计算机组成原理与汇编语言电子教案第十章
计算机组成原理教案
计算机组成原理教案一、概述计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门基础课程，主要介绍计算机硬件系统的原理和结构。
本节课程将系统讲解计算机组成原理的相关知识，包括计算机系统的层次结构、指令系统、数据表示、计算机运算、控制单元、存储器等内容。
二、计算机系统的层次结构1. 计算机系统的五大组成部分计算机系统由五大组成部分构成，包括输入设备、输出设备、运算器、控制器和存储器。
其中，输入设备用于接收外部信息，输出设备用于显示处理结果，运算器执行程序运算，控制器控制程序执行，存储器存储数据和程序。
2. 计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构分为硬件层和软件层，硬件层包括处理器、存储器、输入输出设备等；软件层包括系统软件和应用软件。
硬件层和软件层相互配合，共同完成计算机系统的功能。
三、指令系统1. 指令系统的基本概念指令系统是计算机执行程序的基本单位，包括指令集合、地址寻址方式、指令格式等。
指令集合是计算机可以执行的指令的集合，地址寻址方式是指令中操作数的寻址方式，指令格式定义了指令的组成形式。
2. 指令执行过程指令的执行过程包括取指、分析指令、执行指令和结果存储等步骤。
取指是从存储器中读取指令，分析指令是对指令进行解码，执行指令是根据指令操作码执行相应操作，结果存储是将执行结果存储到指定位置。
四、数据表示1. 数字系统数字系统是计算机数据的表示方式，常用的数字系统包括二进制、八进制、十进制和十六进制等。
在计算机系统中，二进制是最基本的数据表示方式。
2. 数据表示格式数据在计算机中以位、字节、字等单位来表示，位是最小的数据单元，字节由8位组成，字由若干字节构成。
在计算机中，数据的表示格式包括无符号数表示和有符号数表示。
五、计算机运算1. 计算机的算术逻辑单元计算机的算术逻辑单元(ALU)是计算机执行算术和逻辑运算的核心组件，包括加法、减法、与、或、非等运算。
ALU通过控制单元的指令执行相应的运算操作。
2. 运算指令的执行运算指令包括算术运算指令和逻辑运算指令，算术运算指令用于执行加减乘除等算术运算，逻辑运算指令用于执行与或非等逻辑运算。
教案-计算机组成原理(DOC)
计算机组成原理教案（数字媒体专业）第一章计算机系统概论内容简介：计算机系统的层次结构，冯·诺伊曼计算机的硬件结构和主要功能，计算机的工作步骤以及计算机的主要技术指标。
教学目标：了解计算机系统的层次结构；了解冯·诺伊曼计算机的特点及硬件构成；理解计算机的工作步骤，了解计算机的主要技术指标的含义及其对计算机的影响。
教学重点和难点：虚拟机的概念；计算机的硬件构成；计算机的工作步骤。
教学媒体和教学方法：使用幻灯片在多媒体教室进行教学；教学中采用讲授与讨论相结合的方法。
教学过程：一、计算机系统简介1．计算机的软硬件概念（1）硬件（2）软件（3）软硬件的关系2．计算机系统的层次结构（1）虚拟机的概念（2）各层虚拟机及与真实机器的层次关系3．计算机的基本组成（1）冯·诺伊曼计算机的特点（2）计算机硬件结构，总线的构成。
讨论、分析直连结构的问题，提出总线思想，并简单介绍总线结构。
（3）计算机的工作步骤提出计算机解决问题的基本步骤计算机基本构成部件的介绍（运算器、存储器、控制器）以计算ax2+bx+c为例分析计算机工作的过程4．计算机的主要技术指标（1）机器字长计算机同时处理的二进制位机器字长与数据总线宽度、存储字长的关系（2）存储容量存储容量的单位主存容量辅存容量（3）运算速度几种计算运算速度的方法并对它们进行比较运算速度的表示单位第二章计算机的发展及应用内容简介：计算机的发展史；计算机的应用领域；计算机的发展展望。
教学目标：了解计算机的产生和发展以及发展思路；了解计算机的应用领域；了解计算机的发展趋势。
教学重点和难点：计算机的应用领域。
教学媒体和教学方法：使用幻灯片在多媒体教室进行教学；教学中采用讲授与讨论相结合的方法。
教学过程：一、计算机的发展史1．计算机的产生和发展现代计算机的研究工作第一台电子计算机的产生计算机的发展阶段计算机的发展规律计算机的发展趋势2．微型计算机的出现和发展微型计算机的发展阶段微型计算机的发展带来的工作、学习、生活方式的变化3．软件技术的兴起和发展软硬件的融合，简介嵌入式发展方向二、计算机的应用1．科学计算和数据处理通过ENIAC进行计算的一个案例，直观体会计算机的计算能力2．工业控制和实时控制3．网络技术应用4．虚拟现实介绍虚拟现实技术的一些应用5．办公自动化和管理信息系统6．多媒体技术7．人工智能三、计算机发展的展望第三章系统总线内容简介：总线的概念；总线的分类；总线的特性和性能指标；总线结构；总线控制。
