1、微機(jī)原理和接口技術(shù)，第1章微機(jī)系統(tǒng)概要，教學(xué)要點(diǎn)，計(jì)算機(jī)中數(shù)的顯示方法，微機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成，微機(jī)的工作過程，H -顯示16進(jìn)制Q -顯示8進(jìn)制B -顯示2進(jìn)制d (或不顯示)- 10進(jìn)制，1.1計(jì)算機(jī)中數(shù)的顯示數(shù)字之間BCD碼、ASCII碼、漢字碼、1.1計(jì)算機(jī)中的多種顯示方法BCD碼、組合BCD碼(或壓縮BCD碼)、不組合BCD碼(或未壓縮BCD碼)、或0100 ) 00110111，4 0100 ) 1000 1100、10進(jìn)制調(diào)整、10進(jìn)制調(diào)整規(guī)則、2個BCD數(shù)相加的結(jié)果大于1001時，本位相加0110調(diào)整的2個BCD數(shù)相加后，結(jié)果本位為1001以下，但后4位進(jìn)位到上位，0110調(diào)整也相加調(diào)

2、整示例，48？ 0100)10001100)011000010010、5448？ 01010100 ) 010010010011100 ) 0110101000010 ) 01100001000010，ASCII碼，ascii (americannationalstandardcodd，漢字碼，帶符號數(shù)的顯示，校正計(jì)算機(jī)如何其侑位稱為數(shù)值位。 機(jī)器數(shù)和真值、源代碼、反轉(zhuǎn)代碼、補(bǔ)充代碼對于相同的機(jī)器數(shù)，如果編碼方式不同，對應(yīng)的真值可能不同。 對于源代碼、反轉(zhuǎn)代碼、補(bǔ)充代碼的說明，帶符號數(shù)的表示都是針對特定的字長的。 例如，8位二進(jìn)制資源，16位二進(jìn)制互補(bǔ)碼。 帶符號數(shù)的表示都有確定范圍，超出范圍

3、稱為溢出。 中的組合圖層性質(zhì)變更選項(xiàng)。 大多數(shù)校正器都使用互補(bǔ)代碼來表示有符號的數(shù)量，例如8086/8088。 1.2微電腦系統(tǒng)構(gòu)成重要的里程碑，1971年，英特爾公司修訂了世界上第一個微處理器芯片Intel4004。 1946年，出現(xiàn)了世界上第一臺數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC。人類首臺計(jì)算機(jī)ENIAC、英特爾4004和計(jì)算機(jī)、發(fā)展歷史、蘋果- I、蘋果- ii、IBM PC系列機(jī)、8088CPU、IBM PC機(jī)、IBM PC/AT微機(jī)系統(tǒng)啟動和操作系統(tǒng)加載、 相關(guān)聯(lián)的兩個概念系統(tǒng)BIOS:BIOS是直接與硬件相關(guān)的基本代碼，它為操作系統(tǒng)提供控制硬件設(shè)備的基本功能。 BIOS一般存儲于ROM內(nèi)，占有的

4、地址空間為F0000HFFFFFH。 復(fù)位地址： FFFF0H。 1.1.4，啟動過程的第一步：我們按下電源開關(guān)，CPU得到的啟動地址為FFFF0H，CPU從FFFF0H取出指令，執(zhí)行指令。 只有跳轉(zhuǎn)命令才能將系統(tǒng)BIOS放在這里，跳轉(zhuǎn)到系統(tǒng)BIOS的實(shí)際啟動程序。 步驟2 :系統(tǒng)BIOS啟動程序應(yīng)該首先進(jìn)行開機(jī)自檢(POST )。 步驟3 :系統(tǒng)BIOS啟動程序執(zhí)行的最后一項(xiàng)任務(wù)是按照用戶指定的啟動順序從軟盤、硬盤或光驅(qū)加載操作系統(tǒng)。微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個級別：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置、微計(jì)算機(jī)配置塊、微處理器、存儲器、總線、輸入輸出設(shè)備、接口、微處理器配置、運(yùn)算器、控制器、寄存器組、算術(shù)邏輯運(yùn)算和位移也

5、被稱為算術(shù)邏輯單元ALU，其中，核心是累加器。 參加運(yùn)算的操作數(shù)來自累加器和內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。 控制器是整個計(jì)算機(jī)的控制、指揮中心。 主要功能是控制命令執(zhí)行的過程和順序。 主要由程序計(jì)數(shù)器PC、指令寄存器IR、指令解碼器ID、控制邏輯PLA等構(gòu)成。 通常由多個發(fā)射器組成，主要用于臨時存儲CPU運(yùn)行程序時常用的數(shù)據(jù)和地址。控制器、程序計(jì)數(shù)器PC、控制器、指令寄存器IR、指令解碼器ID、控制邏輯部件PLA、時序電路、地址寄存器AR、數(shù)據(jù)寄存器DR、微處理器、AR、DR、PC， 255地址總線AB、存儲器、寄存器組、運(yùn)算器、控制邏輯、指令解碼器、指令寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、數(shù)據(jù)總線DB、系統(tǒng)總線、總線(bu

