微机原理(第四章_存储器系统)
微机原理存储器读写
微机原理存储器读写存储器是计算机的重要组成部分，用于存储指令和数据。
在微机原理中，存储器读写是指计算机从存储器中读取数据或将数据写入存储器的过程。
本文将重点介绍存储器的读写流程和常见的存储器读写技术。
首先，我们来看一下存储器的基本原理。
存储器由若干个存储单元组成，每个存储单元可以存储一个二进制数据。
存储单元通过地址进行寻址，每个存储单元都有一个唯一的地址。
计算机通过地址线将地址信息发送给存储器，存储器根据地址将相应的数据传输给计算机。
存储器读写是通过存储器控制器来实现的。
存储器控制器是一个电路，它负责处理计算机对存储器的读写请求，并控制存储器的工作。
在读取数据时，计算机将需要读取的地址发送给存储器控制器，控制器将地址传输给存储器，存储器读取相应地址上的数据，并返回给控制器。
控制器再将数据传输给计算机。
在写入数据时，计算机将需要写入的地址和数据发送给控制器，控制器将数据写入相应地址的存储单元。
现在我们来介绍几种常见的存储器读写技术。
1.静态存储器（SRAM）：静态存储器是一种基于触发器电路的存储器，它可以保持存储的数据不变。
SRAM的读写速度快，但占用面积和功耗较大。
SRAM常用于高速缓存和寄存器等需要快速访问的存储器。
2.动态存储器（DRAM）：动态存储器是一种基于电容器的存储器，数据存储在电容器中，并通过刷新电路进行维护。
DRAM的读写速度相对较慢，但占用面积和功耗较小。
DRAM常用于主存储器。
3.只读存储器（ROM）：只读存储器是一种只能读取数据而不能写入数据的存储器。
ROM中的数据在制造过程中被预先编程，无法改变。
ROM 常用于存储固定的指令或数据。
4.可擦除可编程存储器（EPROM）：EPROM是一种可以被电子擦除和重新编程的存储器。
它与ROM类似，但可以通过特定的电压擦除数据并重新编程。
EPROM常用于存储固件和BIOS等需要更新的数据。
5.闪存存储器：闪存存储器是一种非易失性存储器，类似于EPROM。
微机原理第四章课后习题答案
第四章课后作业（6—27）6.试按下列要求分别编制程序段。
（1）把标志寄存器中符号位SF置“1”。
（2）寄存器AL中高、低四位互换。
（3）由寄存器AX、BX组成一个32位带符号数（AX中存放高16位），试求这个数的负数。
（4）现有三个字节存储单元A、B、C，在不使用ADD和ADC指令的情况下，实现（A）+（B） C。
（5）用一条指令把CX中的整数转变为奇数（如原来已是奇数，则CX中数据不变，如原来是偶数，则（CX）+1 形成奇数）。
答：（1） LAHFOR AH,80HSAHF（2） MOV CL,4ROL AL,CL（3） MOV CX,0NEG BXJC CHGJMP GOCHG: MOV CX,1GO: NEG AXSUB AX,CX（4） MOV CL,AMOV AL,BMOV X,ALCHECK:INC XDEC CLJNZ CHECK（5） OR CX,0001H7.试给出下列各指令的机器目标代码。
（1）MOV BL,12H [SI]（2）MOV 12H [SI],BL（3）SAL DX,1（4）AND 0ABH [BP] [DI],1234H答：（1）100010 1 0 01 011 100 00010010=8A5C12H（2）100010 0 0 01 011 100 00010010=885C12H（3）110100 0 1 11 100 010=0D1E2H（4）100000 0 1 10 100 011 10101011 00000000 00110100 00010010=81A3AB003412H8.执行下列指令：STR1 DW ‘AB’STR2 DB 16DUP(?)CNT EQU $-STR1MOV CX,CNTMOV AX,STR1HLT执行完成之后，寄存器CL的值是多少？寄存器AX的值是多少？答：因为CNT=16+2=18，所以CX=18=0012H,所以CL=12H=0001,0010；AX中装入的是‘AB’的ASCII码值，其中‘A’在高位AH中，‘B’在低位AL 中，所以AX=4142H=0100,0001,0100,0010。
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
微机原理知识点归纳总结
微机原理知识点归纳总结微机原理是计算机专业的基础课程之一，它是学习计算机硬件和软件原理的入门课程。
本文将对微机原理课程的主要知识点进行归纳总结，希望可以帮助读者更好地理解微机原理，并为日后的学习和工作提供帮助。
一、计算机系统计算机系统是由硬件和软件两部分组成的，硬件是计算机的物理构成，软件是控制硬件工作的程序。
计算机系统的主要组成部分包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备（I/O设备）和总线。
1. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机系统的核心部件，它负责执行计算机程序的指令和控制计算机的操作。
中央处理器由运算器和控制器两部分组成，运算器负责执行算术和逻辑运算，控制器负责控制指令的执行顺序和数据的流动。
2. 存储器存储器是计算机系统用来存储数据和程序的设备，它分为主存储器（RAM）和辅助存储器（ROM、硬盘等）。
主存储器用来临时存储程序和数据，辅助存储器用来长期存储程序和数据。
3. 输入输出设备（I/O设备）输入输出设备用来与外部环境进行交互，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
它们负责将数据输入到计算机系统中或者将计算机系统的输出结果显示或打印出来。
4. 总线总线是计算机系统各个部件之间传输数据和控制信号的通道，它分为地址总线、数据总线和控制总线。
地址总线用来传输地址信息，数据总线用来传输数据，控制总线用来传输控制信号。
二、数据的表示和运算1. 二进制数计算机是以二进制形式进行运算的，因此需要了解二进制数的表示和运算规则。
