第一章-微型计算机基础知识
微机原理习题解答
(5)OR AL，［SI－80H］ (6)PUSH AX
(7)MOV AX，［2020H］ (8)JMP DWORD PTR ES：［SI］
3-3 指出下列指令的错误。
(1)MOV AL，BX (2)MOV CS，AX
1-4将下列十六进制数转换为二进制数、十进制数。
(1)8E6H (2)0A42H (3)7E.C5H (4)0F19.1DH
1-5将下列二进制数转换为BCD码。
(1)1011011.101 (2)1010110.001
1-6将下列BCD码转换为二进制数。
(1)(0010 0111 0011)BCD(2)(1001 0111.0010 0101)BCD
试画出存储器分段地址分配示意图，指出CS、DS、SS各段寄存器内容是什么?
2-23 解释什么是规则字、非规则字，8086 CPU对它们的存取各需要几个总线周期?
第三章 指令系统
3-1 指出下列指令的寻址方式。
(1)MOV BX，2000H (2)MOV BX，［2000H］
(3)MOV ［BP］，CX (4)MOV AL，［BX＋SI＋100H］
2-11 试画出在最小模式下，8086 CPU读、写总线周期时序图。
2-12 8086与8088相比有哪些不同?8086引脚BHE的作用是什么?其存储器组织为什么要由偶存
储体和奇存储体组成?
2-13 在最小模式下，8086的哪些引脚是分时复用的?哪些信号需要由系统进行锁存?
2-14 8086/8088内指令队列的作用是什么?其各自长度为多少?8086 CPU复位后，有哪些特
1-15已知补码如下，分别求出真值、原码、反码。
第一章微型计算机基础
（2）反码表示法
数的最高位表示数的符号，数值部分对于正数 同真值，对于负数是真值各位取反，这种表示法 就叫反码表示法。
1．对于正数： 符号位用0表示，数字位同真值 2．对于负数： 符号位用1表示，数字位为真值 按位取反。
例 x＝+91＝+10l1011B [x]反=01011011B 例 y＝-91＝-1011011B [y]反=10100100B “0”的表示：[+0]反=00000000B [-0]反 =11111111B 对于8位机，反码可表示的数的范围：-127～ +127。
0⊕1＝1 读作0“异或”1等于1
1⊕0＝1 读作1“异或”0等于1
1⊕1＝0 读作1“异或”1等于0
例：
10101111
⊕11000010
01101101
1.2.2计算机中带符号数的表示方法
几个概念: 无符号数 机器数
带符号数 真值
机器数的三种表示方法: 原码表示法 反码表示法 补码表示法
（1）原码表示法
将传统计算机的运算器和控制器集成在一块大 规模集成电路芯片上作为中央处理部件，简称为微 处理器(CPU),微型计算机是以微处理器为核心，再 配上存储器、接口电路等芯片构成的。
微处理器按照其功能可以分为两大部分：总线接口单元 （BIU）和执行单元（EU）。 按照计算机CPU、字长和功能划分，经历了5代的演变: ➢ 第一代（1971年～1973年）：4位和8位低档微处理器 ➢ 第二代（1974年～1978年）：8位中高档微处理器 ➢ 第三代（1978年～1980年）：16位微处理器 ➢ 第四代（1981年～1992年）：32位微处理器 ➢ 第五代（1993年以后）：全新高性能奔腾系列微处理
单片机原理及应用课后习题参考答案~章
《单片机原理及应用》习题答案第一章计算机基础知识1-1 微型计算机主要由哪几部分组成？各部分有何功能？答：一台微型计算机由中央处理单元（CPU）、存储器、I/O接口及I/O设备等组成，相互之间通过三组总线（Bus）：即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。
CPU由运算器和控制器组成，运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作，控制器用于控制计算机进行各种操作。
存储器是计算机系统中的“记忆”装置，其功能是存放程序和数据。
按其功能可分为RAM和ROM。
输入/输出（I/O）接口是CPU与外部设备进行信息交换的部件。
总线是将CPU、存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接起来，并传送信息的公共通道。
1-3 什么叫单片机？其主要由哪几部分组成？答：单片机（Single Chip Microcomputer）是指把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。
1-4 在各种系列的单片机中，片内ROM的配置有几种形式？用户应根据什么原则来选用？答：单片机片内ROM的配置状态可分四种：（1）片内掩膜（Mask）ROM型单片机（如8051），适合于定型大批量应用产品的生产；（2）片内EPROM型单片机（如8751），适合于研制产品样机；（3）片内无ROM型单片机（如8031），需外接EPROM，单片机扩展灵活，适用于研制新产品；（4）EEPROM（或Flash ROM）型单片机（如89C51），内部程序存储器电可擦除，使用更方便。
1-5 写出下列各数的另两种数制的表达形式（二、十、十六进制）1-6 写出下列各数的BCD参与：第二章MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件？答：8052单片机片内包括：①8位中央处理器CPU一个②片内振荡器及时钟电路③256B数据存储器RAM。