计算机组成原理与汇编语言课程设计
计算机组成原理与汇编语言课程设计一、概述计算机组成原理与汇编语言课程是计算机科学与技术专业中非常重要的一门基础课程，是学习计算机硬件和软件的关键入门课程。
本次课程设计主要是通过实践，让学生们深刻理解计算机的构成以及汇编语言在计算机编程中的重要性。
本文将详细介绍本次课程设计的内容和实现方法。
二、课程设计内容1. CPU设计计算机的核心是中央处理器（CPU），CPU的设计是计算机组成原理的重中之重。
本次课程设计要求学生们设计一个简单的CPU，包括指令集的设计、寄存器的设计、数据通路的设计和控制器的设计等。
2. 汇编语言汇编语言是一种非常重要的低级语言，在计算机编程中得到了广泛的应用。
本次课程设计要求学生们深入理解汇编语言的基本概念，学习指令的设计和编写，以及相关的调试方法。
3. 组合逻辑电路设计计算机中不仅仅只有CPU，还有很多的组合逻辑电路，如加法器、多路选择器等。
本次课程设计要求学生们设计和实现一个基本的组合逻辑电路，并且熟悉组合逻辑电路的设计流程。
4. 存储器设计存储器是计算机中非常重要的模块之一，它能够存储和读取数据。
本次课程设计要求学生们设计一个简单的存储器，并且了解存储器的基本工作原理和结构。
三、课程设计实现方法1. CPU设计在CPU的设计中，学生们可以使用VHDL语言进行仿真设计，或者使用现成的EDA工具，如Quartus等进行开发。
首先，学生们要设计CPU的指令集，并确定寄存器的类型和数量，然后进行数据通路的设计和控制器的设计。
最后，学生们要对CPU进行功能测试和时序分析。
2. 汇编语言在汇编语言的学习中，学生们可以使用现成的汇编器工具，如MASM、NASM等，来编写和调试汇编程序。
同时，学生们也可以使用调试工具，进行变量跟踪和程序执行分析。
3. 组合逻辑电路设计在组合逻辑电路的设计中，学生们可以使用Verilog语言进行仿真和实现。
首先，学生们要确定要设计的电路的类型和功能，然后进行电路的逻辑设计和逻辑仿真。
计算机组成原理与汇编语言电子教案第十章
第3节 条件转移指令
1.概述 （1） 与无条件转移指令不同，条件转移指令是根据前面形成的条件 来确定转移去向。 （2）条件转移指令的条件主要由标志寄存器给定，根据ZF、CF、SF、 OF及PF等标志位的值来转移。能改变这些标志位的运算和指令均可形 成转移条件，CMP、TEST指令常用于形成转移的条件。CX的值是否 为0也常表示转移条件。 （3） 条件转移指令共有19条，分为简单条件转移指令、无符号数条 件转移指令、符号数条件转移指令及CX条件转移指令4类。 （4）所有条件转移只能是段内直接短转移，而且与JMP指令一样不影 响任何标志位。
（5）条件转移指令的一般格式为：条件转移指令助记符短标号
2.简单条件转移指令 简单条件转移指令是仅取决于ZF、CF、SF、OF及PF中某一标志位的条件 转移指令。标
志ZF、CF、SF、OF及PF的值可以表示10种状态，因而设置了10条简单条 件转移指令，见
表5-1。 【例5—2】简单条件转移指令举例。 CMP AX，0 JELl；AX为0时转L1 ADD AX，1234H JOL2；溢出时转L2
【例5—4】JG与JA指令。 MOV AL，一40H CMP AL，50H JG LLL；AL<50H，顺序执行，不转移
JA LLL；用AL的补码进行比较，条件成立，转LLL处继续执行
5. CX条件转移指令 （1）CX条件转移指令JCXZ是一条特殊的条件转移指令，它以 CX的内容作为转移的条件，CX为0时转移，CX非0时不转移。 （2）使用CX条件转移指令前必须初始化CX。 （3）当CX用作计数器时，JCXZ指令对程序设计很有帮助。 （4）JCXZ指令等价于：
无条件转移指令包括JMP、CALL和RET 3条指令，本节只讨论JMP指令，CALL 和RET 指令将在第7章子程序中讨论。
计算机组成原理教案
计算机组成原理教案一、教学目标1.了解计算机组成原理的基本概念和工作原理；2.掌握计算机的数据表示方法和计算机的基本组成部分；3.理解计算机的工作流程和计算机的层次结构。
二、教学内容1.计算机组成原理概述1.1 计算机组成原理的定义和基本概念1.2 计算机硬件与软件的关系1.3 计算机组成原理的研究内容和意义2.数据的表示和运算2.1 二进制和十进制的转换2.2 原码、反码和补码的表示方法2.3 整数的运算和溢出处理2.4 浮点数的表示和运算3.计算机的基本组成部分3.1 中央处理器（CPU）的功能和组成3.2 存储器的分类和层次结构3.3 输入输出设备的功能和种类3.4 总线的作用和分类4.计算机的工作原理4.1 指令和数据的存储方式4.2 指令的执行过程和机器周期4.3 数据通路和控制单元的工作原理5.计算机的层次结构5.1 冯·诺依曼体系结构5.2 存储器的层次结构和存储器管理5.3 指令的格式和地址寻址方式5.4 简单的指令系统设计三、教学方法1.讲授：通过讲解基本概念、原理和举例来引导学生理解计算机组成原理的相关内容。