二进制数由0和1组成，其表示方法和十进制数类似，但是各位上的权值是2的幂次方。
2. 字符编码计算机系统中的字符是使用字符编码进行表示的，常用的字符编码包括ASCII码和Unicode。
ASCII码是美国标准信息交换码，每个字符用一个字节表示；而Unicode是一种全球字符集，包括了几乎所有国家的字符，每个字符用两个字节表示。
3. 整数表示和运算计算机系统中的整数是通过二进制补码形式进行表示和运算的。
微机原理 第四章2
静态RAM的结构组成原理图 静态RAM的结构组成原理图 RAM 举例：其存储体为64*64=4096个 举例：其存储体为64*64=4096个6管静态存储电路组成 64*64=4096
静态RAM 静态RAM
常用的SRAM芯片有2114、2142（ 常用的SRAM芯片有 SRAM芯片有2114 ）、6116（2K× 6116 6264（8K× ）、62128 16K× ）、62256 32K× 62128（ 62256（ 6264（8K×8）、62128（16K×8）、62256（32K×8）等。 SRAM芯片 芯片2114 1、SRAM芯片2114 2114芯片容量为 芯片容量为1 18引脚DIP封装 引脚DIP封装。 Intel 2114芯片容量为1K×4位，为18引脚DIP封装。该芯片 共有10根地址线A 10根地址线 根数据线I/O 共有10根地址线A9～A0和4根数据线I/O4～I/O1。该芯片的读 写控制：无效时，数据线呈高阻；有效时选中芯片， 写控制：无效时，数据线呈高阻；有效时选中芯片，允许读 写操作，此时，若有效则进行写操作，无效时进行读操作。 写操作，此时，若有效则进行写操作，无效时进行读操作。
随机存取存储器（RAM） 随机存取存储器（RAM）
行线X 行线 +5V
6管静态RAM存储电路 管静态RAM存储电路 RAM (MOS) )
T3 T5 A
T4 B T6
T1
T2
T7 1 写控制 数据线 读控制 3 2
T8 列线Y 列线
读出信息： 非破坏性读出” 读出信息：“非破坏性读出” Out
NDRO—Non Destructive Read
3管动态基本存储电路
1、DRAM芯片2116 DRAM芯片2116 芯片 2116为单管动态RAM芯片。其存储容量为16 RAM芯片 16K Intel 2116为单管动态RAM芯片。其存储容量为16K×l位， 需用14条地址输入线，但2116只有16条引脚。由于受封装引 需用14条地址输入线， 2116只有16条引脚。 14条地址输入线 只有16条引脚 线的限制，只用了A 条地址输入线，数据线只有1 线的限制，只用了A6～A0 7条地址输入线，数据线只有1条 (1位 而且数据输入( 和输出( 端是分开的， (1位)，而且数据输入(DIN)和输出(DOUT)端是分开的，它们有 各自的锁存器。数据输入( 和输出( 各自的锁存器。数据输入(DIN)和输出(DOUT)线可通过外部电 路形成一个双向数据线。 路形成一个双向数据线。写允许信号为低电平时表示允许写 入，为高电平时可以读出，它需要3种电源。 为高电平时可以读出，它需要3种电源。
微机原理
2、存储器中的数据组织
(1)内存编址 在字节编址的计算机系统中，一个字节分配一个内存地址。 16位字和32位双字各占有2和4个字节单元。 例： 32位双字12345678H占内存4个字节地址24300H～24303H。 最低地址24300H为双字地址。 (2)数据组织 (b)大数端存放 (a)小数端存放 数据的最低 8位占数据内存 的首字节… 数据的最高 8位占数据内存 的末字节。 数据的最高 8位占数据内存 的首字节… 数据的最低 8位占数据内存 的末字节。
4、 HM6116 存储容量为2KB 24条引脚：
211=21×210 =2×K
16条地址线寻址64K 20条地址线寻址1M
11条地址线A0～A10；
8பைடு நூலகம்叠成一芯片
存储容量为2KB
HM6116
8条数据线I/O1 ～ I/O8； 1条电源线VCC； 1条接地线GND； 片选信号 CE 19脚 3条控制线 写允许信号 WE 16脚 读允许信号 OE 17脚
(3)可靠性 — 用MTBF(Mean Time Between Failures，
平均故障间隔时间)来衡量， MTBF越长，可靠性越高。
(4)性能/价格比
4、半导体存储器分类
静态RAM（SRAM）无需刷新
随机存取存储器 （RAM） 闪速存储器 （U盘）
动态RAM（DRAM）需要刷新
半导体 存储器
0
1
高/低电位 1
低/高电位
④读原理
读：行列地址选通该 位。 读控制线为高电位(写 控制线为低电位) ，G1 管导通(G3, G2管截止) 。 强迫T2 的Q处的电 位1(或0)与一位数据线相 通，该位数据出现在数 据线上。 即完成了该位存储器 的读出。
微机原理
第一章ENIAC 的不足：运算速度慢、存储容量小、全部指令没有存放在存储器中、机器操作复杂、稳定性差 。
冯·诺依曼（Johe V on Neumman ）提出了“存储程序”的计算机设计方案。
特点是： 1、采用二进制数形式表示数据和计算机指令。
2、指令和数据存储在计算机内部存储器中，能自动依次执行指令。
由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机硬件。
工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”。
一型计算机的分类字长：有4位、8位、16位、32位、64位微型计算机等 工艺：可分成MOS 工艺、双极型TTL 工艺的微处理器 结构类型：有单片机、单板机、位片机、微机系统等 用途：个人计算机、工作站/务器、网络计算机 体积大小：台式机、携机。
二．微型计算机的性能指标介绍位：这是计算机中所表示的最基本、最小的数据单元。
字长：是计算机在交换、加工和存放信息时的最基本的长度。
字节（Byte ）：是计算机中通用的基本单元，由8个二进制位组成。
