符號位。即MSB為符號位。表示的方法有原碼、反碼及補碼。帶符號數(shù)的表示原碼、反碼原碼MSB=0表示正數(shù)；MSB=1表示負數(shù)。0有兩種表示方法：00000000B與10000000B?？杀硎镜恼龜?shù)與負數(shù)個數(shù)相等?？杀硎镜臄?shù)據(jù)范圍：(-127—127)反碼：正數(shù)的反碼=原碼；負數(shù)的反碼=符號位不變，數(shù)字位逐個取反。MSB=0表示正數(shù)；MSB=1表示負數(shù)。0有兩種表示方法：00000000B與11111111B?？杀硎镜恼龜?shù)與負數(shù)個數(shù)相等?？杀硎镜臄?shù)據(jù)范圍：(-127—127)對負數(shù)的表達式與原碼不同。補碼正數(shù)的補碼=原碼；負數(shù)的補碼=反碼+1。MSB=0表示正數(shù)；MSB=1表示負數(shù)。0的表達式是唯一的：00000000B表示的范圍：(-128—127)可表示的負數(shù)比正數(shù)多一個。補碼求真值：正數(shù)與原碼同；負數(shù)對數(shù)值按位取反并+1。在計算機中廣泛使用補碼。微機基本結構

目前所有計算機都屬于馮?諾依曼體系。如右圖所示，它由四大部分組成:中央處理器(CPU)、存貯器(MEMORY)、輸入設備和輸出設備。輸入設備輸出設備運算器控制器CPU內(nèi)部存貯器外部存貯器MEMORY馮?諾依曼結構框圖特點：運算數(shù)據(jù)及步驟預先送入存貯器中，然后由CPU執(zhí)行，得出結果。微機的總線(BUS)微機總線是微機的數(shù)據(jù)通道，分為系統(tǒng)總線和內(nèi)部總線。系統(tǒng)總線：數(shù)據(jù)總線(DB)地址總線(AB)控制總線(CB)MMMCPUINOUT微機外部總線結構圖CPU內(nèi)部總線：由CPU廠家設計/決定，一般都是單總線結構。PALIDRIRACB存貯器DRPCARDBFALUOUTINCPU繼續(xù)取值，取出03H，(PC+1)送入PC；執(zhí)行加運算，結果送回Ａ；譯碼：CPU明白該如何做；譯碼：CPU明白該如何做；計算機的工作原理與過程例：2+3=5的運算過程操作指令:MOVA,#02HADDA,#03HMOV80H,APC位送入AR作為地址信號取址,(PC+1);PC值送入AR，AR取值，(PC+1)送入PC；繼續(xù)取址，待到02H，送入A中；取值，(PC+1)送入PC；譯碼：CPU明白該如何做；取值，(PC+1)送入PC；尋址方式尋址方式：CPU獲取指令的方式。

1.直接尋址

2.立即尋址

3.寄存器尋址

4.寄存器間接尋址

5.變址尋址

6.相對尋址

7.位尋址存儲器控制器輸入設備運算器輸出設備數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)指令控制信號指令：含操作碼（OPC）和操作數(shù)（OPD）如：MOVA，#02H操作類型數(shù)據(jù)傳送算術運算邏輯運算控制轉(zhuǎn)移位運算指令、程序與軟件指令：規(guī)定CPU執(zhí)行某種操作的基