2.实验：设计相关的实验，让学生亲自操作计算机硬件，观察和分析计算机的工作过程。
3.案例分析：结合实际案例，分析计算机的组成和工作原理，培养学生独立思考和解决问题的能力。
四、教学评价1.课堂练习：通过课堂练习，检测学生对计算机组成原理的掌握程度。
2.实验报告：要求学生完成实验，并撰写实验报告，对实验结果进行分析和总结。
3.作业和考试：布置相关的作业和期末考试，考查学生对计算机组成原理的理论知识和应用能力。
五、教学资源1.计算机硬件设备：包括计算机主机、显示器、键盘等。
2.教学课件：准备包括计算机组成原理的基本知识和案例分析的教学课件。
3.参考书籍：推荐相关的计算机组成原理教材和参考书籍。
六、教学进度安排根据教学内容和课时安排，合理划分每个章节的学习时间，确保教学进度的顺利进行。
计算机组成原理及汇编语言第二版课程设计
计算机组成原理及汇编语言第二版课程设计一、设计背景计算机组成原理及汇编语言是计算机科学与技术专业的一门重要课程，也是软件工程、电子信息工程等专业的基础课程之一。
本课程设计旨在帮助学生巩固和深入理解计算机组成原理与汇编语言的核心概念和基本原理，提高其计算机系统的设计和编程能力。
二、设计目标本课程设计的目标是：•通过一个实际的项目案例，帮助学生深入理解CPU、存储器、I/O系统等计算机组成原理的核心概念和基本原理；•通过设计和实现简单的汇编语言，帮助学生学习计算机指令系统和汇编语言的基本语法和规范；•提高学生的团队协作、实践能力，培养其解决问题和独立思考的能力。
三、设计内容1. 项目背景某公司计划开发一个简单的操作系统，该操作系统需要支持多任务调度、文件系统、网络通信等功能。
在该系统中，需要开发一个CPU的模拟器，模拟器需要支持部分x86指令集，并且允许用户输入汇编指令，模拟执行并输出执行结果。
2. 课程实践本课程实践分为以下几个阶段：（1）CPU设计与模拟器实现•学生自主设计一个16位CPU指令系统，包括算术逻辑运算、数据传输指令、跳转指令等；•基于C++或其他编程语言实现一个CPU模拟器，支持对指令的解析和模拟执行。
（2）汇编语言设计与实现•学生设计一个简单的汇编语言，包括语法和规则，满足CPU指令系统的需求；•基于LEX/YACC等工具实现汇编语言词法、语法分析器；•基于CPU模拟器实现汇编指令的解析和模拟执行。
（3）操作系统设计与实现•学生小组合作设计一个基于多任务调度、文件系统、网络通信等特性的操作系统；•基于CPU模拟器实现内核调度器和进程管理功能；•基于C++或其他编程语言实现一个文件系统和网络通信模块。
3. 评价标准本课程评价标准如下：•指令系统设计和模拟器实现（40%）：包括指令系统的识别、解析和模拟执行效果；•汇编语言设计和实现（30%）：包括汇编语言的语法和规则设计、词法和语法分析效果；•操作系统设计和实现（30%）：包括内核调度器和进程管理、文件系统和网络通信模块的设计和实现效果，多任务调度和通信效率。
《计算机组成原理》教案
《计算机组成原理》教案一、教学目标1. 了解计算机硬件系统的组成及功能2. 掌握数据的表示和运算方法3. 理解存储器的层次结构和工作原理4. 掌握中央处理器（CPU）的工作原理和性能指标5. 了解计算机的输入输出系统及其接口技术二、教学内容1. 计算机硬件系统计算机的组成输入输出设备存储器中央处理器（CPU）2. 数据的表示和运算数制转换计算机中的数据类型算术运算逻辑运算3. 存储器层次结构随机存储器（RAM）只读存储器（ROM）硬盘存储器虚拟存储器4. 中央处理器（CPU）CPU的组成和结构指令集和指令系统指令执行过程CPU性能指标5. 输入输出系统输入输出设备I/O接口技术中断和直接内存访问（DMA）总线和接口三、教学方法1. 采用讲授法，讲解基本概念、原理和方法。
2. 结合实例分析，让学生更好地理解计算机组成原理。
3. 使用实验和实训，培养学生的实际操作能力。
4. 开展课堂讨论和小组合作，提高学生的分析和解决问题的能力。
四、教学资源1. 教材：《计算机组成原理》2. 课件：PowerPoint或其他教学软件3. 实验设备：计算机、内存条、硬盘等4. 网络资源：相关在线教程、视频、论文等五、教学评价1. 平时成绩：课堂表现、作业、实验报告等（30%）2. 期中考试：测试计算机组成原理的基本概念、原理和方法（30%）3. 期末考试：综合测试计算机组成原理的知识点和实际应用（40%）六、教学安排1. 课时：共计48课时，每课时45分钟。