字：是计算机内部进行数据处理的基本单位。
主频：也称时钟频率，是指计算机中时钟脉冲发生器所产生的频率。
访存空间：是该微处理器构成的系统所能访问的存储单元数。
指令数：构成微型计算机的操作命令数。
基本指令执行时间：计算机执行程序所花的时间。
可靠性：指计算机在规定时间和条件下正常工作不发生故障的概率。
兼容性：指计算机硬件设备和软件程序可用于其他多种系统的性能。
性能价格比：是衡量计算机产品优劣的综合性指标。
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型计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成 ：1.中央处理单元CPU （Control Processing Unit ）是微型计算机的核心部件，是包含有运算器、控制器、寄存器组以及总线接口等部件的一块大规模集成电路芯片，俗称微处理器。
微处理器是微型计算机的核心，它的性能决定了整个微型机的各项关键指标。
微机原理与应用第四章
输入/输出控制电路 算术逻辑单元ALU 寄存器组 执行单元EU （Execution Unit) 标志寄存器FR 暂存器
负责分析指令 和执行指令
8088/8086的内部结构图
通 用 寄 存 器
AX BX CX DX
AH AL BH BL CH CL DH DL SP BP SI DI
逻辑地址：程序中出现的地址，由段地址和段内偏移量组成
►
SI：源变址寄存器 ► DI：目标变址寄存器
► ►
变址寄存器常用于指令的间接寻址或 变址寻址。特别是在串操作指令中， 用SI存放源操作数的偏移地址，而用 DI存放目标操作数的偏移地址。
用于存放逻辑段的段基地址(逻辑段的概念后面
将要介绍)
CS：代码段寄存器
代码段用于存放指令代码
DS：数据段寄存器 ES：附加段寄存器
内 容 00000100B（4） 10000000B（128） 00010001B（17） …… 00001111B (15) ……
每个地 址空间 可以存 放8位二 进制数
8086计算机主存储器是按字节进行组织的， 两个相邻的字节被称为一个“字” 。 存放的信息若是以字节Byte（8位）为单位 的，将在存储器中按顺序排列存放，每个地址 单元存放一个字节，即每个字节占用一个地址； 若存放的数据为一个字Word（16位）时，则 每一个字占用两个地址相连的存储单元，其中 低字节（低8位）存放在低地址中，高字节（高 8位）存放在高地址中，并以低地址作为该字的 地址。 8086系统只能提供20根地址线来区分内存的 不同存储单元，因此8086系统可以连接的内存 最多只能包含220（1M）字节的存储单元。
8088
► 8086CPU采用并行工作方式
《微机原理与接口技术》课后习题答案
第一章1．在计算机中为什么使用二进制数存储数据而不使用十进制数存储数据？答：计算机是由大量的电子器件组成的，在这些电子器件中，电路的通和断、电位的高和低，用两个数字符号“1”和“0”分别表示容易实现。
同时二进制的运算法则也很简单，因此，在计算机内部通常用二进制代码来作为内部存储、传输和处理数据。
2．完成下列数制之间的转换。
(1)01011100B=92D (2)0.10110011B=0.41D(3)135D=1111101B (4)99.4375D=1100011.0111B3．组合型BCD码和非组合型BCD码有什么区别？写出十进制数254的组合型BCD数和非组合型BCD数答：1）BCD码是通常的8421码，它用4个二进制位表示一个十进制位，一个字节可以表示两个十进制位，即00~992）非组合BCD码用8个二进制位表示一个十进制位，实际上只是用低4个二进制位表示一个十进制位0~9，高4位任意，但通常默认为03）254（10）=0010 0101 0100（BCD）254（10）=00100101 00000100（BCD）4．ASCII码的编码方法是什么？写出十进制数205和字符串A+B=C的ASCII码。
答：1）ASCII码的编码方法是使用7 位二进制数来表示所有的大写和小写字母，数字0 到9、标点符号，以及在美式英语中使用的特殊控制字符2）十进制205的ASCII码是：011 000 1013)字符串A+B=C的ASCII码是：412B423D435．机器数与真值有什么区别？机器数有哪些特点？答：1）真值是所表示的数的大小，一般用十进制表征。
机器数原码，补码，反码都是机器数一种表现形式，或说都属于机器数2）机器数的特点：一：数的符号数值化。
实用的数据有正数和负数，由于计算机内部的硬件只能表示两种物理状态（用0和1表示），因此实用数据的正号“+”或负号“-”，在机器里就用一位二进制的0或1来区别。
微机原理存储器读写
微机原理存储器读写存储器是计算机中用于存储和读写数据的部件，是计算机硬件的重要组成部分。
存储器的读写过程涉及到微机原理中的几个重要概念和原理，包括存储器的组成、地址线、数据线、读写信号以及存储器系统的存储器层次结构等。
本文将深入探讨这些概念和原理，并介绍存储器读写过程的工作原理。
首先，让我们来了解一下存储器的组成。
存储器由一个由多个存储单元组成的阵列构成，每个存储单元可以存储一个二进制位（bit）的数据。
存储器单元通常以矩阵的形式排列，称为存储芯片（Memory Chip），每个存储芯片由多行和多列的存储单元构成。
接下来，我们来了解存储器读写的时序。
存储器的读写操作可以分为两个过程：地址选择和数据传输。
首先，计算机通过地址线将要读取或写入的存储单元的地址发送给存储器。
然后，存储器根据地址选择相应的存储单元，从而读取或写入数据。
数据传输过程通过数据线进行。
地址线和数据线是计算机与存储器之间的重要连接，它们的数量决定了存储器的容量和访问范围。
在存储器读写过程中，还需要使用读写信号来进行控制。
读写信号是由控制器产生的，并传输给存储器，用于指示当前的操作是读取还是写入。
读信号表示计算机要读取存储器中的数据，写信号表示计算机要将数据写入存储器中。
