微型计算机原理课件

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微型计算机原理及应用技术

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二进制
1001 1010 1011
1100 1101 1110 1111 10000 10001
16进制
9 A B
C D E F 10 11
4. 各种数制之间的转换【例1-1】十进制数22.625转换为二进制数
②小数部分转换，每次把乘积的整数取走作为转换结果的一位，对剩下的小数继续进行乘法运算。对某些数可以乘到积的小数为0（如上述两例），这种转换结果是精确的；对某些数（如0.3）永远不能乘到积的小数为0，这时要根据精度要求，取适当的结果位数即可，这种转换结果是不精确的。
例如：十六进制数
1
A
E
4
虽然BCD码是用二进制编码方式表示的，但它与二进制之间不能直接转换，要用十进制作为中间桥梁，即先将BCD码转换为十进制数，然后再转换为二进制数；反之亦然。
十进制 0 1 2 3 4 5
表1-2 BCD编码表
8421BCD码
十进制
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0011Leabharlann 9010010
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8421BCD码 0110 0111 1000 1001
1.3.1 计算机的硬件系统 1.3.2 计算机的软件系统 1.3.3 计算机的主要技术指标
1.1 引言 1.1.1 计算机发展概况

微机原理

1、微型计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成。

2、从编程结构上看，8086CPU是由指令执行部件和总线接口部件两部分组成。

3、8086CPU有16根数据线，20根地址线，具有1MB字节的存储器寻址空间。

4、逻辑地址为2000H：1234H的存储单元的物理地址是21234H。

5、8086CPU写入一个规则字，数据线的高8位写入奇存储体，低8位写入偶存储体。

6、8086CPU有最小模式和最大模式两种工作模式，当MN/MX0V时，8086工作在最大模式。

7、CPU和外设之间的数据传送方式有：程序方式、中断方式和DMA方式三种。

（×）1、8088CPU与8086CPU一样，有16根数据线。

（×）2、段内转移指令执行结果要改变IP、CS的值。

（∨）3、在串操作指令执行时，若DF=0，则地址值会自动增加。

（×）4、8086CPU从内存中读取一个字（16位）必须用两个总线周期。

（×）5、MOV AX，[BP]的源操作数物理地址为16d ×（DS）+(BP)。

（×）6、指令MOV CS，AX是正确的。

（×）7、REP的判断重复条件是（CX）=0。

（×）8、指令RCR AL，2是错误的。

（√）9、当8086CPU响应中断时，会从INTA输出两个连续的负脉冲应答信号。

（√）10、堆栈指令的操作数均为字。

1、8086CPU复位后，程序的起始物理地址为：（B）A、00000HB、FFFF0HC、10000HD、F0000H2、8086CPU的中断相量表位于：（A）A、00000H~003FFH区B、10000H~103FFH区C、0F000H~0F3FFH区D、F0000H~F03FFH区3、8086CPU可屏蔽中断的使能位为：（B）A、DFB、IFC、TFD、PF4、下面哪个运算符是用来取地址的段值：（B）A、OFFSETB、SEGC、SEGMENTD、ASSUME 5、标志寄存器压栈指令为：（C）A、SAHFB、LAHFC、PUSHFD、POPF6、指令MOVSB的功能是：（A）A、将DS：[SI]所指出的存储单元的字节送到ES：[DI]所指出的存储单元。

微型计算机原理-第4章(4)微机原理与接口技术(第三版)(王忠民)