④8KB片内程序存储空间ROM⑤21个特殊功能寄存器SFR⑥4个8位并行I/O端口（32条线）⑦1个可编程全双工串行口⑧可寻址64KB的外部程序存储空间和外部数据存储空间⑨3个16位的定时器/计数器⑩6个中断源、2个优先级嵌套中断结构2-2 8052的存储器分哪几个空间？如何区别不同空间的寻址？答：⑴8052的存储器分为6个编址空间：①片内ROM的容量为8KB，其地址为0000H~1FFFH；②可扩展片外ROM的容量为64KB，其地址为0000H~FFFFH；片内RAM的容量为256B，其地址为00H~FFH分为二块：③地址00H~7FH共128B 为片内RAM低区，④另128B为片内RAM高区，其地址空间为80H`FFH，其地址空间与SFR功能寄存器地址重叠；⑤可扩展片外RAM的容量为64KB，其地址为0000H~1FFFH；⑥特殊功能寄存器SFR的空间为128B，其地址为80H~FFH，但实际只定义了26B单元，这26B单元分散在80H`F0H。
计算机基础知识
微处理机时代
2006 年 5 月：英特尔® 酷睿™ 2 双核处理器 品牌隆重推出
全新处理器可实现高达
40% 的性能提升，其能效 比最出色的英特尔® 奔腾® 处理器高出 40%。英 特尔® 酷睿™ 2 双核处理器包含 2.91 亿个晶体管。
微处理机时代
在2007年的9月6日，Intel发布
微处理机时代
1978年，第一代微处理机－16位的8086/8088CPU
集成了29000个晶体管，主频分别为5MHz/8MHz/10MHz， 寻址空间为1MB，地址总线20位，数据总线16位(8088的外 部数据总线为8位)。 1981年IBM公司推出了使用8088CPU的微型计算机，命名为 IBM-PC,
内存容量
通常用字节(Byte)作单位。目前，微型机的
内存储容量已达到数百兆字节。
内存速度
微机内主存完成一次读/写操作所需的时间称为存 储器的存取时间，连续两次读/写所需的最短时间称为 存储器的存取周期。存取周期越短，则存取速度越快。 存取周期的大小影响计算机的运算速度。
主板
•
芯片组
810、…、845、…865PE、875P、…
微处理机时代
1999年2月，Pentium III 芯片内集成了2800万个晶体管，CPU主频733MHz， 寻址空间4GB，地址总线32位，数据总线64位 浮点运算和三维处理方面能力明显增强 增加了71条称为互联网SSE的指令和处理机序列号。
微处理机时代
2000年3月，Pentium 4
汇编语言：
高级语言：
微型计算机的系统组成
微型计算机系统
微型计算机基础知识
微型计算机基础知识在当今数字化的时代，微型计算机已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从日常的娱乐消遣到重要的工作任务处理，微型计算机都发挥着巨大的作用。
那么，究竟什么是微型计算机？它又是由哪些部分组成的？让我们一起来探索微型计算机的基础知识。
微型计算机，简称微机，是一种体积相对较小、功能强大的计算机系统。
它通常包括硬件和软件两大部分。
先来说说硬件。
硬件是微型计算机的物理组成部分，就像是人的身体器官一样，每个部分都有其独特的功能。
其中最重要的组件包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、主板、显卡、显示器、键盘、鼠标等。
中央处理器（CPU）是微机的“大脑”，负责执行各种计算和控制任务。
它的性能直接影响着计算机的运行速度。
现在市场上常见的 CPU 品牌有英特尔（Intel）和超威半导体（AMD）等，不同型号的 CPU 在核心数量、主频、缓存等方面存在差异，用户可以根据自己的需求选择合适的 CPU。
内存则是计算机在运行程序时临时存储数据的地方，就像是大脑的短期记忆。
内存的容量越大，计算机能够同时处理的任务就越多，运行速度也会相对更快。
如果内存不足，计算机可能会出现卡顿甚至死机的情况。
硬盘是用于长期存储数据的设备，包括操作系统、应用程序、文档、图片、视频等。
硬盘分为机械硬盘（HDD）和固态硬盘（SSD）。
固态硬盘的读写速度比机械硬盘快很多，可以大大提高计算机的启动速度和文件传输速度。
主板是连接各个硬件组件的“桥梁”，它为不同的硬件提供插槽和接口，确保它们能够协同工作。
显卡负责处理图像和视频相关的任务，如果您需要进行图形设计、玩大型游戏或者观看高清视频，一块性能强劲的显卡是必不可少的。
显示器是计算机的输出设备，用于显示图像和文字。
现在常见的显示器有液晶显示器（LCD）和有机发光二极管显示器（OLED）等，它们在分辨率、色彩表现、刷新率等方面有所不同。
键盘和鼠标是输入设备，用于向计算机输入指令和数据。
除了硬件，软件也是微型计算机不可或缺的部分。
第一章 微型计算机基础知识
第一章微型计算机基础知识第一章微型计算机基础知识第一章微机基础知识1.1计算机中的数和编码1.1.1计算机中的数制计算机最初是作为一种计算工具出现的，所以它最基本的功能是处理和处理对数。
数字由机器中设备的物理状态表示。
具有两种不同稳定状态和相互转换的设备可用于表示1位二进制数。
二进制数具有操作简单、物理实现方便、节省设备等优点。
因此，目前，几乎所有的二进制数都用计算机来表示。
然而，二进制数太长，无法写入，不容易阅读和记忆；此外，目前大多数微机是8位、16位或32位，是4的整数倍，4位二进制数是1位十六进制数；因此，在微型计算机中，二进制数被缩写为十六进制数。
十六进制数使用16个数字，例如0~9和a~F来表示十进制数0~15。
8位二进制数由2位十六进制数表示，16位二进制数由4位十六进制数表示。
这便于书写、阅读和记忆。
然而，十进制数是最常见和最常用的。
因此，我们应该熟练掌握十进制数、二进制数和十六进制数之间的转换。
表1-1列出了它们之间的关系。
