微機原理考點整理(孫力娟)

..第一章：計算機概述及基礎(chǔ)知識微型機硬件結(jié)構(gòu)：運算器,存儲器,輸入/輸出設(shè)備,控制器?；颍捍鎯ζ?CPU,I/O接口?？偩€:總線是CPU與存儲器、I/O接口交換信息的公共通道.按總線上信息傳輸?shù)奈锢硪饬x,總線分為:地址總線：傳輸CPU訪問存儲器,訪問I/O端口的地址信號。數(shù)據(jù)總線：傳輸CPU讀/寫內(nèi)存,讀寫I/O端口時的數(shù)據(jù)?？刂瓶偩€：CPU發(fā)出的控制命令,或外部向CPU提出的請求。RAM：隨機存儲器,習慣上稱為"內(nèi)存"ROM:只讀存儲器。存放"基本輸入/輸出系統(tǒng)程序"<簡稱BIOS>。BIOS是計算機最底層的系統(tǒng)管理程序,操作系統(tǒng)和用戶程序均可調(diào)用。I/O接口:是CPU和外部設(shè)備交換信息的"中轉(zhuǎn)站"1字節(jié)即為8位二進制數(shù),2字節(jié)即為1個"字",4字節(jié)即為1個"雙字"。微處理器的性能指標最主要的是字長與主頻。字長為CPU能同時處理的數(shù)據(jù)位數(shù),也稱數(shù)據(jù)寬度。主頻和CPU運算速度密切相關(guān),主頻越高,速度越快。：8086微處理器32位名稱1.通用寄存器：32位名稱16位名稱名稱累加器基址變址16位名稱名稱累加器基址變址計數(shù)數(shù)據(jù)堆棧指針基址指針目的變址源變址EAXEAXEBXECXEDXESPEBPEDIESIIP、SP、BP、SI、DI：為尋址存貯單元提供偏移地址。其中：IP<InstructionPointer>-------指令指針SP<StackPointer>------堆棧指針BP<BasePointer>------基址指針SI<SourceIndex>------源變址寄存器DI<DestinationIndex>------目的變址寄存器EIPEFLAGEIPEFLAG指令指針標志指令指針標志代碼數(shù)據(jù)代碼數(shù)據(jù)附加堆棧4.32位微處理器工作模式實地址模式<實模式>保護虛擬地址模式<保護模式>虛擬8086模式5.8086微處理器有3個存儲地址空間：物理空間、虛擬空間、線性空間。6.8086模式的特點：可以執(zhí)行8086的應用程序段寄存器的用法和實地址模式時一樣,即段寄存器內(nèi)容左移4位加上偏移地址為線性地址。存儲器尋址空間為1MB。若干個時鐘周期可組成1個總線周期?？偩€周期：CPU從存儲器或輸入輸出端口存取1個字節(jié)所需要的時間?？偩€周期至少由4個時鐘周期組成,即四個總線狀態(tài)。CPU每條指令的執(zhí)行都由取指令、譯碼、執(zhí)行,CPU讀取并執(zhí)行一條指令所花費的時間稱謂指令周期,指令周期一般由若干個處理器周期組成。存儲器1.按存儲介質(zhì)分半導體存儲器：用半導體器件組成的存儲器。磁表面存儲器：用磁性材料做成的存儲器。2.按存儲方式分隨機存儲器：任何存儲單元的內(nèi)容都能被隨機存取,且存取時間和存儲單元的物理位置無關(guān)。順序存儲器：只能按某種順序來存取,存取時間和存儲單元的物理位置有關(guān)。3.按存儲器的讀寫功能分只讀存儲器<ROM>：存儲的內(nèi)容是固定不變的,只能讀出而不能寫入的半導體存儲器。隨機讀寫存儲器<RAM>：既能讀出又能寫入的半導體存儲器。4.按信息的可保存性分非永久記憶的存儲器：斷電后信息即消失的存儲器。永久記憶性存儲器：斷電后仍能保存信息的存儲器。5.按在計算機系統(tǒng)中的作用分根據(jù)存儲器在計算機系統(tǒng)中所起的作用,可分為:主存儲器、輔助存儲器、高速緩沖存儲器、控制存儲器等。寄存器Cache寄存器Cache主存儲器輔助存儲器字：地址線8k指令系統(tǒng)1.指令的組成：操作碼+操作數(shù)2.偏移地址可以由以下各種情況構(gòu)成：?直接地址——包含在指令中的16位地址偏移量。?間接地址——由CPU內(nèi)部某個16位寄存器的內(nèi)容決定,如BX、BP、SI、DI。?