第一章：8课时第二章：6课时第三章：10课时第四章：10课时第五章：4课时第六章：6课时第七章：6课时第八章：4课时第九章：4课时第十章：4课时2. 教学方式：讲授、实验、课堂讨论、小组合作等。
七、教学重点与难点1. 教学重点：计算机硬件系统的组成及功能数据的表示和运算方法存储器的层次结构和工作原理中央处理器（CPU）的工作原理和性能指标输入输出系统及其接口技术2. 教学难点：存储器的工作原理中央处理器（CPU）的指令执行过程输入输出系统的接口技术八、教学进度计划1. 第一周：计算机硬件系统概述2. 第二周：数据的表示和运算3. 第三周：存储器层次结构4. 第四周：中央处理器（CPU）5. 第五周：输入输出系统6. 第六周：综合练习与实验九、教学实践活动1. 实验：实验一：计算机硬件组成认识实验二：数据表示与运算实验三：存储器测试实验四：CPU性能测试实验五：输入输出系统实验2. 课堂讨论：讨论话题：计算机硬件技术的未来发展讨论形式：小组合作、课堂分享1. 课程结束后，对教学效果进行自我评估和反思。
《计算机组成原理》教案
《计算机组成原理》教案教案名称：计算机组成原理教学设计教学目标：1.了解计算机的基本组成和工作原理；2.掌握计算机硬件组成要素的功能和作用；3.理解计算机的指令执行过程；4.学会设计简单的计算机硬件电路。
教学内容：1. 计算机硬件组成要素：中央处理器（CPU）、存储器（Memory）、输入设备、输出设备和外部设备；2.计算机指令的执行过程；3.计算机硬件电路的设计原理。
教学步骤：第一课时：1.导入：与学生讨论计算机的基本组成和工作原理，引发学生的兴趣和思考。
2. 介绍计算机硬件组成要素：中央处理器（CPU）、存储器（Memory）、输入设备、输出设备和外部设备。
3.分组讨论：学生分组讨论各个硬件组成要素的功能和作用，并向全班展示自己的讨论结果。
第二课时：1.复习上节课内容：与学生复习计算机硬件组成要素的功能和作用。
2.介绍计算机指令的执行过程：取指令、分析指令、执行指令、存储执行结果。
3.小组活动：学生分组进行实验，模拟计算机指令的执行过程，并给出实验过程和结果的报告。
第三课时：1.复习上节课内容：与学生复习计算机指令的执行过程。
2.介绍计算机硬件电路的设计原理：逻辑门、组合逻辑电路和时序电路的原理。
3.设计实践：学生进行计算机硬件电路的设计实践，根据给定的需求和限制条件进行设计，并给出设计思路和电路图。
第四课时：1.复习上节课内容：与学生复习计算机硬件电路的设计原理。
2.学习资源：引导学生利用教材和网络资源进一步了解计算机组成原理的相关知识和应用实例。
3.总结：与学生总结计算机组成原理的核心内容和重要概念，鼓励学生进行思考和提问。
教学评估：1.小组讨论报告：根据学生的小组讨论报告进行评估，评估内容包括对计算机硬件组成要素功能和作用的理解程度。
2.实验报告：根据学生的实验报告进行评估，评估内容包括对计算机指令执行过程的理解程度和实验结果的准确性。
3.设计报告：根据学生的设计报告进行评估，评估内容包括对计算机硬件电路设计原理的理解程度和设计思路的合理性。
计算机组成原理第10章实训PPT课件
• 的进位结果锁存到进位锁存器中。
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图10－6 进位控制实训接线 （上图方格内竖线不需要）
2007.7.2
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•电路并检查无误。
•
②打开电源开关。
•
③用输入开关向暂存器DR1和DR2置数。操作
• 流程如图10-5所示。
2007.7.2
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•
c. 按动微动开关KK2（产生T4脉冲信号），与
• LDDR1信号一起，将二进制数01100101置入DR1
• 中。
•
③输入开关向暂存器DR2置数，操作流程如图
• 10-5所示。
•
a. 拨动输入开关形成二进制数10100111（或
• 其它数值）。（数据显示灯亮为0，灭为1）。
F=A+ A B+1 F=A B +(A|B)+1
F=A-B F=A B F=A+AB+1 F=A+B+1 F=AB+(A| B )+1 F=AB F=A+A+1 F=A+(A| B )+1 F=A+(A+ B )+1 F=A
M=1(逻辑运算)
F=A F=A|B F=A B F=0 F=AB F=B F=A⊕B F=A B F= A +B F=A ⊕ B F=B F=AB F=1 F=A+ B F=A+B F=A