表1-1十进制数、二进制数及十六进制数对照表十进制二进制十六进制012345678910111213141500000001001000110100010101100111100010011010101111001101 111011110123456789abcdef为了区别十进制数、二进制数及十六进制数3种数制，可在数的右下角注明数制，或者在数的后面加一字母。
如b(binary)表示二进制数制；d(decimal)或不带字母表示十进制数制；h(hexadecimal)表示十六进制数制。
1.二进制数和十六进制数之间的转换根据表1-1所示的对应关系即可实现它们之间的转换。
二进制整数被转换成十六进制数。
方法是将二进制数从右（最低位）到左分组：每4位为一组。
如果最后一组少于4位，则在其左侧加0以形成一个4位组。
每组由一位十六进制数表示。
例如：1111111000111b→1111111000111b→0001111111000111b=1fc7h要将十六进制数转换为二进制数，只需使用4位二进制数而不是1位十六进制数。
微型计算机基础知识
系统软件： 为解决用户使用计算机而编写的程序。
软件
例如： 操作系统、编译程序、汇编程序、 监控程序、诊断程序。
应用软件： 为解决特定问题而编制的程序 例如： 程序包、数据库、窗口软件。
2.三类编程语言：
机器语言
汇编语言
高级语言Βιβλιοθήκη 最贴近机器硬件的二 进制代码
使用助记符代替二进 制代码
将按权展开式按照十进制规律相加，即得对应十进制数。
(1011.11)2 = 1×23 + 0×22 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1 + 1×2-2 = 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5 + 0.25 = 11.75
(1011.11)2 = (11.75)10
微型计算机系统知识
3. 八进制数
发展 阶段
小型机阶段 微型机阶段
对大型机的第一次“缩小化”。
代表机型： 苹果公司的APPLE-2,IBM公司
对大型机的第二次的“的I缩BM小-P化C。”
客户机/服务器阶段 互联网阶段
处应理用于能航力空强，的铁计路算联机机订提票供系磁统盘。服 务和文件服务，处理能力强的扮演服 务器，处理能力弱的充当客户机。
人们使用最多的编程语言，较为流 行的有各类C、BASIC等。
微型计算机系统知识
1.2 微型计算机数制及其转换
1.2.1 微型计算机常用数制的特点
1. 十进制数
（1）它的数码K共有十个，为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。数码的 个数称为基数，十进制数的基数是10。
（2）在一个数中，每一位有各自的权 （3）遵从“逢十进一”的原则。 任何一个十进制都可以写成以10为底的幂之和的形式。
《大学计算机基础》第1章-计算机基础知识
17
1.1.5 计算机的类型
按速度等指标分类
巨型机 大型通用机 微型计算机
工作站 服务器
按用途及使用范围分类
专用计算机 通用计算机
18
1.1.6 计算机的新技术
嵌入式技术
将计算机作为信息处理的部件， 嵌入到应用系统中的一种技术。
网格计算
充分利用成千上万个网络中 的闲置计算机共同参与计算。
中间件技术
9
第三代计算机
采用中、小 规模集成电 路代替了独 立元件晶体 管。
10
将电脑浓缩在一颗芯片上
750,000,000 晶
体
管
数
0.18微米芯片
目
2,300
10微米芯片 4004
奔腾4
11
计算机第一定律——摩尔定律
晶 体 管 数
计算机的CPU性能 每18个月，集成度将翻一番，速度
将提高一倍，而其价格将降低一半。
信息技术 ➢ 联合国教科文组织对信息技术的定义
应用在信息加工和处理中的科学、技术与工 程的训练方法和管理技巧；上述方面的技巧 和应用；计算机及其与人、机的相互作用； 与之相应的社会、经济和文化等诸种事物。
24
现代信息技术的内容和特点
现代信息技术的内容 ➢ 信息基础技术
新材料、新能源、新器件的开发和制造技术
单
位
时
间百
执
万 条
/
行每
的秒
指
令
数
12
1.1.2 计算机发展的几个阶段
根据计算机所采用的物理器件，将计算机的发展 分为四个阶段
第一代
(1946~1958) 电子管
5千~几万（次/秒）
第二代
第1章 微型计算机的基础知识
在微型计算机中，既可以实现定点运算，又 在微型计算机中，既可以实现定点运算， 有浮点运算部件实现浮点运算。 有浮点运算部件实现浮点运算。
1. 定点数的表示法
在计算机中， 在计算机中，约定二进制数据的小数点位置固定在某 一位，原理上讲，小数点的位置固定在哪一位都行，但是， 一位，原理上讲，小数点的位置固定在哪一位都行，但是， 通常有两种定点格式， 通常有两种定点格式，一是将小数点固定在数的最左边 即纯小数），二是固定在数的最右边（即纯整数）， ），二是固定在数的最右边 ），前 （即纯小数），二是固定在数的最右边（即纯整数），前 者通常用作浮点数的尾数，后者通常被用在定点运算中。 者通常用作浮点数的尾数，后者通常被用在定点运算中。
7.Intel 64结构 7.Intel 64结构