基址——基址寄存器BX或BP加上指令中包含的8位或16位位移量。?變址——變址寄存器SI或DI加上指令中包含的8位或16位位移量。?基址加變址——由一個基址寄存器BX或BP加上一個變址寄存器SI或DI,再加上指令中包含的8位或16位位移量。3.狀態(tài)標志寄存器ODITODITSZAPC狀態(tài)標志：進位標志C〔CarryFlag——當結(jié)果的最高位產(chǎn)生一個進位或借位,則C=1,否則C=0。溢出標志O〔OverflowFlag——在算術(shù)運算中,帶符號數(shù)的運算結(jié)果超出了8位或16位帶符號數(shù)能表達的范圍,則O=1,否則O=0。8位〔字節(jié)運算--128——+12716位〔字運算--32768——+32767符號標志S〔SignFlag——結(jié)果的最高位〔D15或D7為1,則S=1,否則S=0。零標志Z〔ZeroFlag——若運算的結(jié)果為0,則Z=1,否則Z=0。奇偶標志P〔ParityFlag——若結(jié)果中‘1’的個數(shù)為偶數(shù),則P=1,否則,P=0。輔助進位標志A〔AuxitiaryFlag——在操作時,由低半字節(jié)<第3位>向高半字節(jié),有進位或借位,則A=1,否則A=0。控制標志：方向標志D〔DirectionFlag——D=1,串操作時地址自動減量,D=0,串操作時地址自動增量。中斷允許標志I〔Interrupt—enableFlag——I=1,則允許CPU接收外部的中斷請求,I=0,則屏蔽外部中斷請求。追蹤標志T〔TraceFlag——T=1,使處理進入單步方式,以便于調(diào)試。4.等值偽指令EQU符號常數(shù)EQU表達式eg:BUFDB’THEQUICKBROWNFOX’;字符串長度19COUNTEQU$-BUF5.SEG運算符格式:SEG段名或變量名或標號名功能:計算某一邏輯段的段基址6.OFFSET運算符格式：OFFSET變量名或標號名功能：算出某個變量或標號名所在單元的偏移地址〔有效地址。設(shè)以"DATA"為段名的數(shù)據(jù)段中,存在BUFDB12,34,56代碼段：MOVAX,SEGDATAMOVDS,AXMOVBX,OFFSETBUFMOVAL,[BX]；AL=12設(shè)"DATA"是數(shù)據(jù)段的段名,上述兩條指令算出數(shù)據(jù)段的段基址,先賦給AX,再轉(zhuǎn)賦DS。7.以下兩條指令等價的：MOVBX,OFFSETBUFLEABX,BUF8.PTR運算符格式:類型說明符PTR地址表達式9.查表指令XLAT表頭變量名功能：DS：[BX+AL]→AL或DS：[EBX+AL]→ALPUSHAXPOPBX；BX=AX標志寄存器入棧指令PUSHF功能：將標志寄存器Flag的內(nèi)容壓入堆棧保存。標志寄存器出棧指令POPF功能：把棧中內(nèi)容彈出至標志寄存器Flag。注：該指令影響標志位O、S、Z、A、P、C。11.算術(shù)運算指令邏輯運算指令COPRD0SALOPRD,CNT——COPRD0SHLOPRD,CNT——邏輯左移SHROPRD,CNT——邏輯右移SAROPRD,CNT——算術(shù)右移ROLOPRD,CNT——循環(huán)左移ROROPRD,CNT——循環(huán)右移RCLOPRD,CNT——帶進位的循環(huán)左移RCROPRD,CNT——帶進位的循環(huán)右移轉(zhuǎn)移和調(diào)用指令14.串操作指令1.串傳送功能：把DS:[SI]的若干元素→ES:[DI]的若干單元基本型格式：字節(jié)串傳送 MOVSB 字串傳送MOVSW雙字串傳送 MOVSD2.串裝入LODSB ;DS:[SI]的1個字節(jié)→AL,自動修改SILODSW ;DS:[SI]的2個字節(jié)→AX,自動修改SILODSD ;DS:[SI]的4個字節(jié)→EAX,自動修改SI3.