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• 2. 进位控制运算
• （1）实训说明
•
进位控制运算器的实训原理如图10-3所示，
计算机组成原理与汇编语言程序设计第二版课程设计
计算机组成原理与汇编语言程序设计第二版课程设计
一、课程信息
•课程编号：123456
•课程名称：计算机组成原理与汇编语言程序设计
•学分：3
•教师：张三
•学期：2021年秋季学期
二、课程目标
本课程旨在使学生掌握计算机的基本组成原理及其汇编语言程序设计技能，培养学生的计算机编程思维和实践能力，为进一步深入理解计算机体系结构和操作系统提供基础。
三、课程内容
1. 计算机硬件基础
•计算机的基本组成原理
•计算机的运算方式和存储器层次结构
•CPU的结构和功能
•总线的分类和功能
2. 汇编语言程序设计
•汇编语言的基本语法和指令
•汇编语言的程序设计方法和技巧
1。
《计算机组成原理与汇编语言》课程教学大纲
《计算机组成原理与汇编语言》课程教学大纲一、课程的性质和任务《计算机组成原理与汇编语言》是信网/文秘、信息网络技术、多媒体应用技术专业的一门必修课程。
通过学习本课程，能了解计算机一般组成原理与内部运行机理，初步掌握汇编语言程序设计的有关基本知识和程序设计的能力，为学习本专业后继课程和进行与硬件有关的技术工作打好基础。
本课程教学应达到的基本要求是：1．使学生通过对计算机各功能部件的逻辑组成、工作机制、程序设计的学习及实验，建立完备的单台计算机整机概念。
2．使学生通过汇编语言程序设计的学习，了解所用计算机硬件及使用软件扩大功能的实现方法，并为后继课程及今后工作中解决实际问题，打下一个良好的基础。
3．通过实验课的学习，使学生受到软硬件实验的初步训练，实验操作能力得到提高。
掌握编程的基本方法，培养分析和解决问题的能力，以及掌握使用计算机的基本技能。
二、课时分配本课程教学总时数为 108学时，6学分，具体课时分配见课时分配表课时分配表序号课题教学时数小计讲课实验机动1 绪论 4 42 数据的表示方法 4 43 指令系统10 104 中央处理器18 185 汇编语言12 10 26 程序设计基本技术24 10 147 存贮系统8 88 主机与外部设备的信息交换12 8 49 外部设备 6 610 计算机硬件系统示例 4 411 计算机系统组织与结构的发展 2 212 机动 4 4总计108 84 20 4课题一：绪论计算机的基本概念：计算机的基本组成与各部件的基本功能，存贮程序工作方式，信息的数字化表示；计算机系统的组成与层次结构：硬件系统，软件系统；计算机的层次结构；计算机的工作过程；数字计算机的特点与主要性能指标；计算机的发展与应用。
重点：计算机的组成与各部件的基本功能。
课题二：数据的表示方法进位计数制；带符号数的表示：原码、补码、反码的表示；字符的表示；数据的校验。
重点：进位计数制，原码、反码、补码的表示。
《计算机组成原理与汇编语言》-实验教学大纲
《计算机组成与汇编语言》课程实验教学大纲一、课程基本信息课程代码： 16122404课程名称：计算机组成与汇编语言英文名称:Computer Organization and Assembly Language实验总学时：20适用专业：计算机课程类别：学科基础课先修课程：C语言二、实验教学的总体目的和要求1、对学生的要求：要求同学们通过对课程的学习了解和使用，能够掌握一台计算机系统的结构，并依靠虚拟实验平台以及汇编语言环境独立完成机器级代码的分析、调试任务。
2、对教师的要求：教师在指导实验前，应先对本实验的内容和步骤十分了解，否则应先辅助其他教师从事该实验的辅导工作，然后才能直接指导本班学生的实验指导。
对学生应重复强调遵守实验室纪律的重要性，切实做好实验室的用电安全和实验设备的安全。
每次实验过后，要及时要求学生提交实验报告，并给予认真的批改。
3、对实验条件的要求：每人配有一台具有linux环境的台式计算机，可以连接到互联网。
4、教学目的：结合当前国情，我国严重缺乏计算机核心竞争力，因此，通过本实验课程的学习，同学们务必建立起学好计算机、增强我国计算机核心技术竞争力，为国家强大而努力学习的伟大志愿。
三、实验教学内容实验项目一实验名称：搭建并熟悉实验环境实验内容：1、安装虚拟机及linux系统2、编写C源码、并将源代码转换成可执行代码3、gcc常用编译选项说明、objdump的使用4、观察不同数据类型对应汇编代码的差别5、对给出的三段c语言源代码，分别完成编译形成.s汇编文件，完成汇编形成.o目标文件，并试着分别建立相应主程序以便生成可执行文件。