读写信号还包括时钟信号，用于同步存储器和计算机的操作。
对于存储器的读取操作，流程如下：首先，计算机将要读取的存储单元的地址通过地址线发送给存储器。
存储器接收到地址后，根据地址选择相应的存储单元，并将该存储单元中的数据通过数据线传输给计算机。
计算机接收到数据后，将其存储到寄存器中或直接使用。
对于存储器的写入操作，流程如下：首先，计算机将要写入的数据通过数据线发送给存储器。
同时，计算机将要写入的存储单元的地址通过地址线发送给存储器。
存储器接收到地址和数据后，根据地址选择相应的存储单元，并将数据写入该存储单元。
写入操作完成后，存储器会发送一个写完成信号给计算机。
除了基本的存储器读写过程，存储器系统还涉及到一些其他的概念和原理，例如存储器的层次结构。
微机原理 第四章
二、伪指令
伪指令是告诉汇编程序生成目标代码的 伪指令是告诉汇编程序生成目标代码的 指令语句，不对应任何机器代码， 指令语句，不对应任何机器代码，只能被汇 编程序识别。 编程序识别。 1、符号定义伪指令 、 2、内存数据定义伪指令 、 3、段定义伪指令 、 4、段寄存器说明伪指令 、 5、定位伪指令 、 6、子程序伪指令 、
第 二 组 字 节 方 式 的 0,1
ARRY2
01H --01H 00H --
第 一 组 字 方 式 的 ?, 1
第 二 组 字 方 式 的 ?,1
？表示只保存内存空间，未 表示只保存内存空间， 定义初始值
-01H 00H . . .
3、段定义伪指令 、
存储器分段管理，每个逻辑段长度不能超过 存储器分段管理，每个逻辑段长度不能超过64KB。程 。 数据和堆栈通常放在不同逻辑段中。 序、数据和堆栈通常放在不同逻辑段中。当程序代码较长 或需要分块编写时，程序也可以放在不同的段中。 或需要分块编写时，程序也可以放在不同的段中。数据段 也是这样。 也是这样。 段定义语句可使编程者按段组织程序和使用存储器。 段定义语句可使编程者按段组织程序和使用存储器。 段定义伪指令有SEGMENT和ENDS 段定义伪指令有 和 定位类型] 组合类型] 类别’ 段名 SEGMENT [定位类型 [组合类型 [‘类别’] 定位类型 组合类型 类别
一、概述
, 标号: 指令助记符 操作数 ;注释
2）用助记符表示操作码； ）用助记符表示操作码； 操作码 3）用符号代表操作数或操作数地址。 操作数是本指令执行需 ）用符号代表操作数或操作数地址。 要的数据。 有些指令不需要指明操作数，可以默认； 要的数据。 有些指令不需要指明操作数，可以默认；有些 指令需要两个操作数；还有些操作数可以用表达式。 指令需要两个操作数；还有些操作数可以用表达式。 4）注释项是可选项，用分号开始。 ）注释项是可选项，用分号开始。
微机原理及应用吴宁习题答案
微机原理及应用吴宁习题答案第一章：微机系统简介1.1 微机的概念微机是一种计算机系统，由微处理器、存储器、输入输出设备和总线组成，用于处理和存储信息。
1.2 微机系统的基本组成微机系统由以下几个组成部分构成： - 微处理器：负责执行指令并进行数据处理。
- 存储器：用于存储程序和数据。
- 输入设备：用于接收用户的输入操作。
- 输出设备：用于向用户输出处理结果。
- 总线：用于连接各个组件，传输数据和控制信号。
第二章：微处理器基础知识2.1 微处理器的发展历程微处理器经历了几个重要的发展阶段： - 单芯片处理器：将处理器的各个功能集成到一个芯片上。
- 处理器性能的提升：采用更高频率的时钟和更大的缓存。
- 多核处理器：将多个处理核心集成到一个芯片上，提高并行处理能力。
- 特殊用途处理器：如图形处理器（GPU）和人工智能处理器（AI芯片）。
2.2 微处理器的主要构成微处理器由以下几个主要组成部分构成： - 控制单元（CU）：负责指令的解码和执行，控制数据在处理器内部的流动。
- 算术逻辑单元（ALU）：负责进行算术和逻辑操作。
- 寄存器组：用于存储数据和指令。
- 数据通路：用于传输数据和控制信号。
2.3 微处理器的工作原理微处理器的工作原理可以分为以下几个步骤： 1. 指令的取出：从存储器中读取指令。
2. 指令的解码：将指令解码为对应的操作。
3. 操作的执行：根据指令执行相应的操作，如算术运算或逻辑运算。
4. 结果的存储：将操作结果存储到寄存器或存储器中。
5. 下一条指令的取出：重复以上步骤，执行下一条指令。
第三章：微机接口与输入输出3.1 输入输出接口的作用输入输出接口用于连接微机系统与外部设备，实现数据的输入和输出。
3.2 常见的输入输出接口类型常见的输入输出接口类型包括： - 并行接口：传输多个比特的数据，适用于高速数据传输。
- 串行接口：逐位传输数据，适用于长距离传输。
- USB接口：通用串行总线接口，支持高速数据传输和热插拔。
微型计算机原理-第4章(5)微机原理与接口技术(第三版)(王忠民)
▪DEC(Decrement) 减1
格式：DEC DST 操作： DST <= DST -1
第四章 80x86 指令系统—算术运算指令
▪NEG(Negate)求补
格式：NEG DST 操作： DST <= 0-DST
利用NEG指令可以得到负数的绝对值
60H
被
ACH
加
74H
数
3BH
…
DATA2 C1H
36H
加
9EH
数
D5H
20H
…
图4.19 例4.3中被加数和加数在内存中的存放情况
第四章 80x86 指令系统—算术运算指令
程序如下： LOOPER：MOV
MOV CX，5
；设置循环次数
MOV SI，0
；置位移量初值
CLC
AL，DATA2[SI]
；取一个
第四章 80x86 指令系统—算术运算指令
说明： 1、DST：REG/MEM，SRC：8/16data/REG/MEM。 2、DST、SRC不能同时为MEM。 3、加法指令影响标志寄存器的状态标志。 4、INC指令不影响CF标志。
第四章 80x86 指令系统—算术运算指令 例 4.3 计 算 两 个 多 字 节 十 六 进 制 数 之 和 ： 3B74AC60F8H+20D59E36C1H=?