串存儲①基本型格式：STOSB ;AL→ES:[DI]的1個單元,自動修改DISTOSW ;AX→ES:[DI]的2個單元,自動修改DISTOSD ;EAX→ES:[DI]的4個單元,自動修改DI②有重復前綴的格式REPSTOSBREPSTOSWREPSTOSD4.串比較串比較：比較兩串字符是否相等如： THE FOX兩串字符對應字符相等,則兩串字符相等,有一個字符不等,則兩串字符不等①基本型格式字節(jié)串比較CMPSB字串比較 CMPSW雙字比較 CMPSD..②有重復前綴的格式1REPECMPSBREPECMPSWREPECMPSD③有重復前綴的格式2REPNECMPSBREPNECMPSWREPNECMPSD..匯編語言程序設(shè)計EXE文件的編程格式特點：此格式允許源程序使用多個邏輯段〔包括據(jù)段、堆棧段、代碼段及其它邏輯段；在實模式下,每個邏輯段的目標塊不超過64K；適合編寫大型程序。COM文件的編程格式特點：源程序只允許使用一個邏輯段,即代碼段,不允許設(shè)置堆棧段;程序使用的數(shù)據(jù),可以集中設(shè)置在代碼段的開始或未尾;在代碼段偏移地址<有效地址>為100H的單元,必須是程序的啟動指令;代碼段目標塊小于64K。COM文件的編程格式適合于編寫中小型程序。可執(zhí)行文件的生成源程序的編輯生成.ASM文件將源程序匯編產(chǎn)生.DBJ文件將目標文件鏈接產(chǎn)生.EXE文件DOS系統(tǒng)I/O功能調(diào)用[功能號02H]顯示一個字符,響應Ctrl_C。MOV DL,‘A’MOV AH,2INT 21H[功能號09H]顯示字符串,響應Ctrl_C。入口參數(shù):DS:DX＝字符串首地址,字符串必須以‘$'<即ASCII碼24H>為結(jié)束標志MOV DX,OFFSETSTRINGMOV AH,9INT 21H[功能號4CH]返回DOSMOVAH,4CHINT21HBIOS鍵盤輸入功能調(diào)用[功能號0EH]顯示一個字符MOV DL,‘A’MOV AH,0EHINT 10HEg:將BX寄存器的內(nèi)容以二進制數(shù)格式顯在屏幕上宏指令與子程序的異同共同點：宏指令與子程序都可簡化程序設(shè)計,增強程序的可讀性不同點：子程序調(diào)用是由CPU完成的,宏指令調(diào)用是在匯編過程中由匯編程序完成的子程序調(diào)用可以減小目標程序的體積,宏指令則不能子程序:①子程序用PROC/ENDP定界②子程序分為：段內(nèi)子程序、段間子程序、無參數(shù)子程序、有參數(shù)子程序③在子程序設(shè)計中,要明確地定義出這個子程序的入口參數(shù)和出口參數(shù),使調(diào)用者能方便地使用子程序。在子程序中在合理地保存主程序和子程序都用到的寄存器和存儲單元,以使主程序能正確地運行。參數(shù)傳送主要有三種方式：①利用寄存器傳送參數(shù)②利用堆棧傳送參數(shù)③利用內(nèi)存單元傳送參數(shù)p124例.把鍵盤輸入的一位數(shù)<0～9>,轉(zhuǎn)換成等值二進數(shù)顯示P141總線計算機系統(tǒng)的總線按其所傳輸信號的性質(zhì)分為3類：地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線?？偩€的性能主要從以下3個方面來衡量：總線寬度、總線頻率、傳輸率?？偩€信息的傳送方式：串行傳輸,并行傳輸、分時傳輸。輸入/輸出系統(tǒng)接口:是CPU與外部設(shè)備交換信息的中轉(zhuǎn)站接口電路的功能應具有數(shù)據(jù)暫存功能與外設(shè)之間有聯(lián)絡(luò)功能尋址功能中斷管理功能有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能<并→串,串→并>端口：能與CPU交換信息<使用IN,OUT>的寄存器稱為I/O端口寄存器,簡稱端口端口分類:數(shù)據(jù)口:存放CPU向外設(shè)輸出或外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)。