实验性质：验证性实验学时：4实验目的与要求：1、学习使用gcc、objdump2、认识汇编代码、机器代码实验条件：计算机、linux系统研究与思考：虚拟机、linux下的gcc和window下的VC的异同。
研究与思考2：无论linux下的gcc还是window下的VC都不是我国自主研发的，尽管我国经济飞速发展，但一些重要领域的核心技术还是严重缺乏的，同学们可以在实验中同时研究下这些基础软件的设计思想。
计算机组成原理与汇编语言电子教案试行版
A、RAM存储器 B、ROM存储器 C、主存储器 D、主存储器和外存储器
8、试写出下列各数的原码、补码、反 码（用8位二进制表示）
原码 0.11001 补码 反码
- 0.10110
- 40
答案：
原码
0.11001 - 0.10110 - 40
补码
反码
0.1100100 0.1100100 0.1100100 1.1011000 1.0101000 1.0100111 10101000 11011000 11010111
一、数制转换。
主要介绍十进制数、二进制数、八 进制数、十六进制数之间的相互转换 。基本原则是： 对于十进制整数，向 R进制转换时采用除R取余；对于十进 制小数转换时采用乘R取整。R进制向 十进制转换时采用按权展开求和。
这部分内容前导课程中已经讲过 ，这里不再赘述。
二、定点数的表示 真值、机器数、原码、补码、反码 的概念： 真值：数的原值大小称为真值。
如 表示浮点数f=0.100100*2-100，若都用原码，其中阶符 位，阶码4位，数符1位，尾数6位 则机内表示位： 1 100 0 100100
课堂练习
1、具有下列特点的机器是冯。诺依曼式 的机器是（ ）
A。具有RISC指令系统的计算机系统 B。使用微程序控制技术的计算机系统 C。能够按存储器中的程序指定的逻辑顺 序，读出指令并执行的系统 D。使用磁盘、半导体存储器和高速缓存 部件的系统
《计算机组成原理与汇编语 言程序设计》课程教学目标
本课程的教学目标是：在学完本课后能建 立起整机概念，它可分为两级： (1) CPU级，它包含三个方面：CPU基本 组成、指令流程、汇编语言级程序设计方 法。
(2) 系统级，它包含两个方面：如何通过 系统总线与接口将CPU、主存、I/O设备( 含外存)连接成整机，对输入/输出的三种 基本控制机制。
计算机组成原理电子教案
计算机组成原理电子教案课程名称：计算机组成原理适用专业：计算机科学与技术网络工程课程总学时：80学时编写时间： 2006年9月1本课程是计算机专业本科生的核心课程，是主干必修课。
课程以阐述原理为主，讲述计算机系统及其各功能部件的工作原理以及逻辑实现，计算机系统及其各功能部件的设计原理以及并行处理技术。
设置这一课程的目的是使学生掌握计算机的基本工作原理，掌握计算机各主要部件的硬件结构、相互联系和作用，掌握计算机系统的设计原理以及软硬件的界面，从而对整个计算机系统有完整的了解，为计算机专业的后继课程的学习打下基础。
1、计算机系统概论2、3、存储器4、计算机指令系统5、控制器6、总线系统7、外围设备8、输入、输出系统重点：信息编码和数据表示控制器存储系统输入输出系统《计算机组成原理》白中英.科学出版社， 1、李亚明.《计算机组成与系统结构》.清华大学出版社.2001 2、王爱英.《计算机组成与结构》.清华大学出版社.199823、江义鹏.《计算机组成原理》.人民邮电出版社.19984、胡越明.《计算机组成和系统结构》.上海科学技术文献出版社.1999 （整体安排按信息表示、信息处理、信息输出思路。
）：1、计算机系统的基本构成2、计算机系统的层次结构3、计算机系统结构、组成及其实现4、计算机的性能评价5、计算机发展简史6、计算机的应用：通过本章的学习，要求了解整个计算机系统由硬件和软件两部分构成，其中硬件部分包括运算器、控制器、存储器、输入输出设备等五大功能部件构成。
通过总线相互连成一个完整的硬件系统；软件部分包括系统软件、应用软件两大部分。
通过对计算机层次结构的了解，明确计算机组成原理课程的任务和目的。
了解计算机中的一些基本概念，包括性能指标、计算机发展简史以及计算机的应用。
：1、计算机系统的基本构成2、计算机系统的层次结构3、计算机系统结构、组成及其实现：计算机系统的层次结构、系统结构、组成及其实现的关系。
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第一节 分支程序结构
1.分支程序结构有两路分支与多路分支两种结构形式. 1.分支程序结构有两路分支与多路分支两种结构形式. (1)两路分支完成两种情况的选择处理,相当于高级语言中的IF(1)两路分支完成两种情况的选择处理,相当于高级语言中的IFTHEN-ELSE语句,如图5 THEN-ELSE语句,如图5一l所示.
