《微機(jī)原理》微型計(jì)算機(jī)原理全套教學(xué)課件

微機(jī)原理第1章微型計(jì)算機(jī)概述第2章計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示第3章8086-8088微處理器及其體系結(jié)構(gòu)第4章8086-8088指令系統(tǒng)第5章匯編語言及匯編程序設(shè)計(jì)第6章存儲(chǔ)器第7章輸入與輸出第8章中斷系統(tǒng)和中斷控制器8259A第9章可編程并行接口芯片8255A第10章可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器8253第11章總線技術(shù)與微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)全套可編輯PPT課件第1章微型計(jì)算機(jī)概述本章主要教學(xué)內(nèi)容計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類、基本結(jié)構(gòu)及工作原理微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展、微處理器系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)的分類、性能指標(biāo)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及應(yīng)用第1章微型計(jì)算機(jī)概述本章教學(xué)目的及要求熟悉計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史、發(fā)展前景、工作特點(diǎn)、組成分類、應(yīng)用領(lǐng)域等相關(guān)知識(shí)掌握計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理熟悉微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展，掌握微型計(jì)算機(jī)的分類、性能指標(biāo)掌握微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，軟、硬件基本結(jié)構(gòu)熟悉微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用第1章微型計(jì)算機(jī)概述1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1.3微型計(jì)算機(jī)的基本概念1.4微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成1.5微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史1．第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)－時(shí)間：1946年2月－地點(diǎn)：美國賓夕法尼亞大學(xué)－名字：ENIAC，即ElectronicNumericalIntegratorandCalculator，電子數(shù)字積分計(jì)算器。－特征：重量30噸，占地170平方米，每小時(shí)耗電150千瓦，價(jià)值約40萬美元。采用18000電子管，70000電阻，10000電容，研制時(shí)間近三年，運(yùn)算速度為每秒5000次加減法運(yùn)算。－評(píng)價(jià)：運(yùn)算速度慢、存儲(chǔ)容量小、機(jī)器操作復(fù)雜、穩(wěn)定性差。2．馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)－時(shí)間：1946年6月－人物：美籍匈牙利科學(xué)家馮·諾依曼JoheVonNeumman－成果：“存儲(chǔ)程序”的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)方案－特點(diǎn)：采用二進(jìn)制數(shù)形式表示數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)指令指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器中，能自動(dòng)依次執(zhí)行指令由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備5大部分組成計(jì)算機(jī)硬件工作原理的核心是“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”－評(píng)價(jià)：奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)，被譽(yù)為計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑。3．按邏輯部件化分的計(jì)算機(jī)發(fā)展階段－第一代（1946年~1958年）：電子管

特點(diǎn)：體積大、耗電多、運(yùn)算速度慢，存儲(chǔ)容量小。－第二代（1959年~1964年）：晶體管

特點(diǎn)：體積減小，重量輕、省電、壽命長、可靠性提高，運(yùn)算速度可達(dá)每秒百萬次。－第三代（1965年~1970年）：中小規(guī)模集成電路

特點(diǎn)：存儲(chǔ)容量提高到1~4兆字節(jié)。運(yùn)算速度每秒幾百萬至千萬次，可靠性有較大提高，體積進(jìn)一步縮小，成本進(jìn)一步降低，出現(xiàn)了向大型化和小型化發(fā)展的趨勢(shì)。－第四代（1971年-）：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路 特點(diǎn)：大規(guī)模集成電路使計(jì)算機(jī)發(fā)生了巨大的變化，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的集成度越來越高。Intel公司推出了微處理器，誕生了微型計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)容量、運(yùn)算速度、可靠性、性能價(jià)格比等方面都比上一代計(jì)算機(jī)有較大突破。4．按計(jì)算機(jī)應(yīng)用劃分的計(jì)算機(jī)發(fā)展階段－超、大、中、小型計(jì)算機(jī)階段（1946年~1980年） 特點(diǎn)：采用計(jì)算機(jī)來代替人的腦力勞動(dòng)，提高了工作效率，能夠解決較復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。－微型計(jì)算機(jī)階段（1981年~1990年） 特點(diǎn)：微型計(jì)算機(jī)大量普及，幾乎應(yīng)用于所有領(lǐng)域，對(duì)世界科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。－計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段（1991年至今） 特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為人類實(shí)現(xiàn)資源共享提供了有力的幫助，從而促進(jìn)了信息化社會(huì)的到來，實(shí)現(xiàn)了遍及全球的信息資源共享。1.1.2計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1．未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)朝著微型計(jì)算機(jī)和巨型計(jì)算機(jī)兩級(jí)方向發(fā)展。技術(shù)開發(fā)和研究的熱點(diǎn)是多媒體計(jì)算機(jī)。當(dāng)前應(yīng)用主流是計(jì)算機(jī)與通信相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。非馮·諾依曼型體系結(jié)構(gòu)是提高計(jì)算機(jī)性能的另一個(gè)研究焦點(diǎn)。2．新型計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)：使用由生物工程技術(shù)產(chǎn)生的蛋白分子為材料的“生物芯片”，不僅具有巨大的存儲(chǔ)能力，而且能以波的形式傳播信息。由于它具備生物體的某些機(jī)能，所以更易于模擬人腦的機(jī)制。光子計(jì)算機(jī)：用光子代替電子，用光互連代替導(dǎo)線互連，用光硬件代替電子硬件，用光運(yùn)算代替電子運(yùn)算。1.1.3計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用1．計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)運(yùn)算速度快：PC機(jī)每秒種可以處理幾百萬條指令，巨型機(jī)的運(yùn)算速度可以達(dá)到幾億次以上。計(jì)算精度高：普通計(jì)算機(jī)精度已達(dá)到64~128位二進(jìn)制數(shù)。具有“記憶”和邏輯判斷功能：“記憶”功能指的是計(jì)算機(jī)能夠存儲(chǔ)大量信息，供用戶隨時(shí)檢索和查詢。邏輯判斷功能指的是計(jì)算機(jī)不僅能夠進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，還能進(jìn)行邏輯運(yùn)算和實(shí)踐推理。記憶功能、算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算相結(jié)合，使得計(jì)算機(jī)能夠模仿人類的某些智能活動(dòng)，成為人類腦力延伸的主要工具，所以計(jì)算機(jī)又稱為“電腦”。能自動(dòng)運(yùn)行并且具備人機(jī)交互功能：自動(dòng)運(yùn)行是把問題編成程序輸入計(jì)算機(jī)中，發(fā)出運(yùn)行指令后，計(jì)算機(jī)便在該程序控制下依次逐條執(zhí)行，不再需要人工干預(yù)。人機(jī)交互則是在人想要干預(yù)時(shí)，采用人機(jī)對(duì)話形式，有針對(duì)性地解決問題。2．計(jì)算機(jī)的分類個(gè)人計(jì)算機(jī)：面向個(gè)人或家庭使用的微型計(jì)算機(jī)。工作站：介于PC機(jī)和小型機(jī)之間的高檔微型機(jī)。小型計(jì)算機(jī)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、易維護(hù)和使用。其規(guī)模和設(shè)置可滿足一個(gè)小型部門的工作需要。巨型計(jì)算機(jī)：也稱為超級(jí)計(jì)算機(jī)。具有極高的性能和極大的規(guī)模，價(jià)格昂貴，多用于尖端科技領(lǐng)域。3．計(jì)算機(jī)的應(yīng)用科學(xué)計(jì)算：也稱數(shù)值計(jì)算，是指用計(jì)算機(jī)來解決科學(xué)研究和工程技術(shù)中所提出的復(fù)雜的數(shù)學(xué)及數(shù)值計(jì)算問題。數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理也稱為信息處理，是人們利用計(jì)算機(jī)對(duì)所獲取的信息進(jìn)行采集、記錄、整理、加工、存儲(chǔ)和傳輸，并進(jìn)行綜合分析等。過程控制：過程控制是用傳感器在現(xiàn)場(chǎng)采集受控對(duì)象的數(shù)據(jù)，通過比較器求出與設(shè)定數(shù)據(jù)的偏差，由計(jì)算機(jī)按控制模型進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)伺服裝置對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行控制和調(diào)整。計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)：是采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種輔助功能的系統(tǒng)。例如，CAD、CAM、CAE或CAI等。人工智能：是用計(jì)算機(jī)執(zhí)行某些與人的智能活動(dòng)有關(guān)的復(fù)雜功能，模擬人類的某些智力活動(dòng)，如圖形和聲音的識(shí)別，推理和學(xué)習(xí)的過程。1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1.2.1計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)運(yùn)算器存儲(chǔ)器輸出設(shè)備輸入設(shè)備控制器程序和原始數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果輸入設(shè)備：輸入原始數(shù)據(jù)和處理方法的程序。如鍵盤、鼠標(biāo)器和掃描儀等。輸出設(shè)備：輸出計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果及程序清單。如顯示器和打印機(jī)。存儲(chǔ)器：存放程序和數(shù)據(jù)。在控制器的控制下，可與輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、控制器交換信息，是計(jì)算機(jī)中各種信息存儲(chǔ)和交流的中心。運(yùn)算器：對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算。也稱為算術(shù)邏輯部件ALU（ArithmeticandLogicUnit）。控制器：是整個(gè)計(jì)算機(jī)的指揮中心，使各部件協(xié)調(diào)一致工作。計(jì)算機(jī)中的兩類信息流：數(shù)據(jù)信息流，它包括原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、計(jì)算結(jié)果和程序中的指令；控制信息流，它是控制器發(fā)出的各種操作命令。1.2.2計(jì)算機(jī)的工作原理1．存儲(chǔ)程序把事先編制好的由計(jì)算機(jī)指令和原始數(shù)據(jù)組成的程序存放到存儲(chǔ)器內(nèi)。2．自動(dòng)執(zhí)行