6、s )、總線是傳送信息的公共導(dǎo)線組。 公共汽車是傳遞信息的共同渠道。 微機(jī)系統(tǒng)采用總線連接系統(tǒng)的功能部件。 總線信號是地址總線AB、傳輸?shù)刂沸畔⒌臄?shù)據(jù)總線DB、傳輸數(shù)據(jù)信息的控制總線CB、對傳輸控制信息的總線供電、接地等其他輔助信號、系統(tǒng)總線、總線信號地址總線AB (address bus )是CPU存取的備忘錄根據(jù)輸出o端口的地址線的多少，在決定系統(tǒng)直接地址存儲器的范圍數(shù)據(jù)總線DB (data bus) CPU讀取動作時，當(dāng)外部數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線傳送到CPU CPU寫入動作時，CPU數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線傳送到外部數(shù)據(jù)確定能夠一次傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)控制總線CB (control bus )協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各部

7、的動作，用于傳送來自CPU的控制信息和被發(fā)送到CPU的狀態(tài)信息。 控制總線決定了系統(tǒng)總線的特征，如功能、適應(yīng)性等。 注意：通常，將數(shù)據(jù)總線的位數(shù)小于字長的校正功能(例如8088 )稱為基準(zhǔn)字長校正功能。 注意：數(shù)據(jù)總線的位數(shù)與CPU的運(yùn)算器的位數(shù)(即字長)一致，但也有不一致的情況。 數(shù)據(jù)總線： 16位8086地址總線： 20位16位字長數(shù)據(jù)總線： 8位8088地址總線：在連接到20位系統(tǒng)總線的各個設(shè)備中，在某個時刻只能向一個發(fā)送者發(fā)送信號，但是多個設(shè)備可以同時從總線獲取信號優(yōu)點(diǎn)能夠減少設(shè)備中的信息傳輸線的數(shù)量，簡化系統(tǒng)配置，提高設(shè)備的可靠性。 能夠容易地?cái)U(kuò)展存儲器芯片和I/O接口芯片。存儲器按

8、照馮諾依曼架構(gòu)存儲程序并將程序和數(shù)據(jù)預(yù)先寫入存儲器的程序控制，即計(jì)算機(jī)根據(jù)程序的要求自動發(fā)揮工作存儲器的作用：用于存儲程序和數(shù)據(jù)的分類存儲器(對外部存儲(輔助存儲) RAM、ROM CPU的存儲器的訪問約為cs、輸入輸出接口及外部設(shè)備、輸入設(shè)備鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、攝像機(jī)、觸摸屏等輸出設(shè)備顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、音響設(shè)備等， 配置軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)MS-DOS、Windows、Linux/Unix計(jì)算機(jī)語言及其編譯處理系統(tǒng)機(jī)器語言、匯編語言、高級語言匯編程序、解釋器、編譯器應(yīng)用程序軟件會計(jì)軟件、繪圖、事務(wù)、網(wǎng)絡(luò)等指令的作業(yè)過程機(jī)械代碼為了容易記憶，常把英語縮寫稱為指令助記符號。 裝配命令進(jìn)程讀取命

9、令執(zhí)行命令執(zhí)行指、模擬機(jī)器存儲器結(jié)構(gòu)、存儲單元內(nèi)容(命令、數(shù)據(jù))地址：從0開始的無符號整數(shù)、在02H單元中存儲一個數(shù)據(jù)34H，表示為02H34H，這兩個完全不同制定準(zhǔn)備工作匯編資源程序。 翻譯(匯編)成機(jī)器語言指令。 數(shù)據(jù)和程序通過輸入設(shè)備傳送到內(nèi)存。 程序一共有3個命令，5個字節(jié)。 假設(shè)它們存儲在從00H單元開始連續(xù)的5個存儲器單元中。、第1指令的取出過程、第1指令的執(zhí)行過程、第2指令的取出過程、第2指令的執(zhí)行過程、8086/8088微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、8086CPU由執(zhí)行單元EU(Execution Unit )總線接口單元bu這2個獨(dú)立的處理單元構(gòu)成的BIU 管理輸出寄存器和標(biāo)志寄存器的1