例5-1】JMP指令举例. JMP指令举例. C1)JMP SHORTPTR L1;段内短转移 L1;段内短转移 (2)JMP NEAR PTR L2;段内直接转移 L2;段内直接转移 (3)JMPFARPTRL3;段间直接转移 (3)JMPFARPTRL3;段间直接转移 (4)JMP DWORD PTR【Bx];段间间接转移 PTR【Bx];段间间接转移 (5)JMPWORDPTRBX;段内间接转移 (5)JMPWORDPTRBX;段内间接转移 (6)JMP DWORD PTR[BP+12];转移到地址在堆栈段的程序 PTR[BP+12];转移到地址在堆栈段的程序 (7)JMP DWORD PTR[BP]【DI];段间间接转移 PTR[BP]【DI];段间间接转移 JMP指令对标志位无影响. JMP指令对标志位无影响. JMP指令不能构成分支程序,但在分支程序设计中往往需要用它将各 JMP指令不能构成分支程序,但在分支程序设计中往往需要用它将各 分支的出口汇集到一起.另 外当条件转移指令的转移范围超过-128～+127字节时,也往往要借 外当条件转移指令的转移范围超过-128～+127字节时,也往往要借 助JMP指令来实现预定的转移. JMP指令来实现预定的转移. JMP指令虽然变化不少,但大多数时候只用到"JMP标号" JMP指令虽然变化不少,但大多数时候只用到"JMP标号"的简单形 式.
第4节 分支程序设计方法
一.两路分支程序设计方法 (1)两路分支程序是一种最简单的分支程序,根据程序 中给出的一个条件,判定其是否满足,从而确定是否要执 行某种操作.产生这种结构的分支一般要有"产生条件" 行某种操作.产生这种结构的分支一般要有"产生条件", "测试","定向"和"标号"4个组成部分. 测试" 定向" 标号" (2)通常通过算术运算指令和移位指令的运算结果影响 标志寄存器的状态标志位,如ZF,CF, 标志寄存器的状态标志位,如ZF,CF, OF,SF等,为测试条件做准备;再用逻辑运算指令(如 OF,SF等,为测试条件做准备;再用逻辑运算指令( AND,TEST等 AND,TEST等)进行测试;然后根 据测试结果,确定程序的转移方向,转移地址用标号标识.
3.无符号数条件转移指令 3.无符号数条件转移指令 无符号数条件转移指令视比较对象为无符号数,往往跟在比较指令后. 对无符号数条件转移指令的"比较"用高于(Above),低于(BelOW)和等 对无符号数条件转移指令的"比较"用高于(Above),低于(BelOW)和等 于(Equal) 表示,见表5 表示,见表5—2,表中A,B为无符号数. ,表中A
二.多路分支程序设计方法 多路分支程序设计常用的方法有两种. (1)一种是组合条件法,相应于二叉树型数据结构来组织处理,也就是 通过两路分支的嵌套, 由多条条件转移指令的组合来实现.由于需逐一比较,当条件转移指令 较多时这种方法显得非 常繁琐,尤其是进入不同叉的等待时间不等,进入最后叉的等待时间最 长,这对于那些要求进 入各个叉的等待时间相同,执行时间又尽可能短的问题是无能为力的. 适合在分支不多的情况 下使用. (2)二是跳转表法,通过简单的运算将转移条件与转移地址或转移指令 2)二是跳转表法,通过简单的运算将转移条件与转移地址或转移指令 联系起来,这样无需用 比较语句来实现分支程序的转移,在BIOS及DOS系统程序中大量采用跳 比较语句来实现分支程序的转移,在BIOS及DOS系统程序中大量采用跳 转表实现各种例程. 跳转表法是多路分支程序设计较为理想的方法.