AMD公司于2003年率先推出了支持64位、兼容 AMD公司于2003年率先推出了支持64位 公司于2003年率先推出了支持64 80X86指令集结构的64位处理器 2004年 Intel公 指令集结构的64 80X86指令集结构的64位处理器 2004年，Intel公 司基于AMD公司64位处理器推出的压力下， AMD公司64位处理器推出的压力下 司基于AMD公司64位处理器推出的压力下，于是推 出了扩展存储器64位技术（ 64位技术 出了扩展存储器64位技术（Extened Memory 64 Technology，EM64T），EM64T技术是IA-32结构的 ），EM64T技术是IA Technology，EM64T），EM64T技术是IA-32结构的 64位扩展，由于EM64T技术的出现与应用，IA-32 64位扩展，由于EM64T技术的出现与应用，IA位扩展 EM64T技术的出现与应用 指令系统也就扩展成为64 64位 称其为Intel 64结 指令系统也就扩展成为64位，称其为Intel 64结 构。
微型计算机的基础知识
编辑ppt
7
1.1 微型计算机系统概述
（1）位（bit） 二进制数的一位，简写b
（2）字节（Byte） 8位二进制数组成一个字节，简写B
（3)还有千字节（KB)，兆字节（MB），千兆字节（GB）等。
换算关系如下：
1B=8b 1GB=1024MB
例如：X86指令集、MMX（多媒体扩展指令集）、SSE(数 据流单指令扩展指令集）、SSE2、SSE3、SEE4(SSE4.1和 SSE4.2)等。
3、程序：
设计者为解决某一问题而设计的一系列指令集合。
计算机程序可分为：
机器语言程序、汇编语言编程辑p序pt 和高级语言程序。
21
1.3 微型计算机基本工作原理
1.2 计算机硬件基本结构
3、存储器：
存储器分为内存储器(主存）和外存储器（辅存）。内存储器简称内 存或主存，它的存储容量一般较小，与CPU直接相连，存取速度快，主要 用于暂时存放当前执行的程序和相关数据；外存储器称为外存或辅存， 作为内存的辅助存储器，它的存储容量大，但存取速度远比内存慢，主 要用于存放需长期保存的程序和数据。
取指令——分析指令——执行指令
编辑ppt
23
1.3 微型计算机基本工作原理
6、计算机系统
主机 硬件
中央处理器 内存储器 外存储器
运算器 控制器
外设
输入设备
微型计算机系统
系统软件
输出设备
操作系统 服务软件 编译或解释系统
软件
信息管理软件
辅助设计软件
应用软件
文字处理软件
图形软件
各种程序包
如图：一个编完辑整pp的t 计算机系统
第一章微型计算机基础知识
CPU
内容
读写控制
…
1023 10100111
（3）存储器的分类 ROM：只读存储器。 工作时从ROM中读出信息，不能随意改写。 断电后信息不会丢失。ROM常用作程序存储器， 存放已调试好的固定程序和常数。 RAM：随机读写存储器。 能方便读出和改写信息，但失电后信息将不 复存在。 RAM 常用作数据存储器，暂存各种现 场数据、运算结果和正在调试的程序。
指令代码3
… 指令代码n
2、存储器
位 b (bit)：一个二进制位，信息最小单位 字节 B (Byte)：8位为一个字节
字长 W (Word Length)：一个字包含的二 进制位数
（1）存储器结构
存储器功能：存放程序和数据等信息 存储内容：程序或数据的二进制代码 存储地址：存储器每个单元的位置编 号 存储器容量：指存储单元的多少，如 存储器容量为1KB = 1024×8位 1KB存储器 地址 存储内容 0 1 10011010 01101011
微处理器
微处理器是用一片或少数几片大规模集成电路组 成的中央处理器（CPU，Central Processing Unit）。 这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。微处 理器的基本组成部分有：寄存器堆、运算器、时序控 制电路以及数据和地址总线。微处理器能完成取指令、 执行指令以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操 作，是微型计算机的运算控制部分，它可与存储器和 外围电路芯片组成微型计算机。
第1章 微型计算机基础知识
1.1计算机中的数和数制
一、计算机中的数制 表示:最简单,可靠；运算规则最简单。 （一）二进制数 特点：1．具有两个不同的数字符号，即0和1。 2．逢二进位。 例如： 111．11 （二）十六进制数 特点： 1．具有16个数字符号，采用0～9和A～F。 2．逢16进位 小数点左边的权是16的正次幂 小数点右边的权是16的负次幂
微型计算机的基础知识
微型计算机的基础知识微型计算机是指体积较小、功能较强大的计算机系统。
它是现代社会中必不可少的工具，被广泛应用于个人和办公环境中。
了解微型计算机的基础知识对于每个人都至关重要。
本文将介绍微型计算机的构成、操作系统、常见的硬件设备以及互联网的相关概念，帮助读者对微型计算机有更全面的了解。
1. 微型计算机的构成微型计算机主要由以下几个核心组件组成：1.1 中央处理器（CPU）：是计算机的大脑，负责执行指令和控制计算机的各个部件。
1.2 内存（RAM）：用于存储临时数据和正在运行的程序。
1.3 存储器（硬盘、固态硬盘或闪存）：用于永久存储数据和程序。
1.4 显示器：用于显示计算机处理的图像和文字。
1.5 键盘和鼠标：用于输入指令和操作计算机。
1.6 声卡和扬声器：用于播放音频。
1.7 网卡：用于连接互联网。
2. 操作系统操作系统是微型计算机的核心软件，负责管理计算机的硬件和软件资源。
常见的操作系统包括Windows、macOS和Linux。
操作系统的功能包括：2.1 提供用户界面，使用户能够与计算机交互。
2.2 管理计算机的文件系统，负责文件的创建、存储和删除。
2.3 管理计算机的内存，分配和释放内存资源。
2.4 调度和管理计算机的进程，确保各个程序能够按照一定的规则共享计算机资源。
2.5 提供网络连接，使计算机能够与其他计算机进行通信。
3. 常见的硬件设备3.1 打印机：用于将计算机中的数据打印成纸质文件。
3.2 扫描仪：用于将纸质文件转换为数字形式以便计算机处理。