第四章 80x86 指令系统—算术运算指令
（3）乘法指令
▪MUL(Unsigned Multiple) 无符号数乘法
格式：MUL SRC 操作：AX<=AL*SRC(字节）/ DX,AX<=AX*SRC(字）
微机原理习题集
微机原理及接口技术习题册专业班级12物联网工程班学号姓名指导老师周秋平第1章概述一、填空题1．电子计算机主要由、、、和等五部分组成。
2．和集成在一块芯片上，被称作CPU。
3．总线按其功能可分、和三种不同类型的总线。
4．计算机系统与外部设备之间相互连接的总线称为；用于连接微型机系统内各插件板的总线称为；CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为。
5．迄今为止电子计算机所共同遵循的工作原理是和的工作原理。
这种原理又称为原理。
6. 字长为8，计算（-1）补码+（-127）补码=7. 对于R进制数来说，其基数（能使用的数字符号个数）是，能使用的最小数字符号是。
8. 十进制数72转换成八进制数是。
9. 与十进制数67等值的十六进制数是。
10. 二进制数101.011转换成十进制数是。
11. 十六进制数0E12转换成二进制数是。
二、选择题1．在计算机内部，一切信息的存取、处理和传送都是以（）形式进行的。
A. EBCDIC码B. ASCII码C. 十六进制编码D. 二进制编码2. 与十进制数56等值的二进制数是（）。
A. 111000B. 111001C. 101111D. 1101103. 十进制数59转换成八进制数是（）。
A. 73QB. 37QC. 59QD. 112Q4. 与十进制数58.75等值的十六进制数是（）。
A. A3.CHB. 3A.CHC. 3A.23HD. C.3AH5. 二进制数1101.01转换成十进制数是（）。
A. 17.256B. 13.5C. 13.25D. 17.56. 二进制数111010.11转换成十六进制数是（）。
A. 3ACHB. 3A.CHC. 3A3HD. 3A.3H7. 十六进制数1CB.D8转换成二进制数是（）。
A. 110001011.11001B. 111101011.11101C. 111101011.11101D. 111001011.110118. 将十六进制数FF.1转换成十进制数是（）。
微机原理 第4章
可擦除可编程的ROM（EPROM）
特点：芯片的上方有一个石英玻璃的窗口，通过紫 外线照射，芯片电路中的浮空晶栅上的电荷会形成光 电流泄漏走，使电路恢复起始状态，从而将写入的信 号擦去。
顶部开有一个圆形的石英窗口，用于紫外线透过擦除 原有信息 一般使用专门的编程器（烧写器）编程 编程后，应该贴上不透光封条
扩充存储器的数据宽度
用8b*32K的 EPROM芯片 27C256进行字节 数扩充，组成8b *64K的EPROM子 系统
RAS
动态RAM的刷新：
为保持电容CS中的电 荷不丢失，必须对动 态RAM不断进行读出 和再写入 CD数据线上分布电容
TS门控管
DRAM控制器的原理图
DRAM控制器的功能： （1）时序功能 （2）地址处理功能 （3）仲裁功能 P136
4.1.4 随机存取存储器RAM 1.SRAM 速度快 不需要刷新 片容量低 功耗大 2.DRAM 片容量高 需要刷新
4.选择存储器件的考虑因素
① 易失性：电源断开之后，存储器的内容是否 丢失。 ② 只读性 ③ 存储容量：每个芯片中的存储单元的总数。 ④ 速度：用存储器访问时间来衡量。访问时间 是指存储器接收到稳定地抵制信号到完成操作 的时间。 ⑤ 功耗
5. 半导体存储器的特点与分类
半导体存储器的特点： 1. 速度快，储存时间为ns级 2. 集成化 3. 非破坏性读出 半导体存储器分类: A. 从器件组成角度： 1.双极性存储器TTL（Transistor- Transistor Logic）， 特点是速度快，功耗较低，集成度低。 2.单极性存储器是用MOS（Metal-Oxide-Semiconductor） 制成的存储器， 特点是集成度高，功耗低，价格便宜。
微型计算机原理-第4章(2)微机原理与接口技术(第三版)(王忠民)
西安邮电大学计算机学院 宁晓菊
第四章 80x86 指令系统（第二讲） 第一章 微型计算机系统导论(第一讲）
本讲主要内容
1 数据寻址方式之二： 存储器寻址方式
第四章 80x86 指令系统—存储器寻址方式
存储器寻址方式 存储器寻址方式的操作数存放在存储器单元中。因此，要存 取操作数就必须知道其存储器的单元地址。在指令中可以直接给出 或间接给出操作数的地址，以达到存取操作数的目的。
段地址对应BX基址寄存器默认是DS，对应BP基址寄存器默认 是SS；可用段超越前缀改变
第四章 80x86 指令系统—存储器寻址方式
(BX)
(DI)
EA= (BP) + (SI)
MOV AH, [BP][SI]
SS：40000H
M
BP： 2000H + SI： 1200H
43200H
……
AH
40000H
有效地址是寄存器内容与有符号8位或16位位移量之和，寄 存器可以是BX、BP或SI、DI 有效地址＝BX/BP/SI/DI＋8/16位位移量
段地址对应BX/SI/DI寄存器默认是DS，对应BP寄存器默认是 SS；可用段超越前缀改变
第四章 80x86 指令系统—存储器寻址方式
MOV CL, [BX+1064H]