控制器負(fù)責(zé)從存儲(chǔ)器中逐條取出指令，分析識(shí)別指令，然后執(zhí)行指令，直至整個(gè)程序結(jié)束。1.3微型計(jì)算機(jī)的基本概念1.3.1微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展1.微處理器的產(chǎn)生將計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)中的運(yùn)算器和控制器集成在一塊大規(guī)模集成電路芯片上作為中央處理單元(CentralProcessingUnit—CPU)使用，又稱為微處理器（Microprocessor）。微型計(jì)算機(jī)是以微處理器為核心，再配上存儲(chǔ)器、接口電路等芯片構(gòu)成的。2.微處理器的發(fā)展第一代（1971年～1973年）：4/8位微處理器第二代（1974年～1978年）：8位微處理器第三代（1978年～1980年）：16位微處理器第四代（1981年～1992年）：32位微處理器第五代（1993年以后）：64位以上微處理器，如Intel公司，AMD等公司出品的系列CPU。1.3.2微型計(jì)算機(jī)的分類

按照CPU字長來分類： 有4位、8位、16位、32位、64位微型計(jì)算機(jī)等。按照微處理器的器件工藝來分類： 可分成MOS工藝、TTL工藝的微處理器。按照微型計(jì)算機(jī)的使用形態(tài)來分類： 有單片機(jī)、單板機(jī)、個(gè)人電腦等。1.3.3微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)介紹

位：計(jì)算機(jī)可表示的最基本、最小的數(shù)據(jù)單元。字節(jié)（Byte）：計(jì)算機(jī)中通用的基本單元，由8個(gè)二進(jìn)制位組成。字：計(jì)算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基本單位，所包含的二進(jìn)制位數(shù)稱為字長。主頻：也稱時(shí)鐘頻率，指計(jì)算機(jī)中時(shí)鐘脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的頻率。訪存空間：指微處理器所能訪問的存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)。指令數(shù)：構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)的操作命令數(shù)?；局噶顖?zhí)行時(shí)間：計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令所花的最短時(shí)間?？煽啃裕褐赣?jì)算機(jī)在規(guī)定時(shí)間和條件下正常工作不發(fā)生故障的概率。兼容性：指計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備可用于構(gòu)成其他多種系統(tǒng)的性能。性能價(jià)格比：是衡量計(jì)算機(jī)產(chǎn)品優(yōu)劣的綜合性指標(biāo)。1.4微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩大系統(tǒng)組成，二者缺一不可，否則不能正常工作

。1.4.1硬件系統(tǒng)由電子部件和機(jī)電裝置所組成的計(jì)算機(jī)實(shí)體?；竟δ埽航邮苡?jì)算機(jī)程序，并在程序的控制下完成數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理和輸出結(jié)果等任務(wù)。硬件微計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備微處理器內(nèi)存儲(chǔ)器I/O接口電路系統(tǒng)總線外部設(shè)備過程I/O通道1.微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成電源2.微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)微處理器CPU存儲(chǔ)器RAM接口電路時(shí)鐘外存I/O設(shè)備接口電路存儲(chǔ)器ROM數(shù)據(jù)總線（雙向）地址總線（單向）控制總線（雙向）3.硬件系統(tǒng)的相關(guān)概念中央處理單元 中央處理單元CPU（CentralProcessingUnit）是微型計(jì)算機(jī)的核心部件，是包含有運(yùn)算器、控制器、寄存器組以及總線接口等部件的一塊大規(guī)模集成電路芯片，即微處理器。

主存儲(chǔ)器

主存儲(chǔ)器是微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)程序、原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和最終結(jié)果等各種信息的部件。按其功能和性能，可以分為：－隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM（RandomAccessMemory）－只讀存儲(chǔ)器ROM（ReadOnlyMemory）

系統(tǒng)總線

系統(tǒng)總線是CPU與其他部件之間傳送信息的公共通道。根據(jù)傳送內(nèi)容可分成以下3種：－數(shù)據(jù)總線DB（DataBus）：用于CPU與主存儲(chǔ)器及I/O接口之間傳送數(shù)據(jù)。－地址總線AB（AddressBus）：用于CPU訪問主存儲(chǔ)器和外部設(shè)備時(shí)，傳送相關(guān)的地址。－控制總線CB（ControlBus）：用于傳送CPU對(duì)主存儲(chǔ)器和外部設(shè)備的控制信號(hào)。輸入輸出接口電路

輸入/輸出接口電路也稱為I/O（Input/Output）電路，即通常所說的適配器、適配卡或接口芯片等。它是微型計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備交換信息的橋梁。

主機(jī)板

主機(jī)板也稱為系統(tǒng)主板，簡(jiǎn)稱主板。主機(jī)板上有CPU插槽、內(nèi)存槽、接口芯片、擴(kuò)展槽、各種跳線和一些輔助電路。

外存儲(chǔ)器

分為軟盤、硬盤、光盤和閃存存儲(chǔ)器，由接口電路和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體組成。輸入/輸入設(shè)備 －計(jì)算機(jī)最常用的輸入設(shè)備是鍵盤和鼠標(biāo)。 －計(jì)算機(jī)最常用的輸出設(shè)備是顯示器和打印機(jī)。

1.4.2軟件系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)運(yùn)行提供服務(wù)的全部技術(shù)資料和各種程序。充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)硬件功能，并為用戶提供方便友好的工作界面。1.微型計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)組成軟件系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)語言應(yīng)用軟件：軟件包，數(shù)據(jù)庫機(jī)器語言匯編語言高級(jí)語言監(jiān)控程序操作系統(tǒng)編輯程序解釋程序編譯程序診斷程序2.軟件系統(tǒng)的相關(guān)概念系統(tǒng)軟件的功能是簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)操作，充分發(fā)揮硬件功能，支持應(yīng)用軟件運(yùn)行并提供服務(wù)。應(yīng)用軟件直接面向用戶服務(wù)，是為了解決各類應(yīng)用問題而編寫的程序，包括用戶編寫的特定程序，以及商品化的應(yīng)用軟件和套裝軟件。計(jì)算機(jī)語言也稱為程序設(shè)計(jì)語言，是人機(jī)交流信息的一種特定語言。在編寫程序時(shí)用指定的符號(hào)來表達(dá)語義。1.5微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)

功能強(qiáng)、價(jià)格低、適應(yīng)性強(qiáng)、體積小、重量輕、耗電省、維護(hù)方便等。2.微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 微型計(jì)算機(jī)按其復(fù)雜程度的不同，可適用于各種行業(yè)，從儀器儀表和家電的智能化，到科學(xué)計(jì)算、自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)和事務(wù)處理、輔助設(shè)計(jì)、辦公自動(dòng)化、生產(chǎn)自動(dòng)化、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、人工智能、計(jì)算機(jī)模擬、計(jì)算機(jī)輔助教育等各個(gè)領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。微機(jī)應(yīng)用相關(guān)概念（補(bǔ)充）辦公自動(dòng)化：簡(jiǎn)稱為OA（OfficeAutomation）。它是計(jì)算機(jī)、通信與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，也是當(dāng)前最為廣泛的一類應(yīng)用。

生產(chǎn)自動(dòng)化：包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等，它們是計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代生產(chǎn)領(lǐng)域特別是制造業(yè)中的典型應(yīng)用，不僅提高了自動(dòng)化水平，而且使傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用：數(shù)據(jù)庫是在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備中按照某種關(guān)聯(lián)方式存放的一批數(shù)據(jù)。借助數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS，可對(duì)其中的數(shù)據(jù)實(shí)施控制、管理和使用。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是利用通信設(shè)備將不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來，并在網(wǎng)絡(luò)軟件支持下實(shí)現(xiàn)資源共享。通常有局域網(wǎng)（LAN）、廣域網(wǎng)（WAN）、城市網(wǎng)（CAN）和因特網(wǎng)（Internet）。人工智能：人工智能研究方向中最具有代表性的兩個(gè)領(lǐng)域是專家系統(tǒng)和機(jī)器人。計(jì)算機(jī)仿真：計(jì)算機(jī)仿真是使用仿真軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行必要的模擬試驗(yàn)，從而大大減少投資、避免風(fēng)險(xiǎn)。遠(yuǎn)程教育：遠(yuǎn)程教育是建立在互聯(lián)網(wǎng)上的一種教學(xué)環(huán)境。它以現(xiàn)代化的信息技術(shù)為手段，以適合遠(yuǎn)程傳輸和交互式學(xué)習(xí)的教學(xué)資源為教材構(gòu)成開放式教育網(wǎng)絡(luò)。本章小節(jié)

本章對(duì)計(jì)算機(jī)，特別是微型計(jì)算機(jī)的基本概念、硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、系統(tǒng)組成、應(yīng)用特點(diǎn)等基本知識(shí)進(jìn)行了概述。通過本章的學(xué)習(xí)，要求了解微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史和應(yīng)用場(chǎng)合，當(dāng)前微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展動(dòng)向；掌握微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成；熟悉微型計(jì)算機(jī)硬件和軟件的功能及相應(yīng)作用，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。2024/10/200:18THANKYOUVERYMUCH！本章到此結(jié)束，謝謝合作！第2章計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示本章主要教學(xué)內(nèi)容數(shù)制的基本概念、數(shù)制之間轉(zhuǎn)換無符號(hào)數(shù)和帶符號(hào)數(shù)表示方法ASCII碼和BCD碼相關(guān)概念漢字編碼第2章計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示本章教學(xué)目的及要求熟悉數(shù)制的基本概念和計(jì)算機(jī)中常用進(jìn)制掌握二、八、十、十六進(jìn)制表達(dá)和相互轉(zhuǎn)換掌握機(jī)器數(shù)和帶符號(hào)數(shù)的碼、反碼、補(bǔ)碼表示熟悉美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（ASCII碼）和二—十進(jìn)制編碼（BCD碼）的表達(dá)及應(yīng)用了解計(jì)算機(jī)漢字編碼及其應(yīng)用第2章計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.2計(jì)算機(jī)中數(shù)值數(shù)據(jù)的表示2.3字符編碼2.4漢字編碼