第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令
⑴ 输入指令 ①直接寻址的输入指令指令格式及操作：
IN acc, port ;(acc) ←(port)
②间接寻址的输入指令
指令格式及操作：
IN acc, DX
;(acc) ←((DX))
第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令
⑵ 输出指令
①直接寻址的输出指令指令格式及操作：
第四章 80x86 指令系统—通用数据传送指令
说明： *堆栈按后进先出原则组织。 *堆栈操作以字为单位进行。 *目的操作数dst不可以是CS。 *指令中的操作数不能是立即数。
第四章 80x86 指令系统—通用数据传送指令
例：已知（AX）=1234H，（BX）=5678H，分析下面程序段的执行过程。
REG <=> REG/MEM • 段寄存器的内容不能参加交换
例： XCHG BX，[BP+SI]
第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令
(二) 累加器专用指令这类指令中的一个操作数必须是累加器。累加器操作数可以是8位的，也可以是16位的。
第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令 1.输入/输出指令
DI 1234H DS 4000H
DM
34H 2130H 12H 00H 2132H 40H
第四章 80x86 指令系统—地址传送指令
3. 地址指针装入ES指令指令格式：
LES reg16, mem32 此指令的功能是将源操作数所对应的双字长的内存单元中的高字内容（一般为16位段基址）送入ES，低字内容（一般为偏移地址）送入指令所指定的寄存器中。例如：
LES DI, [2130H]
DI 1234H ES 4000H

微机原理课件第二章 8086系统结构

但指令周期不一定都大于总线周期，如MOV AX，BX
操作都在CPU内部的寄存器，只要内部总线即可完成，不需要通过系统总线访问存储器和I/O接口。
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• 8086CPU的典型总线时序，充分体现了总线是严格地按分时复用的原则进行工作的。即：在一个总线周期内，首先利用总线传送地址信息，然后再利用同一总线传送数据信息。这样减少了CPU芯片的引脚和外部总线的数目。
• 执行部件（EU）
• 功能：负责译码和执行指令。
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• 联系BIU和EU的纽带为流水指令队列
• 队列是一种数据结构，工作方式为先进先出。写入的指令只能存放在队列尾，读出的指令是队列头存放的指令。
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•BIU和EU的动作协调原则 BIU和EU按以下流水线技术原则协调工作，共同完成所要求的任务： ①每当8086的指令队列中有空字节，BIU就会自动把下一条指令取到指令队列中。 ②每当EU准备执行一条指令时，它会从BIU部件的指令队列前部取出指令的代码，然后译码、执行指令。在执行指令的过程中，如果必须访问存储器或者I／O端口，那么EU就会请求BIU，完成访问内存或者I／O端口的操作； ③当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU 便进入空闲状态。（BIU等待，总线空操作） ④开机或重启时，指令队列被清空；或在执行转移指令、调用指令和返回指令时，由于待执行指令的顺序发生了变化，则指令队列中已经装入的字节被自动消除，BIU会接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。（EU等待）
•CF（Carry Flag）—进位标志位，做加法时最高位出现进位或做减法时最高位出现借位，该位置1，反之为0。

微机原理及应用(第五版)PPT课件

压缩BCD码占80位,即10个字节.能存储20位 BCD数,但在80387中只用了18位BCD数.余下 1个字节的最高位为符号位.其余7位不用.
7位不用
最高位是符号位
2021
微机原理及应26用
1.2.3 实型数
任何一个二进制数可以表示成: N=+Y×2J 称为浮点表示法
80387规定：指数采用移码表示。短型实数阶码占8位;长型实数
• 80386对字符串的操作有:移动;传送; 比较;查找等.
• 分类:字节串;字串;双字串.
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微机原理及应22用
1.1.5 位及位串
• 80x86CPU都支持位操作.80386/80486有位串操作.位串最长是232个位.
• 位偏移量:一个位在位串中的地址.由字节地址和位余数组成.
设位串是从ｍ地址开始存储的,位偏移量分别为23 和-18的位在什么地方?
例
11110010B
左移一位 11100100B
右移一位 11111001B
[-14]补 [-28]补 [-7]补
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微机原理及应19用
3).反码表示的负数
左移和右移空位全补1.
例
11110001B
左移一位 11100011B
右移一位 11111000B
7.有关0的问题
[-14]补 [-28]补 [-7]补
• 二进制:数的后面加后缀B. • 十进制:数的后面加后缀D或不加. • 十六进制:数的后面加后缀H.
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微机原理及应5用
1.1.3 整数
1.无符号数
8、16、32位全部用来表示数值本身。
最低位LSB是0位，最高位MSB是7、15、31。
2.带符号整数