控制口:存放控制信息--控制接口電路、外設(shè)的工作。狀態(tài)口:存放狀態(tài)信息反映外設(shè)的狀態(tài)。注意：接口電路必須具有數(shù)據(jù)口。I/O端口的編址方式：把端口和存儲單元等同看待,統(tǒng)一編址。特點:凡訪問存儲單元的指令都可訪問I/O端口,端口地址占用存儲空間。I/O端口獨立編址特點:I/O端口不占用存儲空間,CPU要有專用的I/O指令。DX間址的輸入/輸出指令端口地址為兩個字節(jié)時,用間接尋址方式,此時最多可尋址216個端口,而且端口地址必須放在寄存器DX中。INAL,DX;[DX]的端口內(nèi)容→ALOUTDX,AL;AL→[DX]的端口寄存器INAX,DX;[DX]→AL,[DX+1]→AHOUTDX,AX;AL→[DX],AH→[DX+1]的端口寄存器如:MOVDX,3F8HINAL,DX;從3F8H端口取數(shù)→AL微機系統(tǒng)與I/O端口的信息交換有四種方式:無條件傳送查詢方式中斷方式DMA方式無條件傳送的輸入方式：輸入端可用三態(tài)緩沖器與CPU的數(shù)據(jù)總線相連。無條件傳送的輸出方式：輸出端與鎖存器相連。查詢方式：用查詢方式交換信息,必先了解外設(shè)的狀態(tài)。和無條件傳送方式相比,查詢方式的接口電路中要設(shè)置供CPU查詢的電路。查詢式輸入：外設(shè)->CPUCPU先讀取狀態(tài)口,查詢D7位是否為1,若是,輸入數(shù)據(jù)準備好,然后讀取數(shù)據(jù)端口,取走數(shù)據(jù)。狀態(tài)口地址=200H數(shù)據(jù)口地址=201HRSCAN:MOVDX,200H<狀態(tài)端口地址>INAL,DXTESTAL,80HJZRSCANMOVDX,201HINAL,DX查詢式輸出：D0位為0時,表示輸出設(shè)備空閑狀態(tài)口地址=200H=數(shù)據(jù)口地址TSCAN:MOVDX,200HINAL,DXTESTAL,1JNZTSCANMOVDX,200HMOVAL,某數(shù)OUTDX,AL中斷控制方式：若采用查詢方式工作,就不能保證系統(tǒng)實時地對外設(shè)的請求作出響應。為了提高CPU的效率,使系統(tǒng)有實時性能,導致了中斷處理技術(shù)的產(chǎn)生直接存儲器存取方式〔DMA方式：用硬件實現(xiàn)在外設(shè)與內(nèi)存間直接進行數(shù)據(jù)交換,而不通過CPU定時器/計數(shù)器82548254內(nèi)部集成了3個16位的計數(shù)器,每個計數(shù)器有6種工作方式,計數(shù)初值可設(shè)定為二進制或BCD碼。最高工作頻率10兆,有讀出命令。計數(shù)初值N=fCLKi/fOUTi8254的6種工作方式的區(qū)別在于：輸出波形不同啟動計數(shù)器的觸發(fā)方式不同技術(shù)過程中門控信號GATE對計數(shù)操作的影響不同有的工作方式具備"初值自動重裝"的功能。有6種工作方式,均在CLK下降沿計數(shù)一次。有2種啟動方式:軟件啟動,硬件啟動。軟件啟動:GATA=1,初值寫入后,開始計數(shù)。硬件啟動:初值寫入后,不計數(shù)。當GATE從0→1后開始計數(shù)。方式0:軟件啟動,計數(shù)結(jié)束OUT引腳輸出正躍變信號方式1:硬件啟動,<可重觸發(fā)的>的單脈沖發(fā)生器方式2:軟件啟動,分頻器<脈沖發(fā)生器>方式3:軟件啟動,方波發(fā)生器方式4:軟件啟動,單脈沖發(fā)生器方式5:硬件啟動,單脈沖發(fā)生器初始化MOVAL,10100110BOUT43H,ALMOVAL,40OUT42H,AL中斷系統(tǒng)與8259A中斷控制器中斷定義：CPU暫停執(zhí)行現(xiàn)行程序,轉(zhuǎn)而處理隨機程序,處理完畢后再返回被中斷的程序,此過程稱之為：中斷。INTn指令的執(zhí)行過程—CPU響應軟件中斷的過程標志寄存器壓棧。使標志寄存器的T標志置0,