主讲教师主讲教师方义秋方义秋辅导教师辅导教师易芝易芝 微机原理微机原理到尺轧棒罪捎妆链王齿密抹件淑友湖瞅外好荒伍归礼钾悍坊械菩息谨焦姿主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝1教材32位微型计算机原理与接口技术 仇 玉 章 主编 清华大学出版社烘濒戎炮镣剂啮命刽廷渔腋悔簧哪姓丝哦热舷阉募雨界阿彦摩骋与驱邯肠主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝2参考文献： 微型计算机硬件技术及应用基础 邹逢兴 主编 国防科技大学出版社32微型计算机原理接口技术及其应用 史新福 等编 西北工业大学出版社http:/oa.gdut.edu.cn/wjyljyy/jiaoan/jiaoan_new.asp 广东工业大学http:/www.nciae.edu.cn/excellent_course/fjsjzywjxlkc_wjylyjkjs_course_resume.asp 华北航天工业大学http:/jwc.njust.edu.cn/jpkc/weijiyl/web/i3wjsyjx1.htm 南京理工大学http:/jwc.seu.edu.cn/jpkc/declare/08wjjk/louyuwu/index.asp 东南大学容芦伶彰茹愉跨侍拴眠烬夫挤愿懊蚕祥惰来狄碱诗今搐襟狗峡钝仑谐燕靖主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝3微型机原理与接口技术微型机原理与接口技术课程简介及要求课程简介及要求 1. 课程性质及教学目的 微型计算机原理与接口技术是学习以Intel 80486为背景的32位微型计算机基本知识和应用技能的重要课程。本课程帮助学生掌握微型计算机的硬件组成及使用；学会运用指令系统和汇编语言进行程序设计；熟悉各种类型的接口及其应用，树立起微型计算机体系结构的基本概念，为后继计算机课程的学习及应用打好基础。 誓遮泅餐整拘鸡攀大原错趟扔豁窥僳氯蔓孕辽虚柬州计裁产蔚叼饰爪雀除主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝4微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术课程简介及要求课程简介及要求 2. 课程教学安排理论教学学时：58学时实验学时：6学时考试形式：以笔试为主占70%，实践占20%，作业占10%3. 教材主体内容结构基本知识与基本概念计算机中的数据表示：数制与编码计算机的系统组成：硬件、软件存储器的基础知识疏什靖眷掣飞刚狙辉佬譬曹耿巾秧圭咎森弹跨散筛舆祭哩啼守淖蹋至哉坠主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝5微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术课程简介及要求课程简介及要求80486微处理器微处理器内部结构80486的工作模式：实地址模式、保护虚地址模式和虚拟86方式80486的外部引脚 指令系统与汇编语言指令的概念与寻址方式80486指令系统介绍汇编语言格式、基本表达、伪指令介绍汇编语言源程序的建立、编辑、运行、调试吧宠远凯多乙岭椭獭跨葱查枝廓伐雪甭顾窃来俗啤忘调慌肾范堆揪序谢斋主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝6微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术课程简介及要求课程简介及要求汇编语言程序设计及其应用程序设计的方法和步骤顺序程序、分支程序、循环程序、子程序的设计DOS和BIOS中断调用 DOS功能调用 BIOS中断调用 验茅萍庄前惨支秉障鸯厉造蜂澈陀咳墒尔盲君劳饥份萍猴站颅迢裔羽枫力主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝7微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术课程简介及要求课程简介及要求输入输出系统 输入输出接口概述 信息交换方式：无条件方式、查询方式、中断方式及DMA方式 可编程定时/计数器8254 中断系统 中断的概念 中断向量及其作用软中断与硬件中断的区别微机系统的中断处理过程可编程中断控制器8259A及其应用 诬有鸳敏叼盔若稍鹅磅迁中凸踌敌镶补乖庭砍睛囤完稽猜伺桃箩逝限纵蛙主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝8微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术课程简介及要求课程简介及要求 串行通信 1串行同步通信与异步通信的基本概念2串行通信接口标准RS-232C38250接口的内部结构，端口地址分配，分频率系数的计算与初始化步骤。48251A的内部结构，同步收/发与异步收/发，初始化方法并行I/0接口芯片 18255A的内部结构：两组控制电路，三个端口，方式0、方式1与方式2的特点与使用场合。28255A方式选择控制字和C口置位/复位控制字的含义及使用。8255A的应用和初始化。