微机原理ppt全

第5章输入输出基本方式
1．无条件方式
这种方式在传送信息时，已知外设是准备好的状态，所以输入输出时都不需要查询外设的状态。可直接用IN和OUT指令完成与接口之间的数据传送。但这种方式必须确保外设已经准备好时才可使用，否则就会出错，故很少使用。采用无条件传送方式的接口电路如图5-3所示。
图5-3 无条件传送方式接口电路
第5章输入输出基本方式
2．查询方式
当CPU与外设之间进行数据传递源自，很难保证CPU在执行输入操作时，外设一定是“准备好”的；而在执行输出操作时，外设一定是“空闲”的。为保证数据传送的正确进行，CPU必须在数据传送之前对外设的状态进行查询，确认外设已经满足了传送数据的条件后再与外设进行数据交换，否则一直处于查询等待状态，这就是查询方式。
第5章输入输出基本方式
使用查询方式工作的外设必须至少有两个部件，其中之一是状态部件。CPU每一次与外设进行数据交换之前，先从状态部件读取信息，判断外设是否处于“就绪”（Ready）状态。如果来自外设的状态信息反映出外设“没有准备好”或正 “忙”（Busy），说明还不能进行数据传递；反之，当CPU检测到外设已准备好（Ready）后，才可以与外设进行一次数据传递。（1）查询方式输入
第5章输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章输入输出基本方式
“统一编址” 的特点是：内存和I/O端口共用一个地址空间；所有访问内存的指令都可用于I/O端口，包括内存的算术逻辑运算指令。