第四章 80x86 指令系统—存储器寻址方式
指令中给出的地址只是操作数的有效地址（EA），并且是 放在方括号（“［ ］”）中。若要从存储器中存取操作数还须 得到实际的地址（物理地址）。
物理地址＝段基址左移四位＋有效地址
物理地址＝
CS
DS SS
× 10H
+ EA
ES
4 微机原理第四章 16位微处理器
20 位
AX BX CX DX
16 位 段 寄 存 器
指令指针
SP
BP DI SI
CS DS SS ES IP 内部暂存器 外部总线
EU
16 位
数据总线
运 算 寄 存器
总线
BIU
执行 控制 电路
控制 逻辑
8088 8位 8086 16位
A L U
指令对列
1 2 3 4
标志寄存器
8086为 6 字节
（（ 5 ）在执行转移指令时，指令队列中的原有内容被自动清 (3) 4 在执行指令的时，需要访问 EU又没有总线访问时， M或I/O设备，8088 EU会请求 BIU 1）当指令列已满，而且 ）每当 8086 的指令队列中有两个空字节（ 有一 2 EU 准备执行一条指令时，它会从指令队列取指 除， BIU 会接着往指令队列中装入另一个程序段中的指令。 便进入空闲状态。 BIU ，完成访问内存或 I/O端口的操作。 个空字节）时， BIU就会自动把指令取到指令队列中。 令，然后用几个时钟周期去执行指令。
16 位
总线接 口单元 （BIU）
总线 控制 逻辑 外部总线
8088 8位 8086 16位
运 算 寄 存器
指令对列
A L U
执行 控制 电路
8086为 6 字节
1
2
3
4
标志寄存器
执行单元 （EU）
4.1 8086的结构 从功能上分为两部分：BIU和EU, 内部结构如图所示。
4.2.1 执行单元EU
片内总线等
1. 第一代——4位或低档8位微处理器 第一代微处理器的典型产品是Intel公司
1971年研制成功的4004（4位CPU）及1972年 推出的低档8位CPU 8008。
微机原理课后习题答案
微机原理课后习题答案《微机原理》课后习题答案第⼀章1．计算机按其使⽤的逻辑元件的不同被分为哪⼏代？微型计算机是哪⼀代计算机的分⽀？答：电⼦管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和⼤规模、超⼤规模集成电路计算机。
微型计算机属于第四代计算机的分⽀。
2. 简述冯·诺依曼计算机体系结构的基本思想。
答：冯·诺伊曼基本设计思想为：①以⼆进制形式表⽰指令和数据。
②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地从存储器中取出指令并加以执⾏。
③由运算器、控制器、存储器、输⼊和输出设备等五⼤部件组成计算机系统。
3．微型计算机系统由哪⼏部分组成：答: 微机系统分硬件和软件，硬件包括CPU、存储器、输⼊输出设备和输⼊输出借⼝，软件包括软件系统和应⽤软件。
6．何谓总线？有哪⼏类？作⽤如何？答：总线是计算机中各功能部件间传送信息的公共通道。
根据所传送的信息的内容与作⽤不同，总线可分为三类：地址总线、数据总线、控制总线。
这三类总线作⽤为计算机各功能部件间传送地址、数据、控制信息的。
8．存储器读写操作的不同点？答：①读操作：由CPU发出的读命令控制。
写操作：由CPU发出的写命令控制。
②读操作：把数据从内存中读出来，放到DB上。
写操作：把ＤＢ上的内容，写⼊到存储器中。
第⼆章计算机中的数值和编码1、将⼗进制数转换为⼆进制和⼗六进制(1) 129.75＝1000 0001.11B＝81.CH (2) 218.8125＝1101 1010.1101B＝DA.DH(3) 15.625＝1111.101B＝F.AH (4) 47.15625＝10 1111.0010 1B＝2F.28 H2、将下列⼆进制数转换为⼗进制和⼗六进制(1) 111010 B=58 =3A H (2) 1011 1100.111B= 188.875= BC.E H(3) 0.1101 1B=0.84375 =0.D8H (4) 11110.01 B=30.25 =1E.4H3、完成下列⼆进制数的加减法运算(1) 1001.11＋100.01＝1110.00 (2) 1101010110.1001－01100001.0011＝01110101.0110(3) 00111101＋10111011＝11111000 (4) 01011101.0110－101101.1011＝101111.10114、完成下列⼗六进制数的加减法运算(1) 745CH＋56DFH＝D14B H (2) ABF.8H－EF6.AH＝9C28.E H(3) 12AB.F7＋3CD.05＝1678 .FC H (4) 6F01H－EFD8H＝7F29 H5、计算下列表达式的值(1) 128.8125＋10110101.1011B＋1F.2H＝101010101.1010B(2) 287.68－10101010.11H＋8E.EH＝103.CEH(3) 18.9＋1010.1101B＋12.6H－1011.1001＝36.5256、选取字长n为8位和16位两种情况，求下列⼗进制数的补码。
微机原理第四章
机 了磁芯存储器的地位。目前，绝大多数计算机都使用的是
原 半导体存储器。
理
2．按存储器的存取方式分类
按存取方式可分为随机存取存储器、只读存储器等