2.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換

計(jì)算機(jī)中將數(shù)據(jù)分為兩類：數(shù)：用來直接表示量的多少，有大小之分， 能夠進(jìn)行運(yùn)算。碼：通常指代碼或編碼，在計(jì)算機(jī)中用來描 述某種信息。2.1.1數(shù)制的基本概念

1．?dāng)?shù)的表示任何一種數(shù)制表示的數(shù)都可以寫成按位權(quán)展開的多項(xiàng)式之和，即N＝dn－1×bn－1＋dn－2×bn－2＋dn－3×bn－3＋……＋d－m×b－m式中：n— 整數(shù)的總位數(shù)。

m— 小數(shù)的總位數(shù)。

d下標(biāo)

— 表示該位的數(shù)碼。

b— 表示進(jìn)位制的基數(shù)。

b上標(biāo)

— 表示該位的位權(quán)。2.計(jì)算機(jī)中常用的進(jìn)位計(jì)數(shù)制計(jì)數(shù)制基數(shù)數(shù)碼進(jìn)位關(guān)系二進(jìn)制20，1逢二進(jìn)一八進(jìn)制80，1，2，3，4，5，6，7逢八進(jìn)一十進(jìn)制100，1，2，3，4，5，6，7，8，9逢十進(jìn)一十六進(jìn)制160，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)逢十六進(jìn)一3．計(jì)數(shù)制的書寫規(guī)則在數(shù)字后面加寫相應(yīng)的英文字母作為標(biāo)識(shí)。如：二進(jìn)制數(shù)的100可寫成100B

十六進(jìn)制數(shù)100可寫成100H在括號(hào)外面加數(shù)字下標(biāo)。如：（1011）2

表示二進(jìn)制數(shù)的1011

（2D2）16

表示十六進(jìn)制數(shù)的2D22.1.2數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)：采用基數(shù)2連續(xù)去除該十進(jìn)制整數(shù)，直至商等于“0”為止，然后逆序排列余數(shù)。十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制小數(shù)：連續(xù)用基數(shù)2去乘以該十進(jìn)制小數(shù)，直至乘積的小數(shù)部分等于“0”，然后順序排列每次乘積的整數(shù)部分。十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制整數(shù)或十六進(jìn)制整數(shù)：采用基數(shù)8或基數(shù)16連續(xù)去除該十進(jìn)制整數(shù)，直至商等于“0”為止，然后逆序排列所得到的余數(shù)。十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制小數(shù)或十六進(jìn)制小數(shù)：連續(xù)用基數(shù)8或基數(shù)16去乘以該十進(jìn)制小數(shù)，直至乘積的小數(shù)部分等于“0”，然后順序排列每次乘積的整數(shù)部分。二、八、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)：用其各位所對(duì)應(yīng)的系數(shù)，按“位權(quán)展開求和”的方法就可以得到，其基數(shù)分別為2、8、16。二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)：從小數(shù)點(diǎn)開始分別向左或向右，將每3位二進(jìn)制數(shù)分成1組，不足3位數(shù)的補(bǔ)0，然后將每組用1位八進(jìn)制數(shù)表示即可。八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：將每位八進(jìn)制數(shù)用3位二進(jìn)制數(shù)表示即可。二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)：從小數(shù)點(diǎn)開始分別向左或向右，將每4位二進(jìn)制數(shù)分成1組，不足4位的補(bǔ)0，然后將每組用一位十六進(jìn)制數(shù)表示即可。十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：將每位十六進(jìn)制數(shù)用4位二進(jìn)制數(shù)表示即可?！纠繉⑹M(jìn)制整數(shù)（105）10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)，采用“除2倒取余”的方法，過程如下：

2︳ 105

2︳ 52

余數(shù)為1 2︳ 26

余數(shù)為02︳ 13

余數(shù)為0 2︳ 6

余數(shù)為1 2︳ 3

余數(shù)為0 2︳ 1

余數(shù)為1 0 余數(shù)為1

所以，（105）10＝（1101001）2【例】將十進(jìn)制小數(shù)（0.8125）10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù)，采用“乘2順取整”的方法，過程如下：

0.8125×2＝1.625 取整數(shù)位1 0.625×2＝1.25取整數(shù)位1 0.25×2＝0.5 取整數(shù)位0 0.5×2＝1.0 取整數(shù)位1

所以，（0.8125）10＝（0.1101）2如果出現(xiàn)乘積的小數(shù)部分一直不為“0”，則可以根據(jù)精度的要求截取一定的位數(shù)即可。【例】將十進(jìn)制整數(shù)（2347）10轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制整數(shù)，采用“除16倒取余”的方法，過程如下：16︳2347

16︳146

余數(shù)為11（十六進(jìn)制數(shù)為B）

16︳9

余數(shù)為20 余數(shù)為9

所以，（2347）10＝（92B）162.2計(jì)算機(jī)中數(shù)值數(shù)據(jù)的表示2.2.1基本概念

在計(jì)算機(jī)內(nèi)部需要以二進(jìn)制形式表示數(shù)值數(shù)據(jù)，稱為數(shù)值編碼；將一個(gè)數(shù)及其符號(hào)在機(jī)器（計(jì)算機(jī)）中的表示形式稱為機(jī)器數(shù)；機(jī)器數(shù)所代表的帶符號(hào)數(shù)稱為數(shù)的真值。1.機(jī)器數(shù)的范圍字長為8位，無符號(hào)整數(shù)的最大值是11111111B=255D，此時(shí)機(jī)器數(shù)的范圍是0~255。字長為16位，無符號(hào)整數(shù)的最大值是1111111111111111B=FFFFH=65535D，此時(shí)機(jī)器數(shù)的范圍是0~65535。2.機(jī)器數(shù)的符號(hào)表示帶符號(hào)數(shù)時(shí)，通常規(guī)定每個(gè)字長的最高位為符號(hào)位，并用0表示正數(shù)，用1表示負(fù)數(shù)。3.機(jī)器數(shù)中小數(shù)點(diǎn)的位置規(guī)定小數(shù)點(diǎn)的位置固定不變，稱為“定點(diǎn)數(shù)”；規(guī)定小數(shù)點(diǎn)的位置可以浮動(dòng)，稱為“浮點(diǎn)數(shù)”。2.2.2原碼、反碼和補(bǔ)碼－帶符號(hào)數(shù)1.原碼正數(shù)的符號(hào)位為0，負(fù)數(shù)的符號(hào)位為1；其它位按照一般方法來表示數(shù)的絕對(duì)值?！纠慨?dāng)機(jī)器字長為8位二進(jìn)制數(shù)時(shí)：

X＝＋1011011 [X]原碼＝01011011Y＝－1011011 [Y]原碼＝11011011[＋1]原碼＝00000001[－1]原碼＝10000001[＋127]原碼＝01111111[－127]原碼＝11111111原碼表示的整數(shù)范圍：－（2n-1－1）~＋（2n-1－1），

其中n為機(jī)器字長。8位二進(jìn)制原碼表示整數(shù)范圍－127~＋12716位二進(jìn)制原碼表示整數(shù)范圍－32767~＋327672.反碼正數(shù)的反碼與其原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼為其原碼除符號(hào)位以外的各位按位取反?！纠慨?dāng)機(jī)器字長為8位二進(jìn)制數(shù)時(shí)：

X＝＋1011011 [X]原碼＝01011011[X]反碼＝01011011Y＝－1011011 [Y]原碼＝11011011[Y]反碼＝10100100[＋1]反碼＝00000001 [－1]反碼＝11111110[＋127]反碼＝01111111 [－127]反碼＝10000000反碼表示的整數(shù)范圍與原碼相同。負(fù)數(shù)的反碼與負(fù)數(shù)的原碼有很大的區(qū)別，反碼通常用作求補(bǔ)碼過程的中間形式。3.補(bǔ)碼正數(shù)的補(bǔ)碼與其原碼相同;負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為其反碼在最低位加1。【例】X＝＋1011011，Y＝－1011011 [X]原碼＝01011011[X]補(bǔ)碼＝01011011 [Y]原碼＝11011011[Y]反碼＝10100100[Y]補(bǔ)碼＝10100101補(bǔ)碼表示的整數(shù)范圍是－2n-1~＋（2n-1－1），其中n為機(jī)器字長。8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的整數(shù)范圍是－128~＋12716位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的整數(shù)范圍是－32768~＋32767當(dāng)運(yùn)算結(jié)果超出字長表示范圍時(shí)，不能正確反映數(shù)值，稱為運(yùn)算溢出。

4.補(bǔ)碼與真值之間的轉(zhuǎn)換正數(shù)補(bǔ)碼的真值等于補(bǔ)碼的本身；負(fù)數(shù)補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換為真值時(shí)，將負(fù)數(shù)補(bǔ)碼按位求反，末位加1。【例】[X]補(bǔ)碼＝01011001B，[Y]補(bǔ)碼＝11011001B，分別求其真值。

