计算机组成原理与汇编语言程序设计

《计算机组成原理与汇编语言程序设计》复习大纲第一章绪论（1）主要知识点：●●存储程序的基本原理、工作方式、计算机的工作过程的基本概念。

●●信息的数字化表示●●系统软硬件组成与系统层次结构●●计算机系统特点、性能指标等（2）要求掌握：●●存储程序工作方式，即事先编制程序，事先存储程序，自动连续执行程序。

●●信息的数字化表示。

●●存储程序工作方式的工作要点是：①采用二进制代码表示数据和指令。

②采用存储程序工作方式，即事先编制程序，事先存执程序，自动连续执行程序。

③由存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备组成计算机硬件系统。

（3）要求理解：●●计算机的特点：主要性能指标的含意，硬件系统的典型结构，软件系统的主要内容。

能在程序控制下自动连续地工作、运算速度快、运算精度高、强大的信息存储能力、通用性强应用领域广泛。

●●主要性能指标：基本字长、数据通路宽度、运算速度、主存容量、外存容量、配置的外部设备及性能、系统软件配置。

●●硬件系统：CPU、主存、外存、输入/输出设备、总线、接口。

●●软件系统：系统软件、应用软件。

（4）要求了解：硬软组成的层次结构关系。

用户程序语言处理程序及各种软件资源操作系统机器语言（指令系统）硬核（指令微操作级、数字逻辑电路）本章涉及到的题型有：单选题、填空题和判断题。

第二章计算机中的信息表示（1）主要知识点：●●掌握进位计数制的概念，不同进位数制的转换。

●●定点数、浮点数的表示方法及标准格式●●机器数、真值、原码、补码、反码的概念。

定点数的表示范围●●理解指令的基本格式、地址结构●●掌握常见的几种寻址方式(立即、直接、间接、变址、寄存器寻址)的概念；I/O编址方法、堆栈的概念●●了解ASCII码和指令的分类●●本章涉及到的题型有：单选题、填空题和简答题。

（2）要求掌握：一、数制及其转换1）首先掌握各种数制转换成十进制的方法：（按权展开相加）2）掌握十进制整数转换为二进制整数（方法：除二取余，逆序排列）例：（116）10 = （1110100）2余数2 116 .........0 低位2 58 02 29 (1)2 14 02 7 (1)2 3 (1)2 1 .........1 高位注意：除二取余法中余数排列次序，即高位在下，低位在上（即按数字的出场顺序，逆序排列）。

3）掌握十进制小数转换为二进制小数（方法：乘二取整，顺序排列）例：（0.625）10 = （0.101）2整数0.625×2=1.25 1 高位0.25×2=0.500.5×2=1 1 低位注意：乘二取整法中整数排列次序，即低位在下，高位在上（即按出场顺序，顺序排列）。

二、掌握码制及其转换●●真值的概念：用正负符号加绝对值来表示的数值，例如，+6、-8●●机器数的概念：连同符号位一起数码化了的数，例如，01111、10111●●补码的概念：负数原码转换为补码（符号位保持不变，其余各位先取反，然后末位加1）。

[Y]补转换为[-Y]补（连同符号位一起取反，然后末位加1）三、定、浮点数表示方法●●掌握定点表示法，尤其是带符号定点表示的典型值。

●●掌握浮点表示法，浮点数的格式，规定浮点数格式后的典型值。

四、常见寻址方式关键掌握立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、间接寻址、变址寻址的概念。

（3）要求理解：指令的基本格式，地址结构。

掌握指令的基本格式包含的信息，二地址、一地址和零地址的概念（4）要求了解：ASCII码，指令分类。

第三章CPU及其原理（1）主要知识点：一、运算方法（重点掌握）●●码乘法的基本概念及相关步骤●●浮点加减法的基本概念及相关步骤二、掌握CPU基本组成模型（寄存器组成、数据通路结构）掌握CPU基本组成模型的寄存器组成、数据通路结构、同步控制方式、与常见时序信号、微命令（脉冲、电位），熟练掌握指令流程，能根据教材P78图3-13，即模型机数据通路结构图，在给定某条指令后，可以依据该图列出该指令的读取与执行流程。

（1）ALU部件及其组成，它的输入与输出方式。

进位链，补码的加减法，移位、浮点加减、无符号数一位乘除等。

（2）用于运算的一组寄存器R0~R3及暂存器C、D、Z。

（3）用于控制的一组寄存器：指令寄存器IR，程序计数器PC，程序状态字寄存器PSW。

（4）与访存相关的一组寄存器：存储器地址寄存器MAR，存储器数据寄存器MDR，堆栈指针SP。

（5）内部总线的连接方式，如何向它发送信息，它又如何输出信息。

（6）CPU如何通过系统总与主存、I/O设备相连接。

（7）微操作命令是基本的控制信号，掌握其中：脉冲信号和电位信号的概念。

（8）如何才能写出指令读取与执行流程？应掌握数据传送中四类基本的传送方式的写法。

（9）掌握控制器的基本构成，其中每个部件的作用。

（10）了解组合逻辑控制器（产生微命令的方法以及如何形微命令、优缺点）。

三、时序控制方式●●掌握同步控制方式的基本概念●●了解指令的一般执行过程四、微程序控制器●掌握微程序控制的基本概念和术语●微命令、微操作、微指令、微程序、工作程序与微程序、主存储器与控制存储器。