(1) 随机存储器 RAM (Random Access Memory)
随机存储器(又称读写存储器)是指通过指令可以随机
地对各个存储单元进行读和写，在一切计算机系统中，主
1intel2164a的内部结构8位8位a0a1aa2a3a4a5a6a7vddvss128128存储矩阵1128行译码器128128存储矩阵128读出放大器读出放大器128读出放大器读出放大器微机原理地址锁存器14io门输出缓冲器dout行时钟缓冲器列时钟缓冲器写允许时钟缓冲器数据输入缓冲器rascaswedin121128列译码器128读出放大器128读出放大器121128列译码器128128存储矩阵128128存储矩阵1128行译码器?存储体
动态RAM的基本存储单元，由一个MOS管T1和位于其 栅极上的分布电容C构成。当栅极电容C上充有电荷时，
表示该存储单元保存信息“1”。反之，当栅极电容上没
有电荷时，表示该单元保存信息“0”。
动态RAM存储单元实质上是
字选线
微
依靠T1管栅极电容的充放电原理 来保存信息的 ，电容上所保存的
机 原
电荷就会泄漏。在动态RAM的使
(2) Intel 2164A的外部结构：
Intel 2164A是具有16个引脚的双列直插式芯片。
• A0~A7：地址信号的输入引脚； • R A S ：行地址选通信号输入引脚；
• C A S ：列地址选通信号输入引脚；
• W E ：写允许控制信号输入引脚；
微 机
• DIN ：数据输入引脚； • DOUT：数据输出引脚； • VDD：+5V电源引脚；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
还有一种熔丝式PROM，用户编程时，靠专用写入电路
产生脉冲电流，来烧断指定的熔丝，以达到写入“1”的目 的。写入的过程称之为固化程序，PROM器件只能固化一
次程序，数据写入后，就不能再改变了。
2015年11月25日 25
2015年11月25日 14
3．地址译码器
存储器系统是由许多存储单元构成的，CPU要对某个
存储单元进行读／写操作时，必须先通过地址总线发出所 需访问存储单元的地址码。地址译码器的作用是接受地址
信号并对它进行译码，选中该地址码相对应的存储单元，
以便对该单元进行读／写操作。 存储器地址译码有单译码与双译码两种方式。 (1)单译码 单译码方式又称字结构，全部地址码只用一个电路译码， 译码输出的选择线直接选中对应的存储单元。这一方式需 要的选择线数较多，只适用于容量较小的存储器。
• 双译码方式：分成两组，每组5位，则行译码后的
输出线为25＝32根；列译码输出线也为25＝32根；
共64根译码输出线。 • 容量较大的存储器系统，一般都采用双译码方式。
2015年11月25日
17
4．片选与读／写控制电路
片选信号用以实现存储器芯片的选择。当片选信号有效时， 才能对其进行读／写操作。在选择存储单元时，要先进行片 选，再在芯片中选择与地址相应的存储单元。片选信号一般 由地址译码器的输出及一些控制信号来形成。 读/写控制电路则用来控制对芯片的读/写操作。
5．I/O电路
I/O电路位于系统数据总线与被选中的存储单元之间，用 来控制信息的读出与写入。必要时，还可包含对I/O信号的驱 动及放大处理功能。
6．其它外围电路
集电极开路、三态输出缓冲器 、刷新操作的控制电路等
2015年11月25日 18
4.1.3 存储器的性能指标
1、存储器容量
存储器容量是指存储器所有存储单元的数量，即字节数。 或可以容纳的二进制信息总量，即存储信息的总位(bit)数。
2、存取速度
存储器的速度直接影响计算机的速度。存取速度可用存 取时间和存储周期这两个时间参数来衡量。
3、可靠性
存储器的可靠性用MTBF(Mean Time Between Failures) 平均故障间隔时间来衡量。
4、功耗
存储器芯片正常工作时所消耗的电能，可用某个存储单元 或整个芯片的功耗来表示。 19
子无泄漏通道，且浮动栅为负，就形成了导电沟道使相应的
单元导通，则该单元所保存的信息为“0”。 如果要清除存储单元中所保存的信息，就必须设法将其 浮动栅上的负电荷释放掉。当用一定波长的紫外光照射浮动 栅时，负电荷便可以获取足够的能量，摆脱SiO2的包围，以 光电流的形式释放掉，源极与漏极之间不导电。恢复保存的 信息为“1”的状态。该单元又可重新编程。 EPROM存储器芯片，在其上方有一个石英玻璃的窗口， 紫外线正是通过这个窗口来照射其内部电路而擦除信息的，
2015年11月25日 8
静态RAM
容量 速度
集成度 功耗
2015年11月25日
动态RAM
大 慢
小 快
低
高
高
低
9
(2)
只读存储器 ROM (Read-Only Memory)
只读存储器是一种对其内容只能读出不能写入的存储器。
它通常用来存放固定不变的程序、汉字字型库、字符及图形
符号等。由于它和读写存储器分享主存储器的同一个地址空
2015年11月25日
S Al P+
SiO2 浮空多
晶硅栅
D
字线
P+ N基体
EPROM 位线 (a) (b)
26
编程时，若要使该单元保存信息“0”，则只要在漏极和
源极之间加上+25V的电压，同时加上编程脉冲信号(宽度约
为50ns)，漏极与源极之间被瞬时击穿，就会有电子通过SiO2 绝缘层注入到浮动栅。浮动栅被SiO2绝缘层包围，注入的电
的电流是极小的。擦除可以按