X＝＋1011001B

＝＋（1×26＋1×24＋1×23＋1×20）＝＋（64＋16＋8＋1）＝＋（89）D Y＝－（[1011001]求反＋1）B

＝－（0100110＋1）B

＝－（0100111）B

＝－（1×25＋1×22＋1×21＋1×20）＝－（32＋4＋2＋1）＝－（39）D2.2.3定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)表示 任意一個(gè)二進(jìn)制數(shù)均可以表示為一個(gè)純整數(shù)或純小數(shù)與一個(gè)2的整數(shù)次冪的乘積形式：N＝2P×S —S稱為數(shù)N的尾數(shù)

—P稱為數(shù)N的階碼（指數(shù)）說明：P、S都是用二進(jìn)制表示的數(shù)；尾數(shù)S表示數(shù)N的全部有效數(shù)字；階碼P指明小數(shù)點(diǎn)的位置。1.定點(diǎn)數(shù)當(dāng)階碼P的取值不變，即小數(shù)點(diǎn)固定在某一位置時(shí)所表示的數(shù)；小數(shù)點(diǎn)固定位置無限制，但最常用的兩種定點(diǎn)數(shù)：定點(diǎn)純整數(shù)：P＝0且S為純整數(shù)，小數(shù)點(diǎn)固定在最低數(shù)值位右邊，最高位為符號(hào)位，小數(shù)點(diǎn)本身不占位格式：符號(hào)位|尾數(shù)S（小數(shù)點(diǎn)）.定點(diǎn)純小數(shù)：P＝0且S為純小數(shù)，小數(shù)點(diǎn)固定在最高數(shù)值位左邊，最高位仍為符號(hào)位，小數(shù)點(diǎn)本身不占位格式：符號(hào)位|.（小數(shù)點(diǎn)）尾數(shù)S【例】8位二進(jìn)制數(shù)11010100若是定點(diǎn)純整數(shù)，表示－84；若是定點(diǎn)純小數(shù)，表示－0.65625。說明：定點(diǎn)純整數(shù)和定點(diǎn)純小數(shù)在格式上沒有差別；定點(diǎn)數(shù)的小數(shù)點(diǎn)是隱含的，由程序員預(yù)先設(shè)定；定點(diǎn)數(shù)的小數(shù)點(diǎn)位置固定，所以表示的數(shù)值范圍小，精度低。2.浮點(diǎn)數(shù)當(dāng)階碼P不為0，且可在一定范圍內(nèi)取值，即小數(shù)點(diǎn)位置可以發(fā)生變化時(shí)所表示的數(shù)；在數(shù)位有限的情況下，可擴(kuò)大數(shù)的表示范圍，并保持有效精度，是計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)值表示方法；浮點(diǎn)數(shù)的表示方法不是唯一的，目前眾多計(jì)算機(jī)廠家采用的是IEEE標(biāo)準(zhǔn)，浮點(diǎn)數(shù)格式分為單精度（32位）和雙精度（64位）兩種。格式：（－1）S2E（b0b1b2……bP－1）（－1）S是

符號(hào)位，S＝0為正數(shù)，S＝1為負(fù)數(shù)；E為指數(shù)，E＝E1E2…Em，是一個(gè)帶偏移量的整數(shù)，表示為無符號(hào)數(shù)；b0b1b2……bP－1是尾數(shù)，bi是二進(jìn)制位，p為尾數(shù)的長度，其中b0＝1，說明尾數(shù)為1～2之間的數(shù)，在表示成規(guī)格化格式時(shí)，b0與小數(shù)點(diǎn)一起被隱含。單精度數(shù)：E用8位表示，偏移量＋127，尾數(shù)和符號(hào)位共24位，格式S|E1E2…E8|b0b1b2……b23；雙精度數(shù)：E用11位表示，偏移量＋1023，尾數(shù)和符號(hào)位53位，格式S|E1E2…E11|b0b1b2……b52?！纠繉?19.125表示成單精度浮點(diǎn)數(shù)。解：219.125＝11011011.001B＝1.1011011001×27B

指數(shù)為7，故E＝7+127＝134＝10000110B規(guī)格化的浮點(diǎn)數(shù)形式為

01000011010110110010000000000000

SE（8位）隱去b0和小數(shù)點(diǎn)，共23位【例】有單精度浮點(diǎn)數(shù)11001000010101100010000000000000，求其真值。解：S＝1，表示負(fù)數(shù)；E＝10010000B＝144，故指數(shù)為144-127＝17，b0＝1已隱去，真值為－1.1010110001×217B。2.3字符編碼1.美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼—ASCII碼計(jì)算機(jī)中基本字符的編碼均采用ASCII碼；ASCII碼用7個(gè)二進(jìn)制位b6～b0對(duì)字符進(jìn)行編碼，共有128個(gè)字符，通常將ASCII碼最高位補(bǔ)0或作奇偶校驗(yàn)位構(gòu)成一個(gè)字節(jié)；128個(gè)字符分為兩類：非打印ASCII碼：用于控制信息，共33個(gè)。如DEL（刪除、F7H），CR（回車，0DH）等；可打印ASCII碼：共95個(gè)，其中數(shù)字0～9的編碼為30H～39H，字母A～Z對(duì)應(yīng)41H～5AH，字母a～z對(duì)應(yīng)61H～7AH。2.二—十進(jìn)制編碼—BCD碼BCD（Binary-CodedDecimal）碼專門解決用二進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)數(shù)的問題。最常用的是8421編碼，用4位二進(jìn)制數(shù)表示1位十進(jìn)制數(shù)。壓縮BCD碼：每一位十進(jìn)制數(shù)采用4位二進(jìn)制數(shù)來表示，即一個(gè)字節(jié)表示2位十進(jìn)制數(shù)。如十進(jìn)制數(shù)89D，采用壓縮BCD碼表示為二進(jìn)制數(shù)10001001B。非壓縮BCD碼：每一位十進(jìn)制數(shù)采用8位二進(jìn)制數(shù)來表示，即一個(gè)字節(jié)表示1位十進(jìn)制數(shù)，只用每個(gè)字節(jié)的低4位來表示0～9，高4位為0。如十進(jìn)制數(shù)89D，采用非壓縮BCD碼表示為二進(jìn)制數(shù)是0000100000001001B。2.4漢字編碼1.基本概念計(jì)算機(jī)處理漢字信息的前提條件是對(duì)每個(gè)漢字進(jìn)行編碼；漢字信息處理系統(tǒng)中，存在著多種不同的編碼方式。如從鍵盤輸入漢字使用的漢字編碼（外碼）與計(jì)算機(jī)內(nèi)部對(duì)漢字信息進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示等操作所使用的編碼（內(nèi)碼、形碼）不同；漢字代碼的轉(zhuǎn)換和處理是由相應(yīng)程序來完成的。2.漢字編碼方法漢字輸入碼：為用戶輸入漢字而編制，又稱為漢字外部碼，簡(jiǎn)稱外碼。使用較多的有順序碼：如區(qū)位碼、電報(bào)碼等。音碼：如拼音碼、自然碼等。形碼：如五筆字型、大眾碼等。漢字機(jī)內(nèi)碼：是漢字處理系統(tǒng)內(nèi)部存儲(chǔ)漢字而使用的編碼。漢字字形碼：顯示漢字字形信息的編碼。3.常見漢字編碼標(biāo)準(zhǔn)國標(biāo)碼 即“中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)信息交換漢字編碼”（代號(hào)GB2312-80）。共收錄漢字和圖形符號(hào)7445個(gè)。其中：一級(jí)常用漢字3755個(gè)；二級(jí)非常用漢字和偏旁部首3008個(gè)；圖形符號(hào)682個(gè)。區(qū)位碼 將GB2312-80全部字符集組成一個(gè)94×94的方陣，每一行稱為一個(gè)“區(qū)”，編號(hào)從01～94；每一列稱為一個(gè)“位”，編號(hào)也是從01～94。這樣，每一個(gè)字符便具有一個(gè)區(qū)碼和一個(gè)位碼，將區(qū)碼置前，位碼置后，組合在一起就成為區(qū)位碼。BIG-5碼

BIG-5碼是我國臺(tái)灣地區(qū)編制和使用的一套中文內(nèi)碼，采用5大套裝軟件的“五大”命名為“BIG-5”碼，俗稱“大五碼”。GB13000碼 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）于1993年公布了“通用多八位編碼字符集”的國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC10646）。我國發(fā)布了與其一致的國家標(biāo)準(zhǔn)，即GB13000碼。本章小節(jié)

本章著重介紹了計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示方法，重點(diǎn)講述了二、八、十、十六進(jìn)制數(shù)的相關(guān)概念及各類數(shù)制之間相互轉(zhuǎn)換的方法、無符號(hào)數(shù)和帶符號(hào)數(shù)的機(jī)器內(nèi)部表示、字符編碼和漢字編碼等。通過本章的學(xué)習(xí)，要求掌握各類數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換、無符號(hào)數(shù)和帶符號(hào)數(shù)的表示方法，熟悉BCD碼和ASCII碼以及漢字編碼概念。第3章8086/8088微處理器及其體系結(jié)構(gòu)本章主要教學(xué)內(nèi)容

8086/8088微處理器的編程結(jié)構(gòu)