【例5—4】JG与JA指令. JG与JA指令. MOV AL,一40H AL,一40H CMP AL,50H AL, JG LLL;AL<50H,顺序执行,不转移 LLL;AL<50H,顺序执行,不转移 JA LLL;用AL的补码进行比较,条件成立,转LLL处继续执行 LLL;用AL的补码进行比较,条件成立,转LLL处继续执行 5. CX条件转移指令 CX条件转移指令 (1)CX条件转移指令JCXZ是一条特殊的条件转移指令,它以 CX条件转移指令JCXZ是一条特殊的条件转移指令,它以 CX的内容作为转移的条件,CX为0时转移,CX非0时不转移. CX的内容作为转移的条件,CX为 时转移,CX非 (2)使用CX条件转移指令前必须初始化CX. )使用CX条件转移指令前必须初始化CX. (3)当CX用作计数器时,JCXZ指令对程序设计很有帮助. )当CX用作计数器时,JCXZ指令对程序设计很有帮助. (4)JCXZ指令等价于: JCXZ指令等价于: CMP CX,O CX, JZ 短标号
【例5—3】X,Y为无符号数,计算l X-Y l. 为无符号数,计算l X- l. 程序段如下: MOV AX,X AX, CMP AX,Y比较 AX, JAELLL XCHG AX,Y:如果AX<Y,交换AX,Y AX, :如果AX<Y,交换AX, LLL:SUBAX, LLL:SUBAX,Y
4.符号数条件转移指令 4.符号数条件转移指令 当要根据两个符号数的大小关系决定是否转移时,必须选用符号数条件 转移指令. 对符号数条件转移指令的"比较"用大于(Greater),小于(Less)和等于 对符号数条件转移指令的"比较"用大于(Greater),小于(Less)和等于 (Equal)表示, (Equal)表示, 以示与无符号数条件转移指令的区别,见表5—3,表中A,B为两个符号 以示与无符号数条件转移指令的区别,见表5 ,表中A 数. 表5—3符号数条件转移指令
(2)段内直接转移:JMP NEAR PTR标号 (2)段内直接转移:JMP PTR标号 转移地址IP由当前IP加16位位移量形成,转移位置可以在代码段内任 转移地址IP由当前IP加16位位移量形成,转移位置可以在代码段内任 何位置. (3)段内间接转移:JMP WORD PTR寄存器或内存单元 (3)段内间接转移:JMP PTR寄存器或内存单元 转移地址口位于一通用寄存器中或任一种存储器寻址方式确定. (4)段间直接转移:JMPFARPTR标号 (4)段间直接转移:JMPFARPTR标号 转移时同时修改IP与CS.标号必须定义为FAR属性. 转移时同时修改IP与CS.标号必须定义为FAR属性. (5)段间间接转移:JMP FARPTR存储器 (5)段间间接转移:JMP FARPTR存储器 转移地址是内存中的一双字,高位字是转移地址的CS值,低位字是转 转移地址是内存中的一双字,高位字是转移地址的CS值,低位字是转 移地址的IP值 移地址的IP值
1.组合条件法 一次判断转移可形成两路分支,以次判断转移便可以形成n+l路分支. 一次判断转移可形成两路分支,以次判断转移便可以形成n+l路分支. 【例5—8】编写程序,计算y,其中一128qRl27. 编写程序,计算y,其中一128qRl27. y= 1 X>O 0 X:O X: 本例是一个典型的三路分支处理程序,程序如下: DATA SE(.JMEN.I' SE(.JMEN. X DB? Y DB? DATA ENDS STACK SEGMENT STACK DB 100 DUP(?) STACK ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK CS:CODE,DS:DATA,SS: MAINPROCFAR PUSH DS
【例5—5】用逻辑指令和条件转移指令实现两路分支的程序 段. MOVAX, :假定x MOVAX,x:假定x为字变量 ORAX,AX;AX置 ORAX,AX;AX置0,影响标志位,准备转移条件 JZ NEXT;ZF=I转移到标号NEXT处执行 NEXT;ZF=I转移到标号NEXT处执行 ……:分支处理2 ……:分支处理2 JMP DONE;段内直接转标号DONE处执行,退出分支处理 DONE;段内直接转标号DONE处执行,退出分支处理 NEXT:……:分支处理1 NEXT:……:分支处理1 DONE: DONE:RET
第二节 无条件转移指令
1.转移指令分为无条件转移指令和条件转移指令两种.它们通过改变CS和IP,或 1.转移指令分为无条件转移指令和条件转移指令两种.它们通过改变CS和IP,或 通过仅改 变IP来实现转移.前者适用于段间转移,后者适用于段内转移. IP来实现转移.前者适用于段间转移,后者适用于段内转移. 无条件转移指令的功能是将控制无条件地转移到操作数所指位置. 无条件转移指令包括JMP,CALL和 无条件转移指令包括JMP,CALL和RET 3条指令,本节只讨论JMP指令,CALL 3条指令,本节只讨论JMP指令,CALL 和RET 指令将在第7 指令将在第7章子程序中讨论. 瓜IP指令的格式为:JMP DOPD IP指令的格式为:JMP 其中,DOPD是转移地址,可以是标号,也可以是寄存器或存储器,前者称为 其中,DOPD是转移地址,可以是标号,也可以是寄存器或存储器,前者称为 直接转移, 后者称为间接转移. (1)段内直接短转移:JMP SHORTPTR标号 (1)段内直接短转移:JMP SHORTPTR标号 转移地址IP由当前IP,加8位位移量形成,只能在段内-128～127字节的范围 转移地址IP由当前IP,加8位位移量形成,只能在段内-128～127字节的范围 内转移.向 前转移可缺省SHORT. 前转移可缺省SHORT.
2.简单条件转移指令 2.简单条件转移指令 简单条件转移指令是仅取决于ZF,CF,SF,OF及PF中某一标志位的条件 简单条件转移指令是仅取决于ZF,CF,SF,OF及PF中某一标志位的条件 转移指令.标 志ZF,CF,SF,OF及PF的值可以表示10种状态,因而设置了10条简单条 ZF,CF,SF,OF及PF的值可以表示10种状态,因而设置了10条简单条 件转移指令,见 表5-1. 【例5—2】简单条件转移指令举例. CMP AX,0 AX, JELl;AX为 时转L1 JELl;AX为0时转L1 ADD AX,1234H AX, JOL2;溢出时转L2 JOL2;溢出时转L2