字节分别进行。字节的 编程和擦除都只需要
第一级多晶硅 （ 浮空栅）
+VG +VD
第二级多晶硅
隧道氧化硅 场氧化物
10ms，可以进行在线的
编程写入。常用的典型 芯片有2816/2864等
2015年11月25日 10
3．按在计算机中的作用分类
按在计算机中的作用可以分为主存储器(内存)、辅 助存储器(外存)、缓冲存储器等。
主存储器速度高，但容量较小，每位价格较高。辅
存速度慢，容量大，每位价格低。缓冲存储器用在两个 不同工作速度的部件之间，在交换信息过程中起缓冲作 用。
4 ．按掉电时所存信息是否容易丢失分类
2015年11月25日
6
4.1.1 存储器分类
1．按构成存储器的器件和存储介质分类
按构成存储器的器件和存储介质主要可分为： 磁芯存储器、半导体存储器、光电存储器、磁膜、 磁泡和其它磁表面存储器以及光盘存储器等。
从五十年代开始，磁芯存储器曾一度成为主存
储器的主要存储介质。但从七十年代起，半导体 存储器逐渐取代了磁芯存储器的地位。目前，绝 大多数计算机都使用的是半导体存储器。
2015年11月25日
4
4.1 概述
衡量存储器的性能指标主要有三个： 容量、速度和成本。 容量:存储器系统的容量越大，表明其能够保存的 信息量越多，相应计算机系统的功能就越强，因 此存储容量是存储器系统的第一性能指标。 速度:存储器的存取速度相对于高速的CPU总要慢 1-2个数量级，这会影响到整个系统的工作效率。 成本：也是衡量存储器系统的重要性能指标。
4.3.3 可擦除可编程序的EPROM
1．基本存储电路
可擦除可编程的ROM又称为EPROM。这种EPROM 电路在N型的基片上扩展了两个高浓度的P型区，分别引 出源极（S）和漏极(D)，在源极与漏极之间有一个由多 晶硅做成的栅极，但它是浮空的，被绝缘物SiO2所包围。 出厂时浮空栅极上没有电荷，管子内没有导电沟道，源 极与漏极之间不 导电，此时表示 该存储单元保存 的信息为“1”；
分成易失性存储器和非易失性存储器。
半导体存储器(DRAM，SRAM)，属易失性。 磁带和磁盘等磁表面存储器，属非易失性。
2015年11月25日 11
双极型半导体存储器 随机存储器(RAM) MOS 存储器（静态、动态） 主存储器 掩膜型只读存储器MROM 可编程只读存储器PROM 可擦除可编程只读存储器 (EPROM，EEPROM) 快擦型存储器
2015年11月25日
一般擦除信息需用紫外线照射l5~20分钟。
27
4.3.4 电可擦除可编程序的EEPROM
电可擦除可编程序的ROM也称为EEPROM即 E2PROM。其工作原理与EPROM类似，在E2PROM中， 漏极上面增加了一个隧道二极管，它在第二栅极与漏极之 间的电压VG的作用下，可以使电荷通过它流向浮动栅； 若VG的极性相反也可以使电荷从浮动栅流向漏极，所用
南京理工大学
2012年
2015年11月25日 1
授课教师: 殷代红 制 作 者: 殷代红
邮箱：yindh07@
2015年11月25日 2
第四章 存储器系统
2015年11月25日
3
第四章 存储器系统
4.1 概述 4.2 读写存储器RAM 4.3 只读存储器ROM 4.4 存储器芯片扩展与CPU的连接 4.5 高速缓冲存储器Cache 4.6 虚拟存储器
2015年11月25日 7
2．按存储器的存取方式分类
按存取方式可分为随机存取存储器、只读存储器等
(1)
随机存储器 RAM (Random Access Memory)
随机存储器 (又称读写存储器 )是指通过指令可以随机地对 各个存储单元进行读和写，在计算机系统中，主存储器大都 采用随机存储器。 按照存放信息的方式不同，随机存储器又可分为静态和动 态两种。静态RAM(SRAM)是以双稳态元件作为基本的存储 单元来保存信息，而动态RAM (DRAM)是靠电容来存放信 息的，使得这种存储器中存放的信息容易丢失，必须定时进 行刷新。
2015年11月25日
4.2 读写存储器RAM
读写存储器分为静态RAM与动态RAM两种。
4.2.1 静态 RAM (SRAM)
1．基本存储单元
静态RAM的基本存储单元是由两个增强型的
NM0S反相器交叉耦合而成的触发器。每个基本 的存储单元由六个MOS管构成，所以，静态存 储电路又称为六管静态存储电路。
2．存储体
一个基本存储单元只能保存一位二进制信息，若要存放 M×N个二进制信息，就需要用M×N个基本存储单元，它 们按一定的规则排列起来，由这些基本存储单元所构成的 阵列称为存储体或存储矩阵。如 8k×8 表示存储体中一共
8K个存储单元，每个存储单元存放8位二进制数据。
8×1024×8=65536 基本存储单元
2015年11月25日 20
六管静态存储单元
VCC(+5V) X地址
译码线
VCC T3 T4
B T6
A
T3
T4
B
T5 A T1 T2
T1
T2
D0 D0
T1 、T2 为控制管 T3、 T4 为负载管 T5、T6 为门控管
2015年11月25日
T7 (I/O)
接Y地址译码器
T8 I/O
21
静态存储电路结构组成原理图
2015年11月25日 15
(2) 双译码
在双译码结构中，将地址译码器分成行译码器(又叫X 译码器)和列译码器(又叫Y译码器)两部分，行列选择线交 叉处即为所选中的内存单元，这种方式的特点是译码输出 线较少。如下图所示。
2015年11月25日