微型计算机原理

微型计算机原理第一章微型计算机系统导论微型计算机是指以微处理器为核心，配上存储器、输入/输出接口电路等所组成的计算机（主机）。

微型计算机系统是指以微型计算机为中心，配以相应的外围设备、电源和辅助电路（统称硬件）以及指挥计算机工作的系统软件所构成的系统（图见P4）。

冯·诺依曼体系：·以二进制形式表示指令和数据·程序和数据事先存放在存储器中，计算机在工作时能够高速的从存储器中取出指令加以执行。

·由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部件组成计算机硬件系统。

总线：是指计算机中各功能部件间传送信息的公共通道（单）地址总线AB：在对存储器或I/O端口进行访问时，传送有CPU提供的要访问的存储单位或I/O端口的地址信息。

（双）数据总线DB：从存储器取指令或读写指令对I/O端口进行读写操作时，指令码或或数据信息通过数据总线送往CPU或由CPU送出。

（单）控制总线CB：各种控制或状态信息通过控制总线由CPU送往有关部件，或者从有关部件送往CPU。

微处理器是微型计算机的核心，它是将计算机中的运算器和控制器集成在一块硅片上制成的集成电路芯片，也称为中央处理单元（CPU）。

微处理器由运算器ALU、控制器CU、内部寄存器R三部分组成。

1、运算器：又称算术逻辑单元，用来进行算术或逻辑运算以及移位循环等操作。

参加运算的两个操作数一个来自累加器A，另一个来自内部数据总线，可以是数据缓冲寄存器DR中的内容，也可以是寄存器阵列RA中某个寄存器的内容。

2、控制器：又称控制单元，是全机的指挥中心。

它负责把指令逐条从存储器中取出，经译码分析后向全机发出取数、执行、存数等控制命令，以保证正确完成程序所要求的功能。

控制器包括：a、指令寄存器IR：用来存放从存储器取出的将要执行的指令码。

当执行一条指令时，先把它从内存取到数据缓冲寄存器DR中，然后再传送到指令寄存器IR中。

b、指令译码器ID：用来对指令寄存器IR中的指令操作码字段进行译码。

微机原理第3章 8086微型计算机系统

第3章 8086微型计算机系统
2、总线接口部件BIU
BIU组成： 4个16位段寄存器（DS、CS、ES、SS）；指令指针寄存器（IP）； 20位的地址加法器； 6字节指令队列缓冲器；内部暂存器和总线控制逻辑。 BIU功能：负责CPU与存储器、I/O设备之间的数据传送。具体包括：取指令送指令队列，配合EU从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送给EU，或者把EU的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。第3章 8086微型计算机系统
第3章 8086微型计算机系统
4、内存操作
读：将内存单元的内容取入CPU，原单元内容不改变；写：CPU将信息放入内存单元，单元中原内容被覆盖；刷新：对CPU透明，仅动态存储器有此操作内存的读写的步骤为： 1)CPU把要读写的内存单元的地址放到AB上 2) 若是写操作， CPU紧接着把要写入的数据放到DB上 3) CPU发出读写命令 4) 数据被写入指定的单元或从指定的单元读出到DB 若是读操作， CPU紧接着从DB上取回数据
第3章 8086微型计算机系统
3、8086的存储器的地址
内存包含有很多存储单元(每个内存单元包含 8bit)，为区分不同的内存单元，对计算机中的每个内存单元进行编号，内存单元的编号就称为内存单元的地址。
内存单元地址
. . .
Bit 7 6 5 4 3 2 1 0 01011000
内存单元内容
段基地址（16位）
第3章 8086微型计算机系统

段地址说明逻辑段在主存中的起始位置 8086规定段地址必须是模16地址：xxxx0H 省略低4位0000B，段地址就可以用16位数据表示，就能用16位段寄存器表达段地址偏移地址(也称有效地址EA)说明主存单元距离段起始位置的偏移量每段不超过64KB，偏移地址也可用16位数据表示

微机原理第1章微型计算机简介

1.1.2 微机系统的主要性能指标
微型计算机的主要性能指标有以下一些内容: 字长字长以二进制位为单位，是CPU能够同时处理的二进制数据的位数，它直接关系到计算机的计算精度、功能和运算能力。微机字长一般都是以2的幂次为单位，如4位、8位、16位、32位和64位等。运算速度计算机的运算速度（平均运算速度）是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用百万条指令/秒（MIPS）来描述。因为微机执行不同类型指令所需时间是不同的，通常用各类指令的平均执行时间和相应指令的运行比例综合计算，作为衡量微机运行速度的标准。目前微机的运行速度已达数万MIPS。时钟频率（主频）时钟频率是指CPU在单位时间（秒）内发出的脉冲数。通常，时钟频率以兆赫（MHz）或吉赫（GHz）为单位。一般的时钟频率越高，其运算速度就越快。
2、微型计算机的外部设备微型计算机的外部设备包括外存储器、输入设备和输出设备等，如图 1.3所示。
外存储器硬盘软盘光盘键盘鼠标扫描仪、数码相机等显示器打印机
外部设备
输入设备
输出设备
图 1.3 微型计算机的外部设备图 1.4 微型计算机的外部设备
1.1.1 微型计算机的体系结构和系统构成
1.1.1 微型计算机的体系结构和系统构成
输入设备输入设备是计算机外部设备之一，是向计算机输送数据的设备。其功能是将计算机程序、文本、图形、图像、声音以及现场采集的各种数据转换为计算机能处理的数据形式并输送到计算机。常见的输入设备有键盘和鼠标等。输出设备输出设备是将计算机中的数据信息传送到外部媒介，并转化成某种人们所认识的表示形式。在微型计算机中，最常用的输出设备有显示器和打印机。
地址总线数据总线控制总线