●了解微程序控制的基本思想、优缺点。

（2）要求掌握：一、CPU基本组成模型（寄存器组成、数据通路结构），同步控制方式与常见时序信号，微命令（脉冲、电位），熟练掌握指令流程（能拟出给定指令的流程）。

二、首先在掌握上述概念的基础上，结合教材图3-13熟悉模型机的构成（最好分成几大块记忆理解）。

三、重点了解组合逻辑控制器的设计步骤，就可以掌握有关的指令流程，下面一一加以介绍。

首先根据指令系统分析每条指令的流程，写出每一条指令所对应的微操作序列。

对所有微操作进行逻辑综合与化简，写出每个微操作的逻辑表达式。

根据这些逻辑表达式，对微操作控制信号形成部件进行逻辑设计。

1）确立模型机的指令系统（1）指令格式①双操作数指令15 12 11 9 8 6 5 3 2操作码寄存器号寻址方式寄存器号寻址方式目的操作数源操作数寄存器编号寻址方式操作类型R0 000 寄存器寻址000 MOV 0000R1 001 寄存器间接寻址001 ADD 0001R2 010 自减型寄存器间接寻址010 SUB 0010R3 011 自增型寄存器间接寻址011 AND 0011SP 100 直接寻址100 OR 0100PSW 101 变址寻址101 EOR 0101PC 111 ………………②单操作数指令15 12 11 9 8 6 5 3 2操作码寄存器号寻址方式2）确立时序系统（1）工作周期（机器周期）取指周期FT源周期ST目的周期DT执行周期ET例：双操作指令，且两个操作数均在主存中，经历的工作周期是，取指周期FT→源周期ST→目的周期DT→执行周期ET例：单操作指令，且操作数在主存中，经历的工作周期是，取指周期FT→目的周期DT→执行周期ET例：双操作指令，且操作数在CPU寄存器中，经历的工作周期是，取指周期FT→执行周期ET（2）节拍（时钟周期）T0,T1,T2 ……（3）工作脉冲在每个节拍末尾发一个工作脉冲P3）分析指令流程①取指流程（2拍）PC→MAR ：FT0 M→MDR→IR ：FT1PC+1→PC②MOV指令流程MOV R1, R2 取指令FT（FT0、FT1）R2→CST0 C→R1 ET0③双操作指令例：AND R1, X（R2）取指令：PC→MAR M→MDR→D PC+1→PC D+R2→Z Z→MAR M→MDR→C R1→D C∩D→Z Z→R1例：OR -（R3）,（R0）取指令：R0→MAR M→MDR→C R3-1→Z Z→MAR，R3M→MDR→D C∪D→Z Z→MDR MDR→M4）微命令综合在分析完全部指令流程和微操作时间表，以及全部工作周期、节拍、脉冲等之后，进行综合分析，即可得出各微命令得逻辑表达式（教材102页），然后再进行化简。

5）逻辑设计根据全部逻辑表达式，分别用组合逻辑电路或PLA阵列来实现，从而形成微操作信号发生器。

（3）要求理解：理解进位链，ALU组成，补码加减，无符号数一位乘、除的算法，微程序控制器（基本思想、优缺点）。

（4）涉及题型本章涉及到的题型有：单选题、填空题、判断题、简答题和分析设计题。

即所有题型都有。

第四章典型CPU及其指令系统举例（1）要求掌握：一、8086/8088指令系统的基本寻址方式及其使用方法。

掌握8086/8088指令系统的基本寻址方式及其使用方法，8086/8088的寄存器、存储器和堆栈，重点是：1）8086/8088CPU编程结构①理解8086/8088的寄存器结构、主存储器、堆栈结构、指令类型、标志寄存器各状态标志位的含意，特别是不同类别指令对不同标志位的影响。

能为使用汇编语言编程建立必要的基础。

②掌握堆栈压入指令PUSH和弹出指令POP的功能，特别是对堆栈指针SP的操作。

③掌握8086/8088内存的逻辑地址与物理地址之间的关系及其换算方法。

2）寻址方式●●寄存器寻址●●立即数寻扯●●直接寻址●●寄存器间址●●变址寻址和基址寻址●●基址变址寻址重点是：①能够通过阅读给出的程序段判断出操作数的存取位置；②能够利用这些寻址方式编写程序来对存储器或寄存器中的操作数进行存取。

由于同一操作数的存取经常可以使用不同的寻址方式，要求同学们至少要会一种，并且必须是正确的。

③主要是通过阅读程序和编写程序来掌握这些寻址方式的应用，对存储器中的操作数可使用不同的寻址方式进行存取，编程时应根据需要选择合适的寻址方式。

例如连续访问一维数组中的各元素，可用寄存器间址或变址寻址方式。

3）8086/8088指令系统由于指令条数较多，不易记忆，造成复习困难。

为了使同学们能掌握最常用的指令，为读懂程序和编写简单程序段打下基础，本文列出一些需熟练掌握的指令(注意，并不是其它指令就不重要了，它们在实际的程序中也要用到)。

①传送类：●数据传送指令 MOV●●交换指令 XCHG●●装入有效地址指令 LEA②算术运算类：●加法指令 ADD●●带进位加法指令 ADC●●减法指令 SUB●●带借位减法指令 SBB●●加1指令 INC●●减1指令 DEC●●求负数指令 NEG●●比较指令 CMP●●无符号数乘法 MUL●●无符号数除法 DIV③位操作类：●逻辑操作指令： AND（与）、OR（或）、XOR（异或）、NOT （非）●●测试指令 TEST●●算术左移 SAL●●算术右移 SAR●●逻辑左移 SHL●●逻辑右移 SHR●●循环左移 ROL●●循环右移 ROR●●带进位循环左移 RCL●●带进位循环右移RCR注意，要掌握逻辑运算指令和测试指令对状态标志位的影响。

④标志位操作指令：●清除进位标志CLC（CF标志位置0）●●进位标志置位STC（CF标志位置1）⑤处理器控制类：●标志位操作指令 STC对于上面这些最常用的指令，要掌握它们的格式、功能、以及在程序中的使用。