3.3 摄像头：用于拍摄照片和视频。
3.4 音箱：用于增强计算机的音频输出效果。
3.5 显卡：用于显示计算机图像和视频内容。
3.6 网络设备：包括调制解调器、路由器和交换机等，用于连接计算机到互联网或局域网。
4. 互联网和相关概念互联网是由全球各地的计算机网络相互连接而成的庞大网络。
它改变了人们的生活和工作方式，并成为信息获取和交流的重要工具。
1微型计算机基础知识
输入设备
存储器
运算器
输出设备
控制器 计算机基本组成框图
① 输入设备：人机器，键盘、鼠标等； ② 输出设备：机器人，显示器、打印机等； ③ 存储器：存放数据、程序代码的设备。
(1) 分类：内存、外存(磁盘、光盘)； (2) 单位：1存储单元大小=1字节(Byte)＝8位(Bit) (3) 寻址：1个单元 地址编号 (4) 容量：“字节数×位数”或“**K”字节
大规模集成电路计算机(第四代)：微 型计算机；巨型计算机；计算机网络 与分布式处理；软件工程；数据库技 术；人工智能；应用深入到人类生活 的各个领域；
第五代计算机：光子计算机、DNA分 子计算机、人工智能等。
§1.1 计算机发展简史
计算机的特点： 自动运算； 运算速度快； 运算精度高； 具有记忆和逻辑判断能力； 通用性强。
§1.4 数制及码制
2、数制之间的转换 (1) 二进制转换为十进制 将二进制按权展开相加。 例：将二进制数10110.111转换为十进制
§1.4 数制及码制
(2)十进制数转换为二进制数 对十进制的整数部分采用“除2取余法”； 对十进制的小数部分采用“乘2取整法”。 例：将十进制数67.625转换为二进制
87C196KB 87C196KC
§1.2 单片机发展概况
3、单片机的特点
① 体积小、功能全面； ② 可靠性高：总线在片内抗干扰；体积小易于进行电
磁屏蔽处理。 ③ 使用方便：硬件设计简单；开发工具及资料很全。 ④ 性价比高：印制板小、接插件少、调试简单。 ⑤ 易于产品化：适用于工业环境、开发周期短。
§1.1 计算机发展简史
电子计算机的分类: 按处理对象分：电子模拟计算机；电子
数字计算机；混合计算机 按性能规模分：巨型机；大型机；中型
微型计算机基础知识
微型计算机基础知识微型计算机，简称微机，我们通常又称为电脑。
它是现代计算机枝术发展的产物，它的设计汲取了大、中、小型机中所采用的先进技术，使用功能强大、性能优良的微处理器作为其核心部件。
它的主要部件都是大规模集成电路芯片和先进的输入输出电子设备，同其它各类计算机相比，微机体积小、重量轻、功耗低，并且现代微机系统产品都趋于标准化、模块化，这样，可以根据实际需求方便、灵活地组成各种不同的系统，可以通过自诊断、在线检测等现代化手段，及时地发现系统故障，因而适应性强，对环境要求较低，组装、维修方便。
微机组装和维修维护是从事计算机操作和应用以及电脑爱好者应该具备的知识，在我们日常使用微机的过程，总会出现这样那样的问题，这些问题多半与微机硬件配置及相关驱动软件设置有关，而少有硬件损坏或软件错误，因此了解和掌握微机硬件的工作原理，学习相关软件的设置是十分必要的。
一微机的发展状况计算机是二十世纪中叶诞生的，被称为人类最重要的发明之一。
半个世纪以来，计算机及相关技术取得了惊人的发展，是二十世纪发展最为迅速，应用最为广泛，普及程度最高的一种科学技术。
早期计算机使用的元器件是电子管（真空管），晶体管，因而体积非常庞大。
自二十世纪70年代开始，采用了集成电路技术，并且把计算机各部件按功能分类，相关部件集成在一块芯片上（例如微处理器），或一块电路板上（例如主板、显示卡、网卡等），这样，计算机的功能越来越强，速度越来越高，体积急剧减少，而成本也急剧下降，同时也便于进行组装和维修维护。
对于计算机硬件高速发展状况，有个著名的摩尔（Moore）定律，它是这样描述的：集成电路的复杂性（性能）大约每隔18个月提高一倍，成本则下降一半。
例如，1990年到1996年的6年中，每块芯片上的晶体管数量增加了16倍，电路速度的增长也超过了4倍，磁盘的密度每年以大约60%的速度提高。
估计这个定律在今后若干年左右仍可适用。
最早的微型计算机诞生于70年代，而现在市场上的主流产品是PC系列微型计算机，它起源于美国IBM公司1981年推出的IBM-PC机，由于IBM公司在计算机领域所占有的强大地位，它的PC机一经推出，世界各公司纷纷向其靠拢。
第1章计算机基础知识
(1)
定位
定位是指移动鼠标，将显示在屏幕上的鼠 标光标指向的目标对象或目标位置处。其操作 方法是：握住鼠标，在光滑的桌面或鼠标垫上 随意移动，此时，屏幕上的鼠标光标会随之同 步移动，然后再慢慢指向目标位置。
计算机应用基础知识
(2)
单击
单击又称“点击”，常用于选定对象、打 开菜单或启动程序。单击的操作方法是：先移 动鼠标，让屏幕上的鼠标光标指向某个对象， 然后用食指按下鼠标左键后松开按键，此时鼠 标左键将自动弹起还原。
计算机应用基础知识
光盘驱动器
光盘驱动器（简称光驱），用于读取光盘内容，包括使用光 驱来安装各种软件。
计算机应用基础知识
微型计算机的档次：
从第一代个人计算机问世到今天，CPU芯片已经发 展到第七代产品，对应地产生了7个档次的个人微型机 系列： 1)第一代微机：CPU：8088 诞生于1981年。 2)第二代微机：CPU：80286 诞生于1985年。 3)第三代微机：CPU：80386 诞生于1987年。 4)第四代微机：CPU：80486 诞生于1989年。 5)第五代微机：CPU：80586 诞生于1993年。中文名 “奔腾” 6)第六代微机：CPU：PentiumⅡ、PentiumⅢ、Pentium ４，诞生于1998年。 7)第七代微机：CPU：64位机 诞生于2003年（AMD）， 2005年（Inerl).