10、6位運(yùn)算(數(shù)據(jù)運(yùn)算和操作數(shù)偏移地址的運(yùn)算)、數(shù)據(jù)傳輸和處理、EU的作用、8086/8088微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、BIU執(zhí)行所有“外部總線”周期，并將系統(tǒng)總線控制信號EU根據(jù)由EU校正的16位地址和16位段地址來校正20位物理地址，訪問存儲器或輸入/輸出接口以提取數(shù)據(jù)傳輸指令隊(duì)列，并且EU將EU的結(jié)果發(fā)送到執(zhí)行/指定位置。BIU的角色、8086/8088微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、EU和BIU兩個單元在大多數(shù)情況下可以獨(dú)立運(yùn)行和并行執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)指令預(yù)取(指令讀取和執(zhí)行的流水線動作)、8088的指令執(zhí)行過程1.2.2.1 8088通用的16位寄存器(1)數(shù)據(jù)寄存器： AX BX CX DX (2)索引寄存器： S

11、I DI (3) 8個通用8位寄存器AX: AH AL BX: BH BL CX: CH CL DX: DH DL，(1)數(shù)據(jù)寄存器也可以分為高8位和低8位兩種用于算術(shù)、邏輯運(yùn)算及與外圍設(shè)備傳送信息的BX稱為基本地址寄存器，存儲器地址CX稱為計(jì)數(shù)器，并且在指令(諸如循環(huán)或串行操作)內(nèi)的隱含計(jì)數(shù)器DX稱為數(shù)據(jù)寄存器保存雙字長數(shù)據(jù)的前16位或者周邊端口的地址、數(shù)據(jù)寄存器、(2)用于對存儲棧內(nèi)的數(shù)據(jù)SP進(jìn)行地址的棧指針寄存器、棧的開頭位置(偏移地址) 將BP指示為基本指針寄存器的指針寄存器堆棧段中的數(shù)據(jù)的基本地址SP和BP寄存器與SS段寄存器聯(lián)合來表示確定堆棧段中的存儲單元地址，也可以將指針寄存器、

12、堆棧(Stack 在以8088/8086形成的微機(jī)系統(tǒng)中，將堆棧區(qū)域稱為堆棧段。(3)索引寄存器、16位索引寄存器SI和DI經(jīng)常被用于存儲索引方式時提供的地址SI為源地址寄存器、DI為目的地址寄存器DI還有特殊的使用方法1.2.2.2控制寄存器(1)指令指針寄存器IP， IP(Instruction Pointer )是指令指針寄存器，主存儲器指令的位置伴隨著指令的執(zhí)行，IP自動修改為指示有下一指令的存儲器位置IP寄存器是專用寄存器IP寄存器和CS段， 1.2.2.2控制寄存器(2)標(biāo)志寄存器FR， FR用于保存16位程序狀態(tài)標(biāo)志寄存器(程序狀態(tài)字PSW )在8086/8088CPU的動作中的

13、狀態(tài)，反映指令執(zhí)行結(jié)果和控制指令執(zhí)行形式，作為程序設(shè)定修正中需要利用標(biāo)志的狀態(tài)的狀態(tài)標(biāo)志， 用于記錄程序執(zhí)行結(jié)果的狀態(tài)信息，并且按照許多指令的執(zhí)行，以程序需要的方式設(shè)定其CF ZF SF PF OF AF控制標(biāo)志，處理器執(zhí)行指令的方式DF IF TF，控制寄存器FR標(biāo)志的介紹、進(jìn)位標(biāo)志cf (caaf 設(shè)定運(yùn)算結(jié)果的最高位進(jìn)位() ，否則為cf 0，3 a h7CHB6h，無進(jìn)位： CF=0 AAH 7CH(1)26H，進(jìn)位： CF=1，進(jìn)位標(biāo)志CF(Carry Flag )，零標(biāo)志zf(zee，否則為ZF0， 3ah7chb6h，結(jié)果不是零： zf0 84H7CH(1)00H，結(jié)果是零： Z

14、F1，注意： ZF以1表示的結(jié)果是0，零標(biāo)志ZF(Zero Flag )，否則，SF 0，3 a h7CHB6h，最高比特d 71:s 最高位比特D70:SF0，由于帶符號數(shù)據(jù)在最高位比特中表示數(shù)據(jù)的符號，所以如果最高位比特是符號標(biāo)志的狀態(tài)，不是符號標(biāo)志sf(siign )，則為PF0， 3ah7chb6h10110110b的結(jié)果有5個“1”，其中奇數(shù)： PF0，pf標(biāo)志僅反映在至少8個比特中“1”的數(shù)目是偶數(shù)或奇數(shù)，即使執(zhí)行16比特字操作，和奇偶校驗(yàn)標(biāo)志pf (奇偶校驗(yàn))也不是偶數(shù)、溢出標(biāo)志of (溢出標(biāo)志)、什么是溢出？ 另一方面，處理器內(nèi)部的有符號8比特表示的整數(shù)范圍指示：當(dāng)32767 32768比特表示的范圍超過該范圍時，將發(fā)生溢出并且有符