8086/8088CPU的存儲(chǔ)器和I/O組織

8086/8088的引腳功能和工作方式

8086/8088的操作及其時(shí)序

第3章8086/8088微處理器及其體系結(jié)構(gòu)本章教學(xué)目的及要求掌握8086/8088微處理器組成及其寄存器結(jié)構(gòu)熟悉8086/8088微處理器的存儲(chǔ)器和I/O組織熟悉8086/8088CPU的引腳功能和工作方式掌握8086/8088CPU的操作及其時(shí)序第3章8086/8088微處理器及其體系結(jié)構(gòu)3.18086/8088微處理器的編程結(jié)構(gòu)3.28086/8088的存儲(chǔ)器和I/O組織3.38086/8088CPU的引腳功能和工作方式3.48086/8088CPU的操作時(shí)序3.18086/8088微處理器的編程結(jié)構(gòu)掌握任何一個(gè)功能部件的工作性能和使用方法，首先應(yīng)該了解它的編程結(jié)構(gòu)。編程結(jié)構(gòu)，就是指從程序員和使用者的角度看到的結(jié)構(gòu)。編程結(jié)構(gòu)與功能部件內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)和實(shí)際布局是有區(qū)別的。3.1.18086/8088CPU的基本性能指標(biāo)16位微處理器；采用MOS工藝制造，芯片上集成幾萬只晶體管；使用單一的+5V電源，40條引腳雙列直插式封裝；時(shí)鐘頻率為5MHz~10MHz，基本指令執(zhí)行時(shí)間為0.3ms~0.6ms；16/8根數(shù)據(jù)線和20根地址線，可尋址的存儲(chǔ)器或I/O地址空間為1MB；可以和浮點(diǎn)運(yùn)算器、I/O處理器組成多處理器系統(tǒng)，具有較高的數(shù)據(jù)吞吐和處理能力。3.1.28086/8088CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

8086/8088CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，均由兩個(gè)獨(dú)立的工作部件組成，即執(zhí)行單元（EU）和總線接口單元（BIU）；兩種CPU的執(zhí)行部件EU完全相同，但總線接口部件BIU有些差別：8086外部數(shù)據(jù)總線16位，指令隊(duì)列6個(gè)字節(jié)；8088外部數(shù)據(jù)總線為8位（故稱為準(zhǔn)16位微處理器），指令隊(duì)列為4個(gè)字節(jié)；

16位的ALU數(shù)據(jù)總線和8位指令隊(duì)列總線用于EU內(nèi)部和EU與BIU之間的通信。1．執(zhí)行部件EU組成：

1個(gè)16位的算術(shù)邏輯單元（ALU）

8個(gè)16位的通用寄存器

1個(gè)16位的狀態(tài)標(biāo)志寄存器

1個(gè)數(shù)據(jù)暫存寄存器 執(zhí)行部件的控制電路功能：從BIU的指令隊(duì)列中取出指令代碼指令譯碼器譯碼后，根據(jù)指令要求向EU內(nèi)部各部件發(fā)出控制命令以完成指令的功能執(zhí)行指令所得結(jié)果或執(zhí)行指令所需的數(shù)據(jù)，必須由EU向BIU發(fā)出命令，然后再對(duì)存儲(chǔ)器或I/O接口進(jìn)行讀/寫操作2．總線接口部件BIU組成：4個(gè)16位段地址寄存器1個(gè)16位指令指針寄存器IP1個(gè)6/4字節(jié)指令隊(duì)列緩沖器1個(gè)20位地址加法器總線控制電路功能： 根據(jù)執(zhí)行部件EU的請(qǐng)求，負(fù)責(zé)完成CPU與存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送。取指令時(shí)，從存儲(chǔ)器指定位置取出指令送入指令隊(duì)列排隊(duì)執(zhí)行指令時(shí)，根據(jù)EU命令對(duì)指定存儲(chǔ)單元和I/O端口存取數(shù)據(jù)3．CPU內(nèi)部工作過程對(duì)于EU：取指令、譯碼、執(zhí)行指令必須訪問內(nèi)存和I/O設(shè)備時(shí)，請(qǐng)求BIU進(jìn)入總線周期全部的算術(shù)和邏輯運(yùn)算按指令尋址方式計(jì)算16位偏移地址并送入BIU中形成20位實(shí)際地址若取指時(shí)指令隊(duì)列為空，進(jìn)入等待一旦有指令，EU立即取出執(zhí)行對(duì)于BIU：一旦指令隊(duì)列中出現(xiàn)2/1個(gè)空字節(jié)且EU沒有要求訪問總線，則BIU自動(dòng)執(zhí)行總線操作，填滿隊(duì)列為止當(dāng)EU執(zhí)行轉(zhuǎn)移、調(diào)用和返回指令時(shí)，BIU清除原隊(duì)列內(nèi)容并從新地址重新開始取指令，獲取的第一條指令將直接送EU執(zhí)行，隨后取來的指令填充隊(duì)列當(dāng)隊(duì)列已滿且EU無訪問總線操作，BIU進(jìn)入空閑狀態(tài)CPU的EU和BIU操作是分開執(zhí)行的，且按并行方式重疊操作，EU執(zhí)行的指令已由BIU預(yù)先取出，實(shí)現(xiàn)了流水線操作技術(shù)，提高了CPU的利用率，同時(shí)降低了CPU對(duì)存儲(chǔ)器速度的要求。

EU和BIU之間是通過指令隊(duì)列相互聯(lián)系的。指令隊(duì)列可以被看成一個(gè)RAM區(qū)，EU對(duì)其執(zhí)行讀操作，BIU對(duì)其執(zhí)行寫操作。3.1.38086/8088CPU的寄存器結(jié)構(gòu)

8086/8088CPU中可供編程使用的有14個(gè)16位寄存器，按其用途可分為3類：通用寄存器、段寄存器和控制寄存器組。累加器AHALBHBLCLDHDLCHSPSIDIIPFLAGSCSDSSSESBP基址寄存器計(jì)數(shù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器堆棧指針寄存器基址指針寄存器源變址寄存器目的變址寄存器指令指針寄存器標(biāo)志寄存器代碼段寄存器段寄存器附加段寄存器堆棧段寄存器數(shù)據(jù)寄存器地址指針和變址寄存器控制寄存器通用寄存器數(shù)據(jù)段寄存器1．通用寄存器組 通用寄存器分為數(shù)據(jù)寄存器與指針和變址寄存器兩組。數(shù)據(jù)寄存器包括4個(gè)16位的寄存器AX、BX、CX和DX，一般用來存放16位數(shù)據(jù)，其中每一個(gè)又可根據(jù)需要將高8位和低8位分成獨(dú)立的兩個(gè)8位寄存器來使用，即AH、BH、CH、DH和AL、BL、CL、DL兩組，用于存放8位數(shù)據(jù)，它們均可獨(dú)立尋址、獨(dú)立使用。指針和變址寄存器包括指針寄存器SP、BP和變址寄存器SI、DI，都是16位的寄存器且整體使用，一般用來存放邏輯地址的偏移量，在任何情況下，都不能獨(dú)立地形成訪問內(nèi)存的地址碼。這8個(gè)16位通用寄存器都具有通用性，從而提高了指令系統(tǒng)的靈活性。在有些指令中，這些通用寄存器還各自有其特定的用法。寄存器操作寄存器操作AX字乘，字除，字I/OCL變量移位，循環(huán)移位AL字節(jié)乘，字節(jié)除，字節(jié)I/O，查表轉(zhuǎn)換，十進(jìn)制運(yùn)算DX字乘，字除，間接I/OAH字節(jié)乘，字節(jié)除SP堆棧操作BX查表轉(zhuǎn)換SI數(shù)據(jù)串操作指令CX數(shù)據(jù)串操作指令，循環(huán)指令DI數(shù)據(jù)串操作指令通用寄存器的隱含用法2.段寄存器組 利用段寄存器實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)空間的分段結(jié)構(gòu)，每段長最大為64K，而段寄存器提供段基址。CS代碼段寄存器：存放當(dāng)前被執(zhí)行程序所在段的段基址SS堆棧段寄存器：存放當(dāng)前堆棧段的段基址。堆棧是內(nèi)存中的一個(gè)特別存儲(chǔ)區(qū)，主要用于在調(diào)用子程序和中斷時(shí)，保留返回主程序的地址CS

:IP以及保存進(jìn)入子程序?qū)⒁淖兤渲档募拇嫫鞯膬?nèi)容DS數(shù)據(jù)段寄存器：存放當(dāng)前使用的數(shù)據(jù)段的段基址ES附加數(shù)據(jù)段寄存器：存放附加數(shù)據(jù)段的段基址3.控制寄存器組指令指針寄存器IP