计算机应用基础知识
三、微型计算机的输入/输出设备 输入设备——键盘和鼠标
键盘 键盘是电脑中最重要的输入设备之一，通 过键盘上的各按键便可以将用户所需的字符、 数字等信息输入到电脑中。 键盘可根据其按键数分为101键、103键、 104键、107键等，目前最常用的为107键键盘。
计算机应用基础知识
微机原理-第1章 计算机基础知识
二进制(binary system):
进位基数为为“2”，即其使用的数码为0，1，共
两个。 二进制各位的权是以2为底的幂，
代表字母：B
八进制(octave system): 进位基数为“8”，即其数码共有8个：0，1，2，3，
4，5，6，7。 代表字母：O 十六进制(hexadecimal system): 进位基数为“16”，即其数码共有16个：0，1，2，3，
作用：利用摩根定理，可以解决与门、或门互换的 问题。
二变量的摩根定理为：
A+B=A·B A·B=A+B 推广到多变量：
A+B+C+…=A·B·C…
A·B·C…=A+B+C+… 至于多变量的摩根定理，用相同的方法同样可以得
到证明。 这个定理可以用一句话来记忆：头上切一刀，下面
变个号。 【例1.10】
1.1.3 为什么要用十六进制？
用十六进制既可简化书写，又便于记忆。如下列 一些等值的数：1000(2)=8(16)(即8(10))
1111(2)=F(16)(即15(10)) 11 0000(2)=30(16)(即48(10))
1.1.4 数制的转换方法
1. 十进制数转换成二进制数的方法 整数部分：采用基数连除的方法； 小数部分：采用基数连乘的方法；
在计算机的设计与使用上常用的数制则为十进制、 二进制、八进制和十六进制。
1.1.1 数制的基与权 概念：
1、数制的基（进位基数）：每一数位所能使用的数
码的个 数称为数制的基；
2、数制的权：数制每一数位取值为1时所具有的值 的大小，称为权。
十进制(decimal system)：进位基数为“10”，即它所 使用的数码为0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，共 有10个。
第一章 微型计算机基础知识
3、控制器（Control unit ）
它是计算机的控制中心，根据程序中的命令发出各 种控制信号，协调计算机内部以及主机与外设工作的各 种关系。 有两个主要功能： 一个是控制程序的运行； 另一个是对不同的外部事件做出相应响应的能力。 （这些外部事件是指：复位、停机、中断请求、总线请 求、总线周期延长等）
A0 A1 A2 A6 A7 RD 控制 WR D0 D1 D6 D7 存储器
1.1.2 中央处理器、微处理器和微控制器 在计算机中，通常把运算器和控制器以及数量不等 的寄存器作成一个独立部件，用一片VLSI实现，称为中 央处理器，缩写为CPU ( Central Processing Unit )，如 图1.2所示。
1.1.3 微型计算机系统的组成 微型计算机系统由硬件和软件两部分组成。 1．硬件部分 硬件部分包括主机和外部设备。 (1)主机包括CPU、内存储器、I／O接口、总线和 电源。 (2)外部设备包括输入设备和输出设备。 2．软件部分 软件部分包括系统软件和应用软件。 (1)系统软件 系统软件包括操作系统、程序设计语言的编译程 序和其他程序 (2)应用软件（或称用户软件）
5、总线（BUS）
现代的计算机系统广泛采用总线(Bus)结构。总线 是计算机各部件间传送信息的公共通路。 各部件分时复用总线，以保证数据、地址、指令和 控制信息在各部件之间 的传送。 有了总线结构以后， CPU 系统中各功能部件之间 的相互关系变为各个部 件面向总线的单一关系。 一个部件只要满 足总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统 中去。
指令部件的构成如图1.4所示。
1.2.2 CPU内的寄存器 各种CPU内都包含数量不等的寄存器，它们可用于 暂存数据，做存储器I／O地址指针、计数器以及存放程 序运行的各种状态，如程序状态字寄存器(PSW： Program Status Word)或简称状态寄存器(SR)或标志 寄存器(FR)等。 由于CPU内部的寄存器的存取速度远比存储器快， 所以，寄存器用于暂时存储程序重复使用的数据、变量 和中间结果，可以大大提高程序的运行速度。 而寄存器数量的多少也是衡量CPU功能强弱的重要 指标之一。
第一章微型计算机基础知识
第一章微型计算机基础知识第一章微型计算机基础知识§1-11-1.1微型计算机微型计算机的组成微型计算机是大规模集成电路发展的产物，自1971年微型计算机问世以来，经过近30年的发展，它的应用范围之广，已达到了惊人的地步。
计算机除在科学计算领域中大显身手外，还在大到航天技术、人造地球卫星，小到家用电器等控制领域中大显神威，可以讲，计算机在现代社会中已是无孔不入。
而在不同领域和不同场合使用的计算机，其组成的形式和外观差异是很大的，如人们通常所见的微型计算机，由主机箱、键盘和显示器等组成，有的还配有打印机等。
也有一些计算机系统的组成与上述组成差别较大，如微电脑控制的家用洗衣机上的计算机，与洗衣机组成一体，没有通常所见的主机箱、键盘和显示器等，但在洗衣机上有塑料薄膜按键用于操作和选择工作状态，用发光二极管的亮灭来指示洗衣机的工作状态，这也是一种形式的计算机系统。