(汇总)微机原理课件.ppt

微机系统利用3组总线，即数据总线DB、地址总线AB 和控制总线CB分别传送指令及指令执行过程中相关的数据、地址信息和控制信息。
最新.
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2.1.3 总线
（1 数据总线是在CPU、存储器或I/O端口等部件之间传递
数据的通道，每次传送一个“计算机字长”，其宽度（根数）通常与计算机的字长一致。数据总线的传输是双向的。（2
解：∵ 0ABH=10101011B= -85D 0FFH=11111111B= -1D ∴0ABH+0FFH=10101011B+11111111B = (1)10101010B= -86D
结果没有超出-128~127范围， CF=1，OF=0。求下例中各状态标志的值： 1．
则 SF= 0, ZF= 0, PF= 0, CF最=新0. , OF=0, AF= 0
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2.1.1微型计算机基本结构
最新.
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2.1.2 微处理器CPU 微处理器简称CPU，是用来实现运算和控制功能的部
件，是整个微型计算机的核心，由运算器、控制器和寄存器组3部分组成。CPU
1) 指明将要执行指令所在存储单元的地址，取出指令并
2) 3) 传送数据，包括在CPU内部传送数据以及与外界交换
最新.
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2.2 8086微处理器的功能结构
8086是Intel系列的16位微处理器，是80x86系列微机
1）制造工艺：采用具有高速运算性能的HMOS工艺制成。 2）芯片集成度：芯片上集成有2.9万个晶体管，用单一的 +5V电源和40 3）时钟频率：5～10MHz，最快的指令执行时间0.4μs。4）字长：16位8088为准16 5 6）内存容量：20位地址可寻址1MB 7）端口地址：16位I/O地址可寻址64KB 8）中断功能：可处理内部软件中断和外部硬件中断，中断源可多达25个。

微型计算机原理16位)

1.3.4 I/O空间的分配
000－01F
DMA控制器1
020－03F
中断控制器1
系
040－05F
定时计数器
统
060－07F
并行接口电路
板 00A800－－009BFF80x86D访M中A问断页控面外制寄器设存2器时，只使用低16位
00CE00－－00DFFFA0～A15D，M协A处控寻理制器址器264K个8位I/O端口
为什么采用汇编语言？
1.3 IBM PC系列机系统
16位IBM PC系列机是32位微机的基础 8088CPU
IBM PC机 IBM PC/XT机
IBM PC/AT机
1.3.1 硬件基本组成
16位和 32位PC机的基本部件相同
1.3.2 主机板组成
1. 微处理器子系只统器读R存OM储
随机存储器 RAM
8255 并行接口
时钟48发2.8生4 器I/O通道
62线的IBM PC总线
扬声器接口
键盘接口
系统配置开关
1.3.3 存储空间的分配
000000H 0A0000H 0C0000H 0E0000H 0F0000H 100000H
FE0000H
FFFFFFH
系统RAM 640KB
显示常RAM规内存：1MB 128KB
内部结构
第2章：（2）变址寄存器
16位变址寄存器SI和DI 常用于存储器变址寻址方式时提供地址
SI是源地址寄存器（Source Index） DI是目的地址寄存器（Destination Index）
在串操作类指令中，SI、DI还有较特殊的用法
现在不必完全理解，以后会详细展开
内部结构

微机原理-第1章计算机基础知识

代表字母：D
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。

微机原理第一章微型计算机基础PPT课件

4004 8008 8080 MC6800 Z-80
1971 1972 1973 1975 1976
第一章微型计算机基础
第一节概述
三、微处理器的发展
16位微处理器 Zilog Motorola Intel
Z-8000 MC68000 8086 8088(准16位)
80186\80286
32位微处理器 Intel Motorola
例：X= 45=00101101B X=-45
[X]反= 00101101B [X]反= 11010010B
3、补码正数的补码与原码相同；负数的补码为反码加 1 。
例：X= 45=00101101B X=-45
[X]补= 00101101B [X]补= 11010011B
第二节计算机中的数制和编码
二、有符号数的表示及运算
1、原码 2、反码
பைடு நூலகம்
3、补码
4、符号扩展
在数据处理时，有时需要把8位二进制数扩展成16位二进制数。对无符号数可直接补0，对有符号数则需要将符号位扩展。
例： 127的8位二进制补码为01111111B 符号位扩展后16 位二进制补码为0000000001111111B
例： -127的8位二进制补码为10000001B 符号位扩展后16 位二进制补码为1111111110000001B
CPU Central Processing Unit—中央处理单元
第一章微型计算机基础
第一节概述
一、电子计算机的发展二、电子计算机的结构三、微处理器的发展
CPU，也称为微处理器MP（MicroProcessor）。
4位微处理器 Intel 8位微处理器 Intel