自考 02241 工业用微型计算机 重要知识点

第一章知识点

微处理器是微型机的核心芯片，通常简称为MP （Micro Processor ），它是将计算机中的运算器和控制器集成在一个硅片上制作的集成电路。这样的芯片也被称为中央处理单元，一般简称为CPU （Central Processing Unit ）.

第一代4位和低档8位微处理器（1971年－1973年）

第二代中高档8位微处理器（1974年－1978年）

第三代16位微处理器（1978年－1981年）

第四代32位高档微处理器（1985年－1993年）

第五代64位高档微处理器

以后Intel 又推出Pentium-II 微处理器。Advanced Micro Device 公司（简称ADM ）的K6是与Pentium-II 性能相当的CPU 。

一、无符号数的表示和运算

（一）进位计数制

人们在日常生活中，采用多种进制的数字系统。最常用的是十进制。例如

1998＝1×103＋9×10＋9×10＋8×100

后缀B 表示二进制；后缀H 表示十进制；后缀D 表示十进制（也可不加后缀）

例如：10011011B —是二进制数；9BH —是十六进制数；155D —是十进制数；这些数都表示同一数值，即十进制的155，只是使用的进制不同而已。

1．二进制和十六进制间的相互转换

（1）十六进制转换为二进制数，不论是十六进制的整数还是小数，只要把每一位十六进制的数用相应的二进制数来代替，就可以转换为二进制。例如

9 B A 6

1001 1011 1010 0110

即9B ．A6H ＝10011011．1010011B

（2）二进制转换为十六进制这种转换，可分两步进行：对整部分，从小数点向左数每4位二进制为一组，最后不足的前面补零。对小数部分，从小数点向右数，每4位一组，最后不足4位的后面补0，然后把每4位二进制数用相应的十六进制数代替，即可转换为十六进制数。例如

1011 0111．0101 0100

B 7 5 4

即10110111．010101B ＝B7．54H

（2）二进制数转换为十进制数，对所给的二进制数，只要按前述的式（2－2）展开，即可得到对应的十进制数。例如

1011．1010B ＝1×23＋1×21＋1×20＋1×20＋1×12-＋1×3

2-＝11．625

（3）十进制整数转换为二进制数，把十进制整数转换为二进制数，一般采用除2取余法。例如

0022215⨯++⨯=x x D m m

只要决定01,,,x x x m m 的值，就可写出二进制数，因为20＝1，所以（215－20）一定是2的整数倍，215÷2所得的余数即为X 0。其转换过程为 215÷2＝107 （商），余数＝1＝x 0; 107÷2＝53 （商），余数＝1＝x 1; 53÷2＝26 （商），余数＝1＝x 2; 26÷2＝13 （商），余数＝1＝x 3; 13÷2＝6 （商），余数＝1＝x 4; 6÷2＝3 （商），余数＝1＝x 5; 3÷2＝1 （商），余数＝1＝x 6; 1÷2＝0 （商），余数＝1,商为0，转换结束。

故215D ＝11010111B 。

（4）十进制整数转换为十六进制数，同转换为二进制数的道理一样，也可采用除16取余例如215D 转换为十六进制的过程为

215÷16＝13 （商），余数＝7＝X 0;

13÷16=0 （商），余数＝13＝x 1; 商为0，转换结束。

故215D ＝D7H ；通常写成0D7H ，D 前面的0字说明D 不是英文字符D 而是数字13。又如何2345D 的转换过程为 12345÷16＝771 （商），余数＝9＝x 0; 771÷16＝48 （商），余数＝3＝x 1; 48÷16＝3 （商），余数＝0＝x 2; 3÷16＝0 （商），余数＝3＝x 3，商为0，结束。