：是一個(gè)16位的寄存器，總是存放著下一條要取出指令的偏移地址，用以控制程序中指令的執(zhí)行順序。用戶程序中不能直接使用該寄存器。IP通常由BIU自動(dòng)修改，某些指令如轉(zhuǎn)移、過程調(diào)用和返回指令等將改變其內(nèi)容。標(biāo)志寄存器Flag：是一個(gè)16位的寄存器，用其中9位作標(biāo)志位，其中有6個(gè)是反映前一次涉及ALU操作結(jié)果的狀態(tài)標(biāo)志，其余3個(gè)是控制CPU操作特征的控制標(biāo)志。----OFDFIFTFSFZF-AF-PF-CF1514131211109876543210（1）狀態(tài)標(biāo)志 狀態(tài)標(biāo)志用來反映ALU執(zhí)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算以后的結(jié)果特征。CF進(jìn)位標(biāo)志：加法時(shí)最高位產(chǎn)生進(jìn)位和減法時(shí)最高位產(chǎn)生借位，則CF＝1；另外，移位和循環(huán)操作也會(huì)影響CFPF奇偶標(biāo)志：操作結(jié)果的低8位中含偶數(shù)個(gè)1，則PF＝1AF輔助進(jìn)位標(biāo)志：加法時(shí)D3位有進(jìn)位或減法時(shí)D3位有借位，則AF＝1：該標(biāo)志只供BCD碼運(yùn)算時(shí)使用ZF零標(biāo)志：運(yùn)算結(jié)果各位都為零，則ZF＝1SF符號(hào)標(biāo)志：運(yùn)算結(jié)果為負(fù)數(shù)即結(jié)果的最高位為1，則SF＝1OF溢出標(biāo)志：帶符號(hào)數(shù)在進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算時(shí)，其結(jié)果超過8位或16位帶符號(hào)數(shù)所能表示的數(shù)值范圍，產(chǎn)生溢出，則OF=1（2）控制標(biāo)志 控制標(biāo)志是用來控制CPU的操作特征。TF陷阱標(biāo)志：是為方便程序調(diào)試而設(shè)置的。當(dāng)TF＝1時(shí)，單步中斷，使操作員能夠逐條指令檢查一個(gè)程序的執(zhí)行情況IF中斷允許標(biāo)志：IF為1時(shí)開中斷，CPU可以響應(yīng)可屏蔽中斷要求DF方向標(biāo)志：控制數(shù)據(jù)串操作指令的步進(jìn)方向。DF＝1時(shí)，串操作指令將以地址遞減順序?qū)?shù)據(jù)串中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；DF＝0時(shí)，數(shù)據(jù)串指令則從低地址到高地址作自動(dòng)遞增處理

3.28086/8088CPU的存儲(chǔ)器和I/O組織3.2.18086/8088的存儲(chǔ)器組織1.存儲(chǔ)器基本特征8086/8088系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器是按字節(jié)進(jìn)行組織的，20條地址線對(duì)應(yīng)可尋址存儲(chǔ)空間1MB，每個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)有唯一的20位物理地址。向存儲(chǔ)器存放的數(shù)據(jù)是1個(gè)字節(jié)（8位）時(shí)，按順序排列存放；若存放的數(shù)據(jù)為一個(gè)字（16位）時(shí)，則將低字節(jié)（低8位）存放在低地址中，高字節(jié)（高8位）存放在高地址中，并以低地址作為該字的地址；字允許從任何位置開始存放，偶數(shù)地址開始的字稱為“規(guī)則字”，奇地址開始為“非規(guī)則字”。在組成與8086CPU連接的存儲(chǔ)器時(shí)，1M字節(jié)的存儲(chǔ)空間實(shí)際上被分成兩個(gè)512K字節(jié)的存儲(chǔ)體，分別叫高位庫和低位庫。低位庫固定與8086CPU的低位字節(jié)數(shù)據(jù)線D7~D0相連，因此又可稱它為低字節(jié)存儲(chǔ)體，該存儲(chǔ)體中的每個(gè)地址均為偶地址。高位庫與8086CPU的高位字節(jié)數(shù)據(jù)線D15~D8相連，因此又稱它為高字節(jié)存儲(chǔ)體，該存儲(chǔ)體中的每個(gè)地址均為奇地址。SELA19～A1高位（奇數(shù)）庫512K×8D15～D8SELA19～A1低位（偶數(shù)）庫512K×8D7～D0A19～A1A0BHED15～D8D7～D08086數(shù)據(jù)總線16位，對(duì)規(guī)則字存取，需要一個(gè)總線周期；而非規(guī)則字需兩個(gè)總線周期；操

作

BHEA0

使用的數(shù)據(jù)線

存取規(guī)則字00AD15-AD0傳送偶地址的一個(gè)字節(jié)10AD7-AD0傳送奇地址的一個(gè)字節(jié)01AD15-AD8存取非規(guī)則字01AD15-AD8（第一個(gè)總線周期）10AD7-AD0（第二個(gè)總線周期）8086CPU存儲(chǔ)器操作8088CPU對(duì)應(yīng)1MB存儲(chǔ)空間是單一的存儲(chǔ)體；8088數(shù)據(jù)總線8位，無論是對(duì)16位的字?jǐn)?shù)據(jù)還是對(duì)8位的字節(jié)數(shù)據(jù)操作，也無論是規(guī)則字還是非規(guī)則字，每一個(gè)總線周期只能完成一個(gè)字節(jié)的存取，對(duì)字?jǐn)?shù)據(jù)所組織的連續(xù)兩個(gè)總線周期是由CPU自動(dòng)完成的。A19～A0存儲(chǔ)體1M×8D7～D0A19～A0D7～D02.存儲(chǔ)器的分段CPU內(nèi)部存放地址信息的寄存器BX、IP、SP、SI和DI以及ALU都是16位的，不能直接尋址1MB的內(nèi)存空間；8086/8088將1MB空間分成若干邏輯段，段起始地址稱為段基址，由軟件設(shè)置于段寄存器中；段內(nèi)任一存儲(chǔ)單元的地址，用相對(duì)于段起始地址的偏移量來表示，稱為段內(nèi)偏移地址，通常存放于IP，SP，SI，DI中，偏移地址是16位的，對(duì)應(yīng)一個(gè)段最大包含64KB存儲(chǔ)空間；段和段之間可以是連續(xù)的、分開的、部分重疊或完全重疊；段的基址由段寄存器CS、DS、SS和ES提供，程序可以從這四個(gè)段寄存器規(guī)定的邏輯段中存儲(chǔ)指令和數(shù)據(jù)，即當(dāng)前段；CPU從其他段中存取信息，必須首先改變對(duì)應(yīng)段寄存器中的內(nèi)容，即改變段基址。00000HFFFFFH邏輯段1邏輯段2邏輯段3邏輯段4邏輯段5，6CS:0600HDS:3000HSS:B000HES:BC00H06000H15FFFH30000H0FFFFHB0000HBC000HBFFFFHCBFFFHFFFFFH3.邏輯地址（LA）和物理地址（PA）邏輯地址：是在程序中使用的地址，它由段地址和偏移地址兩部分組成（無符號(hào)16位二進(jìn)制數(shù)）。邏輯地址的表示形式為“段地址∶偏移地址”；物理地址：存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的的實(shí)際地址，它是指CPU和存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)所使用的地址（20位二進(jìn)制數(shù)表示）；物理地址可由邏輯地址變換得出，即CPU訪問存儲(chǔ)器時(shí)，必須完成如下運(yùn)算：物理地址＝段基址×16（10H）＋偏移地址【例】2000H：3300H表示段基址為2000H，偏移地址為3300H，存儲(chǔ)器的物理地址為23300H。物理地址的形成是通過CPU的總線接口部件BIU的地址加法器來實(shí)現(xiàn)的。偏移地址段基址000020位物理地址物理地址的形成3.2.28086/8088的I/O組織I/O設(shè)備復(fù)雜多樣（主要指信號(hào)的格式、幅度等）、工作速度一般遠(yuǎn)低于CPU，所以I/O設(shè)備不能直接和CPU總線直接相連，必須通過I/O接口進(jìn)行聯(lián)系；每個(gè)I/O接口都有一個(gè)和幾個(gè)端口，I/O端口有唯一的I/O地址相對(duì)應(yīng)，和存儲(chǔ)器單元地址一樣；I/O端口的編址方式可以采用“存儲(chǔ)器映射方式”或“獨(dú)立編址方式”；采用獨(dú)立編址方式，需用輸入指令I(lǐng)N和輸出指令OUT訪問端口；IBM-PC系統(tǒng)使用10條地址線（A9～A0）為I/O端口編址，最多有1024個(gè)8位端口。3.38086/8088CPU的引腳功能和工作方式3.3.18086/8088的引腳功能DIP封裝40引腳時(shí)鐘信號(hào)輸入端（CLK）：占空比1/3，4.77MHz接地引腳（2個(gè)）電源輸入端（單+5V）其余36個(gè)引腳可分為3類：地址/數(shù)據(jù)總線（AD15~0或AD7~0＋A15～A8）地址/狀態(tài)總線（A19/S6～A16/S3）控制總線（BHE/S7,RD,READY,TEST,INTR,NMI,RESET,MN/MX），控制線24～31視工作方式不同而定，括號(hào)內(nèi)為最大工作方式功能8086/8088CPU引腳信號(hào)(High)1.地址/數(shù)據(jù)復(fù)用信號(hào)輸入/輸出引腳（16）雙向、三態(tài)對(duì)于8086CPU，AD15～AD0為分時(shí)復(fù)用地址/數(shù)據(jù)總線；對(duì)于8088CPU，數(shù)據(jù)總線只有8條，所以有AD7～AD0復(fù)用總線和A15～A8地址線。2.地址/狀態(tài)復(fù)用信號(hào)輸出引腳（4）輸出、三態(tài)；A19/S6～A16/S3輸出地址的高4位及狀態(tài)信息。