但是，不管计算机系统的形式和外观如何变化，计算机的基本组成结构还是有一定的模式，可以分为五大部分，如图1-1所示，其中最关键的一大部分就是运算器和控制器，它们组成中央处理单元CPU，从广义的角度来讲，只要具有中央处理单元CPU，其他部分不论如何组合，都可认为这就构成了计算机。
1．运算器运算器是计算机对各种代码信息进行处理的主要部件，这好比是人的大脑。
运算器对各种二进制数据进行运算、逻辑判别最后得出结果。
运算器由算术逻辑单元、寄存器、加法器以及一些控制电路等组成。
1-1 总线BUS 输入设备输出设备运算器存储器输入指令输出指令操作指令存取指令控制器图1-1 微型计算机的组成第一章微型计算机基础知识2．控制器控制器是计算机的总指挥部，由控制器发出控制指令，实现计算机各部分之间的有机联系，使计算机各部分能协调一致地工作。
控制器如同马路上的交通警察，控制器由时序电路和一些逻辑电路构成。
3．存储器计算机的存储器分为内存储器和外存储器二部分。
存储器是用于存放计算机程序、计算机参数设置、原始数据、中间结果或最终结果的部件。
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字符串
包括字节串、字串和双字串
位及位串
位偏移量：一个位在位串中的地址，由字节地址和余数组成。
组合BCD数、分离BCD数 组合BCD数、分离BCD数
组合BCD数：一个字节表示2 BCD数 组合BCD数：一个字节表示2位BCD数 分离BCD数：一个字节只能用低4位表示BCD数，高4位为0 分离BCD数：一个字节只能用低4位表示BCD数，高4位为0。
无符号数的运算
• X ≥Y ,则二者直接相减时无借位，差值为正，X + [Y]变补的和必大于2 n,最高 ,则二者直接相减时无借位，差值为正，X 的和必大于2 位有进位，得到的和为正数[ 位有进位，得到的和为正数[X—Y]的补码。它等于[X—Y]原。 的补码。它等于[ • X<Y, 则二者直接相减时有借位，差值为负，但X + [Y]变补的和必小于2 n,最 X<Y, 则二者直接相减时有借位，差值为负，但X 的和必小于2 高位无进位，得到的和为负数[ 高位无进位，得到的和为负数[X—Y]的补码。
最高位（符号位）为0，结果为正 最高位（符号位） 符号位的进位，丢掉。 符号位的进位，丢掉。
② 1110 1110B [-18]补 + 1111 0101Bห้องสมุดไป่ตู้[-11]补 1 1110 0011B [ - 29 ]补 ↑↑
最高位（符号位）为1，结果为负 最高位（符号位） 符号位的进位，丢掉。 符号位的进位，丢掉。
池州学院物理系
微型计算机原理
课程主要内容
微型计算机的基础知识 ； 微处理器结构及组成，引脚及时序，寻址 方式、指令系统与汇编语言程序设计 ； 半导体存储器及存储器管理技术 中断、异常及输入输出接口技术
教材
微型计算机原理与接口技术
姚燕南、薛钧义主编 姚向华、欧文编著 高等教育出版社 学时：90 学时：90
带符号数的运算带符号数的运算-补码
例1.3 用补码进行下列运算（设n = 8）： 用补码进行下列运算（设n 8）： ① 96-19； 96-19； ② （-56）-（-17） 56） 17） 解： ① X = 96 , Y = 19 , 则 [X]补 = [X]原 = 0110 0000B [X [Y]补 = [Y]原 = 0001 0011B [Y [-Y]补 = 1110 1101B 0110 0000B [X]补 [X + 1110 1101B [-Y]补 [0100 1101B [X-Y]补 = [X-Y]原 = +77 符号位为0 符号位为0，结果位正。 ② X =-56， Y =-17， 则 56， 17， [X]原 = 1011 1000B [X]补 = 1100 1000B [Y]原 = 1001 0001B [Y]补 = 1110 1111B [-Y]补= 0001 0001B 1100 1000B [X]补 [X + 0001 0001B [-Y]补 [1101 1001B = [X-Y]补 [X 符号位为1，结果为负数的补码，可对[ 符号位为1，结果为负数的补码，可对[X-Y]补 再求补，得[ 再求补，得[X-Y]原 =1010 0111B。 0111B。
2） 0100 1111B 79 + 0111 1111B [-129]补 0 1100 1110B [-50]补 ↑↑ 由于减数变补与被减数相加时，最高位无 进位，表示两数直接相减时，最高位有借位， 结果为负数的补码。
溢出判别
1）加法溢出 （1）运算结果超出了目标所能容纳的范围，称发生了溢出。 例如：8位所能表示的补码数据的范围是：-128~+127。 （2）结论：只有两个同号数相加时，才有可能发生溢出。即：两个同号数相 加，结果的符号位和运算数的符号位不同，则发生了溢出。 2）减法溢出 （1）运算结果超出了目标所能容纳的范围,称发生了溢出。 只有两个异号数相减时，才有可能发生溢出。即：两个异号数相减，结果的符 号位和 （2）被减数的符号位不同，则发生了溢出。
根据定义求 利用原码求 简便的直接求补法
♦ 补码的求法