故12345D ＝3039H,然后可化成二进制数0011000000111001B 。

（二）原码

如上所示，正数的符号位用零表示，负数的符号位用1表示，符号位之后表示数值的大小这种表示方法称为原码。例如：

x=+114,〔x 〕原=01110010B

x=+114,〔x 〕原=11110010B

（三）反码

正数的反码与原码相同。最高位一定为0，代表符号，其余位为数值位。负数的反码其符号位为1，与原码相同，数值位是将其负数的原码的数值位按位取反。例如：

x=－4，〔x 〕反＝11111011B

x=－0，〔x 〕反＝11111111B

x=－127，〔x 〕反＝10000000B

显然，反码的0也有2个，X ＝＋0，〔x 〕反＝0000000B

（四）补码

正数的补码表示与原码相同，即最高位为符号位，用“0”表示，其余位为数值位。而负数的补码为其反码加1即在反码的最低位加1形成补码。例如：

x=－4，〔x 〕补＝〔x 〕反＋1＝11111011B ＋1＝11111100B ＝FCH

三、8位与16位二进制数的表示范围

（一）8位二进制的范围

1）无符号数0～255（或用0～FFH 表示）

第三节 微型计算机系统的组成

一、微型计算机系统的构成

微型计算机系统是由硬件和软件两部分组成的，它的层次结构如图所示。

运算器

CPU 控制器

主机存储器寄存器

微型机硬件输入／输出接口

外围设备

微型机系统

系统软件

微型机软件

应用软件

图1 微型计算机系统的组成示意图

（一）微型机硬件

（1）微处理器，是微机系统的核心部件，简称为CPU，它包括运算器、控制器和寄存器几部分，运算器也叫算逻单元ALU（Arithmetic and Logic Unit）。

（2）存储器（Memory）又叫主存或内存，是微机的存储和记忆部件，用以存放程序代码和运算需要的数据。内存通常使用半导体存储器。

1）内存容量，以8086／8088CPU为例，其地址总线为20根，寻址内存的范围为220＝1MB。这里B是字节（Byte），即每个内存单元内部存放的是一个字节（8位二进制）程序代码或数据，其形式均为二进制数（机器数）。

因为8086的地址总线是20根，其寻址范围为1024KB，写成十六进制时就是5位，其地址范围为00000H～FFFFFH。

2）内存的操作对内存的操作是读（取）和写（存储）。

3）内存的分类按存储器的工作性质可将内存分为只读存储器（ROM）和随机读写存储器（RAM）两大类。

（3）输入输出接口（I／O Interface）和外部设备CPU要与很多外部设备进行数据传送，必须通过“I／O接口”，所以输入输出接口是CPU与外设之间的桥梁。

（4）总线由上面叙述可以看到微型计算机主要是由微处理器、存储器、I／O接口和I／O设备所组成，这些部件是用系统总线连接起来的。

（二）微型计算机软件

微型机的软件是为运行、管理和测试维护而编制的各种程序的总和，没有软件的计算机只是裸机，计算机就无法工作。计算机软件分为系统软件和应用软件，系统软件包括操作系统（DOS及WINDOWS、UNIX、LINUX等）和系统应用程序。

三、微型计算机的外围设备

一般的计算机，配备有多种外围设备。其输入的外围设备有：键盘、鼠标、扫描仪、输出的外部设备有：显示器、打印机、绘图仪。而软盘和硬盘驱动器既可作为输入又可作为输出设备，而大多数的光盘驱动器（CD－ROM）是作为输入设备使用的，它可以把CD或VCD 光盘中的音乐送入声卡放大，也可以把VCD光盘的图像通过解压缩后的彩色图像在CRT 是显示出来。目前，都采用全双工的声卡（AudioPCI混声器）完成声音的接收（有话简接口）、录音、声音合成和声音的播放（有一定功率的放大）。这样，配上较大功率的有源单箱，就可以放送出美丽动听的音乐和歌声。配置上网卡（一种是电话上网的调制解调器，例如56K的MODEM，一种是高速网卡），连接上INTERNET网络，就可以通过IDT NET2PHONE