S6為0用以指示8086/8088CPU當(dāng)前與總線連通；

S5為1表明8086/8088CPU可以響應(yīng)可屏蔽中斷；

S4、S3共有四個(gè)組態(tài)用以指明當(dāng)前使用的段寄存器S4S3含義S4S3含義00使用ES10使用CS（或I/O，中斷響應(yīng)）01使用SS11使用DS3.控制總線NMI（Non-Maskable-Interrupt）、INTR（Interrupt-Request）：中斷請(qǐng)求信號(hào)輸入引腳（2），引入中斷源向CPU提出的中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效，前者為非屏蔽中斷請(qǐng)求，后者為可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)。RD（Read）：讀控制輸出信號(hào)引腳（1），低電平有效，用以指明要執(zhí)行一個(gè)對(duì)內(nèi)存單元或I/O端口的讀操作，具體是讀內(nèi)存單元，還是讀I/O端口，取決于M/IO控制信號(hào)。Reset（Reset）：復(fù)位信號(hào)輸入引腳（1），高電平有效。8088/8086CPU要求復(fù)位信號(hào)至少維持4個(gè)時(shí)鐘周期才能起到復(fù)位的效果，復(fù)位信號(hào)輸入之后，CPU結(jié)束當(dāng)前操作。READY（Ready）：“準(zhǔn)備好”狀態(tài)信號(hào)輸入引腳（1），高電平有效，“Ready”輸入引腳接收來自于內(nèi)存單元或I/O端口向CPU發(fā)來的“準(zhǔn)備好”狀態(tài)信號(hào)，表明內(nèi)存單元或I/O端口已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)行讀寫操作。該信號(hào)是協(xié)調(diào)CPU與內(nèi)存單元或I/O端口之間進(jìn)行信息傳送的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。TEST（Test）：測(cè)試信號(hào)輸入引腳（1），低電平有效，TEST信號(hào)與WAIT指令結(jié)合起來使用，CPU執(zhí)行WAIT指令后，處于等待狀態(tài)，每隔5個(gè)時(shí)鐘周期測(cè)試TEST引腳輸入低電平時(shí)，系統(tǒng)會(huì)脫離等待狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行被暫停執(zhí)行的指令。MN/MX（Minimum/MaximumModelControl）最小/最大模式設(shè)置信號(hào)輸入引腳（1），該輸入引腳電平的高、低決定了CPU工作在最小模式還是最大模式，當(dāng)該引腳接+5V時(shí)，CPU工作于最小模式下，當(dāng)該引腳接地時(shí)，CPU工作于最大模式下。BHE/S7（BusHighEnable/Status）：高8位數(shù)據(jù)允許/狀態(tài)復(fù)用信號(hào)輸出引腳（1），用于8086CPU分時(shí)輸出BHE有效信號(hào)，表示高8位數(shù)據(jù)線D15～D8上的數(shù)據(jù)有效，S7狀態(tài)信號(hào)未定義。操

作

BHE

A0

使用的數(shù)據(jù)線

存取規(guī)則字00AD15-AD0傳送偶地址的一個(gè)字節(jié)10AD7-AD0傳送奇地址的一個(gè)字節(jié)01AD15-AD8存取非規(guī)則字01AD15-AD8（第一個(gè)總線周期）10AD7-AD0（第二個(gè)總線周期）BHE和AD0組合控制數(shù)據(jù)傳送格式8088CPU中，對(duì)應(yīng)BHE引腳定義為SSO（SystemStatusOutput）系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)輸出引腳（1），用來與DT/R，M/IO信號(hào)一起決定8088CPU最小工作方式下當(dāng)前總線周期的讀寫操作，最大工作方式時(shí)始終為高電平。性能100中斷響應(yīng)101讀I/O端口110寫I/O端口111暫停（Halt）000取指令操作碼001讀存儲(chǔ)器010寫存儲(chǔ)器011無源DT/RM/IOSSO3.3.28086/8088的最大/最小工作方式 為適應(yīng)不同應(yīng)用，設(shè)計(jì)8088/8086CPU芯片可工作在兩種模式，即最小模式與最大模式。1.最小工作方式系統(tǒng)中只有一個(gè)微處理器8086/8088CPU；所有的總線控制信號(hào)都直接由8086/8088CPU產(chǎn)生，系統(tǒng)中的總線控制邏輯電路被減到最少；適合于較小規(guī)模的應(yīng)用；把MN/MX引腳接+5V時(shí)，8086/8088CPU就處于最小工作方式。①M(fèi)N/MX端接+5V，決定了CPU的工作模式；②有一片8284A，作為時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器；③有三片8282或74LS373用來作為地址信號(hào)的鎖存器；④當(dāng)系統(tǒng)中所連存儲(chǔ)器和外設(shè)端口較多時(shí)，需要增加數(shù)據(jù)總線的驅(qū)動(dòng)能力，這時(shí)需用二片8286或74LS245/8287（反相）作為數(shù)據(jù)總線收發(fā)器。INTA（InterruptAcknowledge）：中斷響應(yīng)信號(hào)輸出引腳（1），低電平有效，該引腳是CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求后，向中斷源發(fā)出的認(rèn)可信號(hào)，用以通知中斷源，以便提供中斷類型碼，該信號(hào)為兩個(gè)連續(xù)的負(fù)脈沖。ALE（AddressLockEnable）：地址鎖存允許輸出信號(hào)引腳（1），高電平有效，CPU通過該引腳向地址鎖存器發(fā)出地址鎖存允許信號(hào)，把當(dāng)前地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線上輸出的地址信息，鎖存到地址鎖存器中。注意：ALE信號(hào)不能被浮空。DEN（DataEnable）：數(shù)據(jù)允許傳輸信號(hào)引腳（1），低電平有效，為數(shù)據(jù)總線收發(fā)器提供一個(gè)控制信號(hào)，表示CPU當(dāng)前準(zhǔn)備發(fā)送或接收一項(xiàng)數(shù)據(jù)。DT/R（DataTransmit/Receive）：數(shù)據(jù)收發(fā)控制信號(hào)輸出引腳（1），CPU通過該引腳發(fā)出信號(hào)控制數(shù)據(jù)傳送方向，當(dāng)該信號(hào)為高電平時(shí)，表示數(shù)據(jù)由CPU經(jīng)總線收發(fā)器輸出，否則為數(shù)據(jù)輸入。

M/IO（Memory/Input&Output）：存儲(chǔ)器/I/O端口選擇信號(hào)輸出引腳（1），這是CPU區(qū)分進(jìn)行存儲(chǔ)器訪問還是I/O訪問的輸出控制信號(hào)。當(dāng)該引腳輸出高電平時(shí)，表明CPU要進(jìn)行存儲(chǔ)器的讀寫操作，地址總線上出現(xiàn)的是訪問存儲(chǔ)器的地址；當(dāng)該引腳輸出低電平時(shí)，表明CPU要進(jìn)行I/O端口的讀寫操作，低位地址總線上出現(xiàn)的是I/O端口的地址。通常此信號(hào)接至存儲(chǔ)器或接口芯片的片選端（CS）。注意：在8088中，此信號(hào)為M/IO，與8086相反。WR(Write)：寫控制信號(hào)輸出引腳（1），低電平有效，與M/IO信號(hào)配合實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)單元、I/O端口所進(jìn)行的寫操作控制。HOLD（HoldRequest）：總線保持請(qǐng)求信號(hào)輸入引腳（1），高電平有效。這是系統(tǒng)中的其它總線部件向CPU發(fā)來的總線請(qǐng)求信號(hào)輸入引腳。HLDA（HoldAcknowledge）：總線保持響應(yīng)信號(hào)輸出引腳（1），高電平有效，表示CPU認(rèn)可其他總線部件提出的總線占用請(qǐng)求，準(zhǔn)備讓出總線控制權(quán)。2.最大工作方式最大方式系統(tǒng)中，總是包含有兩個(gè)或多個(gè)微處理器，是多微處理器系統(tǒng)。其中必有一個(gè)主處理器8086/8088，其他的處理器稱為協(xié)處理器；最大工作方式中的總線控制信號(hào)可以由其他處理器發(fā)出；最大工作方式是相對(duì)最小工作方式而言的，主要用在中等或大規(guī)模系統(tǒng)；把MN/MX引腳接地時(shí)，8086/8088CPU就處于最大工作方式；IBMPC/XT中使用的是最大工作方式。①在最大模式下，要用8288總線控制器來對(duì)CPU發(fā)出的控制信號(hào)進(jìn)行變換和組合，以得到對(duì)存儲(chǔ)器或I/O端口的讀/寫信號(hào)和對(duì)鎖存器8282及總線收發(fā)器8286的控制信號(hào)。②在最大模式系統(tǒng)中，一般還有中斷優(yōu)先級(jí)管理部件8259A，用以對(duì)多個(gè)中斷源進(jìn)行中斷優(yōu)先級(jí)的管理。QS1、QS0（InstructionQueueStatus）：指令隊(duì)列狀態(tài)信號(hào)輸出引腳（2）,這兩個(gè)信號(hào)的組合給出指令隊(duì)列狀態(tài)。隊(duì)列狀態(tài)00無操作01從指令隊(duì)列的第一個(gè)字節(jié)取走代碼10隊(duì)列為空11除第一個(gè)字節(jié)外，還取走了后續(xù)字節(jié)中的代碼QS1QS0S2、S1、S0：總線周期狀態(tài)信號(hào)輸出引腳（3），低電平的信號(hào)輸出端，這些信號(hào)組合給出當(dāng)前總線周期進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)念愋停ㄖ偩€控制器8288產(chǎn)生對(duì)存儲(chǔ)單元、I/O端口的控制信號(hào)。對(duì)應(yīng)操作000中斷響應(yīng)001讀I/O端口010寫I/O端口011暫停100取指101讀存儲(chǔ)器110寫存儲(chǔ)器111無源狀態(tài)S2S1S0LOCK（Lock）：總線封鎖輸出信號(hào)引腳（1），低電平有效，當(dāng)該引腳輸出低電平時(shí)，系統(tǒng)中其它總線部件就不能占用系統(tǒng)總線。LOCK信號(hào)是由指令前綴LOCK產(chǎn)生的，在LOCK前綴后面的一條指令執(zhí)行完畢之后，便撤消該信號(hào)。此外，在8086/8088的2個(gè)中斷響應(yīng)脈沖之間，LOCK信號(hào)也自動(dòng)變?yōu)橛行У牡碗娖?。RQ/QT1、RQ/GT0（Request/Grant）：總線請(qǐng)求信號(hào)輸入/總線允許信號(hào)輸出引腳（2）。這兩個(gè)引腳都是雙向的，請(qǐng)求與應(yīng)答信號(hào)在同一引腳上分時(shí)傳輸，方向相反。其中RQ/GT0比RQ/QT1的優(yōu)先級(jí)高。最大模式和最小模式在配置上的主要差別在于最大模式下要用8288總線控制器來對(duì)CPU發(fā)出的控制信號(hào)進(jìn)行變換和組合，發(fā)出對(duì)存儲(chǔ)器或I/O端口的讀/寫信號(hào)、鎖存器8282及總線收發(fā)器8286的控制信號(hào)，使控制總線的驅(qū)動(dòng)能力和功能更為完善。狀態(tài)譯碼器控制電路命令信號(hào)發(fā)生器控制信號(hào)發(fā)生器狀態(tài)信號(hào)（來自CPU）控制輸入CLKAENCENIOBMRDCMWRCAMWCIORCIOWCAIOWCINTACLKAENCENIOBDT/RDENMCE/PDENALE總線命令信號(hào)總線控制信號(hào)S2S1S03.3.3多處理器系統(tǒng)