例 1.1 试用直接求补码法求X1=-101 0111B及X2=-111 0000B的补码 试用直接求补码法求X 0111B及 0000B的补码 解：X 解：X1 = -1010111B [X1]原= 1 1010111B
符号位不变 取反 第一个1不变
池州学院物理系
第一章
微型计算机基础知识
1.1 计算机中的数制和编码系统 1.2 微型计算机中的数据类型 1.3计算机的基本结构及其整机工作原理 1.3计算机的基本结构及其整机工作原理 1.4 微处理器的发展史
1.1 计算机中的数制和编码系统
1.计算机中的数制 1.计算机中的数制 十进制：以十为基数 二进制：以二为基数 计算机中常用的其他进制 八进制、十六进制
[X1]补 = 1010 1001B X2 = -111 0000B
符号位不变
[X2]原 = 1 1 1 1 0000B
取反 第一个1及其后边各位不变
[X2]补 = 1001 0000B
带符号数的运算 •原码：
运算完全类同于正负数的笔算。
•补码：
使符号位与数一起参加运算； 将减数变补与被减数相加来实现减法，即 将减数变补与被减数相加来实现减法， [X± [X±Y]补 = [X]补 + [±Y]补 [± │X│、│Y│、│X+Y│< 2 n-1 X│、 Y│、
例1.12设X=-110、Y=32，试对减法操作 “X-Y”进行溢出判别 1）采用公式[X-Y]补=[X]补-[Y]补 1001 0010B [-110]补 - 0010 0000B [+32]补 0111 0010B ↑↑ Cs=0、 Cp=1，负溢出。 2）采用公式[X-Y]补=[X]补+[-Y]补 1001 0010B [-110]补 + 1110 0000B [-32]补 10111 0010B ↑↑ Cs=0、 Cp=1，负溢出。
例1.8试判断下面加法的溢出 0010 1101B +45 + 0010 1101B +45 0 0101 1010B +90 ↑↑ Cs=0、 Cp=0，无溢出，结果正确
例1.9试判断下面加法的溢出 1111 1110B [-2]补 + 1111 1110B [-2]补 1 1111 1100B [-4]补 ↑↑ Cs=1、 Cp=1，无溢出，结果正确
•[Y]变补= 2 n—Y
无符号数运算
例1.4 用补码进行下列运算（n=8）：1）129-79 1） 1000 0001B 129 + 1011 0001B [-79]补 1 0011 0010B [129-79]补 ↑↑ 由于减数变补，与被减数相加时，最高位有进位，表 示两数直接相减时，最高位无借位，结果正确。 2） 79-129
带符号数的运算带符号数的运算-补码
例1.2 用补码进行下列运算(设n = 8)： 用补码进行下列运算( 8)： ① （+18）+（-15） +18） 15） ② （-18）+（-11） 18） 11） 解： ① 0001 0010B [+18]补 + 1111 0001B [-15]补 [1 0000 0001B [ + 3 ]补 ↑↑
2.计算机中信息的编码表示 2.计算机中信息的编码表示 十进制数的二进制编码表示 二—十进制码 BCD码(Binary Coded BCD码 Decimal) 字母与字符的二进制编码表示 美国信息交换标准码（ASCII 美国信息交换标准码（ASCII ：American Standard Code for Information Interchange） Interchange） 奇偶校验码 汉字的二进制编码表示
2）采用公式[X-Y]补=[X]补+[-Y]补 0101 1010B X + 1001 0101B Y 1110 1111B 1001 0001B =[-17]原码 ↑↑ 求补 Cs=1、 Cp=1，减数变补与被减数相加， 最高位和次高位均无进位，表明两数直接相 减时最高位和次高位均有借位，既Cs=1、 Cp=1，无溢出。
算数移位
• 对于正数，左移或右移时空位都补以0。 对于正数，左移或右移时空位都补以0 • 补码法表示的负数，左移时最低位补以0，右移时最高位补以1。 补码法表示的负数，左移时最低位补以0，右移时最高位补以1
有关0 有关0的问题
原码表示法中出现+0和 原码表示法中出现+0和-0 ，而补码和移码没有。
溢出判别
两个数相减时，发生溢出的判别与相加时相同，即减数变补与被减数相加或两个补码数直接相减后， 若Cs和Cp同为0或同为1，便无溢出发生，只有当Cs和Cp为“10”或“01”状态时，才会发生溢出。
例1.11设X=90、Y=107，试对减法操作“XY”进行溢出判别 1)采用公式[X-Y]补=[X]补-[Y]补 0101 1010B X - 0110 1011B Y 1110 1111B 1001 0001B =[-17]原码 ↑↑ 求补 Cs=1、 Cp=1，两个正数相减无溢出，但 有借位，结果为负
1.2 微型计算机中的数据类型
1.常用数据类型 1.常用数据类型 带符号整数、无符号整数、BCD数 带符号整数、无符号整数、BCD数(包括压缩的 和非压缩的二–十进制码) 和非压缩的二–十进制码)、字符串、位、浮点 数 数据在内存儲器中的存储方式 字节Byte 字节Byte ：8位二进制数称为一个字节，数据 在内存中常以 Byte为单位进行存储 Byte为单位进行存储