與8088/8086CPU配合工作的處理器有數(shù)值處理器8087和輸入/輸出處理器8089。8087處理器專用于數(shù)值運(yùn)算，如高精度的整型和浮點(diǎn)數(shù)值運(yùn)算，超越函數(shù)（三角函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)）計(jì)算等。若用軟件方法來實(shí)現(xiàn)，將耗費(fèi)大量的機(jī)器時(shí)間。引入8087處理器，把軟件功能硬件化，可大大提高主處理器運(yùn)行效率。8089處理器有用于輸入/輸出操作的專門指令系統(tǒng)，可直接為輸入/輸出設(shè)備服務(wù)，使主處理器不再承擔(dān)這類工作。在系統(tǒng)中增加8089處理器后，可明顯提高主處理器效率，尤其是在輸入/輸出操作比較頻繁的系統(tǒng)中。3.48086/8088CPU的操作時(shí)序3.4.1操作時(shí)序的基本概念 操作時(shí)序是計(jì)算機(jī)操作運(yùn)行的時(shí)間順序，簡(jiǎn)稱“時(shí)序”。1.研究操作時(shí)序的意義微處理器內(nèi)部電路的工作情況對(duì)用戶不可見，通過檢測(cè)CPU引腳信號(hào)之間的相對(duì)時(shí)間關(guān)系，是判斷系統(tǒng)工作是否正常的一種重要途徑；深入了解指令的執(zhí)行過程；在程序設(shè)計(jì)時(shí)，選擇合適的指令或指令序列，盡量縮短程序代碼的長度及程序的運(yùn)行時(shí)間。學(xué)習(xí)各功能部件與系統(tǒng)總線的連接方法及硬件系統(tǒng)調(diào)試有十分重要意義。CPU與存儲(chǔ)器、I/O端口協(xié)調(diào)工作時(shí)，時(shí)序配合極為關(guān)鍵；更好地處理微機(jī)過程控制及實(shí)時(shí)控制等問題。2.指令周期、總線周期及時(shí)鐘周期指令周期：一條指令從其代碼由內(nèi)存單元中取出到其所規(guī)定的操作執(zhí)行完畢所用的時(shí)間，稱為相應(yīng)指令的指令周期。由于指令所要完成的操作不同，相應(yīng)所需時(shí)間也不相同，即指令周期的長度因指令的不同而異?？偩€周期：CPU通過總線與內(nèi)存或I/O端口之間，進(jìn)行一次數(shù)據(jù)交換的操作，稱為一次總線操作，相應(yīng)于總線操作的時(shí)間即為總線周期。對(duì)應(yīng)總線（AB、DB、CB）上信號(hào)變化的相對(duì)時(shí)間關(guān)系稱為總線操作時(shí)序。指令由基本總線操作組合而成，總線操作數(shù)量及排列順序因指令不同而異。時(shí)鐘周期：時(shí)鐘周期是微機(jī)系統(tǒng)工作的最小時(shí)間單元，取決于系統(tǒng)主頻，系統(tǒng)完成任何操作所需要時(shí)間均是時(shí)鐘周期的整數(shù)倍。時(shí)鐘周期又稱T狀態(tài)。CLKT1總線周期總線周期地址緩沖數(shù)據(jù)地址緩沖數(shù)據(jù)地址/數(shù)據(jù)總線T2T3（w）T4T1T2T4T3（w）Ti指令周期時(shí)鐘、總線及指令周期關(guān)系示意圖時(shí)鐘周期的基本定時(shí)脈沖由外部振蕩器產(chǎn)生，通過CPU的CLK引腳輸入，如8088CPU的主頻率是5MHz時(shí)，其時(shí)鐘周期為200ns。一個(gè)基本總線周期由4個(gè)時(shí)鐘周期（T狀態(tài)）組成，分別稱為T1～T4。當(dāng)存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備速度跟不上CPU時(shí)，在基本總線周期T3和T4之間插入1個(gè)或多個(gè)附加時(shí)鐘周期Tw，Tw又稱等待狀態(tài)?？偩€周期用于CPU與存儲(chǔ)器或I/O端口之間傳輸數(shù)據(jù)和填充指令隊(duì)列，在一個(gè)總線周期之后，不立即執(zhí)行下一個(gè)總線周期，那么系統(tǒng)總線就處于空閑狀態(tài)Ti，可以包含1到多個(gè)時(shí)鐘周期。3.8086/8088CPU主要操作時(shí)序系統(tǒng)復(fù)位和啟動(dòng)操作總線操作總線空操作中斷響應(yīng)操作暫停操作最小方式下總線保持或總線請(qǐng)求/允許操作最大方式下總線請(qǐng)求/允許/釋放操作3.4.2系統(tǒng)復(fù)位和啟動(dòng)操作8086/8088的復(fù)位和啟動(dòng)操作是由8284A時(shí)鐘發(fā)生器向其RESET引腳上加上觸發(fā)信號(hào)而執(zhí)行的：復(fù)位（熱啟）要求≥4T的高電平；上電（冷啟）要求>50s的高電平。當(dāng)RESET引腳接受到正跳變后，CPU進(jìn)入內(nèi)部RESET階段。經(jīng)過一個(gè)時(shí)鐘周期，所有三態(tài)輸出線，包括AD15～AD0、A19/S6～A16/S3、BHE/S7、M/IO、DT/R、DEN、WR、RD等都被置成浮空狀態(tài)，直到結(jié)束復(fù)位操作為止。CLKRESET輸入內(nèi)部RESET所有三態(tài)輸出線浮空系統(tǒng)復(fù)位操作時(shí)序8086/8088進(jìn)入內(nèi)部RESET時(shí)，CPU結(jié)束現(xiàn)行操作，內(nèi)部各寄存器被置為初態(tài)。CS和IP被初始化為FFFFH:0000H，重新啟動(dòng)時(shí)，內(nèi)存此地址處存有一條無條件轉(zhuǎn)移指令，指向系統(tǒng)程序入口處；復(fù)位時(shí)標(biāo)志寄存器被清零，故中斷允許標(biāo)志IF被置為“0”，所以系統(tǒng)程序啟動(dòng)時(shí)總是包括一條開放中斷的指令STI。復(fù)位信號(hào)從高電平到低電平的跳變會(huì)觸發(fā)CPU內(nèi)部的復(fù)位邏輯電路，CPU啟動(dòng)，從FFFF0H處開始執(zhí)行指令。寄存器狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器狀態(tài)F（PSW）0000HIP0000HCS0FFFFHDS0000HSS0000HES0000H指令隊(duì)列空其它寄存器0000HIF0（禁止）3.4.3總線操作

CPU與存儲(chǔ)器或I/O端口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，需要執(zhí)行總線操作。按數(shù)據(jù)傳輸方向來分，可將總線操作分為讀操作和寫操作兩種類型；按讀/寫的不同對(duì)象，總線操作又可分為存儲(chǔ)器讀/寫與I/O讀/寫操作。1.8086CPU最小方式下的總線讀/寫操作【例】從存儲(chǔ)器20002H單元讀取字節(jié)數(shù)據(jù)35H。1.8086CPU最小方式下的總線讀/寫操作【例】從存儲(chǔ)器20002H單元讀取字節(jié)數(shù)據(jù)35H。1.8086CPU最小方式下的總線讀/寫操作【例】從存儲(chǔ)器20002H單元讀取字節(jié)數(shù)據(jù)35H。1.8086CPU最小方式下的總線讀/寫操作【例】從存儲(chǔ)器20002H單元讀取字節(jié)數(shù)據(jù)35H。8086CPU最小方式下總線讀操作時(shí)序總線周期T1T2T3(Tw)T4S7~S3數(shù)據(jù)輸入地址輸出讀IO或存儲(chǔ)器浮空采樣SSCLKM/IOA19/S6~A16/S3BHE/S7ALEAD15~AD0RDDT/RDENA19～A16BHEREADYT1狀態(tài)：M/IO信號(hào)有效，指出讀內(nèi)存還是I/O，信號(hào)持續(xù)整個(gè)總線周期；地址輸出：分高4位和低16位，信號(hào)只持續(xù)一個(gè)T1時(shí)間；ALE