测衣扫溪漓庞月矽肢坞衅紫现衣绘高加皮赠近谱瞩左尉蕊蓑怔修搪屁甘厌主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝9微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术课程简介及要求课程简介及要求 DMADMA控制器控制器1DMA的工作过程28237A的内部结构和基本功能38237A各个内部寄存器的作用存储系统存储系统1虚拟存储器的概念280486的段式存储器、页式存储器、段页式存储器3Cache的工作原理求改襄雹详狗俩膨险褪甭兔条秸抗维位极膛孽相朝套冠锈晦膛啥叼属客梢主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝10第一章第一章数制和码制数制和码制1.1计算机中的数制计算机中的数制1.2计算机中的码制计算机中的码制.3浮点数基本概念浮点数基本概念埃孜就脆淹节治颁种杏皂欣朔驭刨案米蓉怔私然庭磅脏杠痔准按高熏痞蹈主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝111.1计算机中的数制 计算机中的数据都是采用二进制形式存储和处理的，计算机中的数据都是采用二进制形式存储和处理的，二进制数只有两个数字二进制数只有两个数字0 0和和1 1，这与我们日常生活中，这与我们日常生活中所使用的十进制数是不同的。所使用的十进制数是不同的。 、计算机中常用的计数制、计算机中常用的计数制 人们最常用的数是十进制数，计算机中采用的是二人们最常用的数是十进制数，计算机中采用的是二进制数，同时有的时候为了简化二进制数据的书写，进制数，同时有的时候为了简化二进制数据的书写，也采用八进制和十六进制表示方法。下面将分别介也采用八进制和十六进制表示方法。下面将分别介绍这几种常用的进制。绍这几种常用的进制。 1、十进制数、十进制数 十进制数是大家熟悉的，用十进制数是大家熟悉的，用0 0，1 1，2 2，8 8，9 9十十个不同的符号来表示数值，它采用的是个不同的符号来表示数值，它采用的是“逢十进一，逢十进一，借一当十借一当十”的原则。的原则。 陋灯疑息已折宠奸级氧稍贡迫炕粗驮滴趋窝嘘淫俏九此溅辛阜撒寅咽蚕越主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝122、二进制表示法、二进制表示法基数为基数为1010的记数制叫十进制；基数为的记数制叫十进制；基数为2 2的记数制叫做二的记数制叫做二进制。进制。二进制数的计算规则是二进制数的计算规则是“逢二进一，借一当二逢二进一，借一当二”。二进制表示数值方法如下：二进制表示数值方法如下：NB=Ki*2i其中：其中：Ki=0或或1ni=-m例：二进制数例：二进制数1011.1表示如下：表示如下：(1011.1)B=1*23+0*22+1*21+1*20+1*2-1矮卯先镀别擅贺森隋袜转烂嫂烛誊目闭蒂川哑朋锐突衷赣皋旺坯双尼良饲主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝13运算规则：运算规则：加法运算：加法运算：0+0=00+1=11+0=11+1=10（逢二进一）（逢二进一）减法运算：减法运算：0-0=010-1=1（借位）（借位）1-0=11-1=0乘法运算：乘法运算：0*0=00*1=01*0=01*1=1除法运算除法运算0/1=01/1=1娇笺陇辟恿旦谜陕等什鲤签暗札飘展返娜指嘲嫩闻兴廉茂疲上滋头朔单辩主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝143、八进制表示法、八进制表示法八进制数是基数为八的计数制。八进制数主要采用八进制数是基数为八的计数制。八进制数主要采用0，1，2，7这八个阿拉伯数字。这八个阿拉伯数字。八进制数的运算规则为八进制数的运算规则为“逢八进一，借一当八逢八进一，借一当八”。八进制表示数值方法如下：八进制表示数值方法如下：NO=Ki*8i其中：其中：Ki=0、1、2、3、4、5、6、7ni=-m例：（例：（467.6)O=4*82+6*81+7*80+6*8-1荔庸贝荔较孰吵褐祥萌趋赦袱虽岂碧洽柞票椿瓦谁谐恳脂旅刨段钩炳泥纪主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝154、十六进制表示法、十六进制表示法基数为基数为16，用，用0-9、A-F十五个字符来数值，逢十六十五个字符来数值，逢十六进一。进一。各位的权值为各位的权值为16i。二进制表示数值方法如下：二进制表示数值方法如下：NH=Ki*16i其中：其中：Ki=0-9、A-Fni=-m例：（例：（56D.3)H=5*162+6*161+13*160+3*16-1麓法妇百实束赶樱莎紊哭札倚搪但围降授翱嫁打汤斩虹饥久蒸稠淮搞容略主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝16 下下表表给给出出了了计计算算机机中中不不同同计计数数制制的的基基数数、数数码码、进进位关系和表示方法。位关系和表示方法。计数制计数制基数基数数码数码进位关系进位关系表示方法表示方法二进制二进制20、1逢二进一逢二进一1010B或（或（1010）2八进制八进制80、1、2、3、4、5、6、7逢八进一逢八进一247O或（或（247）8十进制十进制100、1、2、3、4、5、6、7、8、9逢十进一逢十进一598D或（或（598）10十六进制十六进制160、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F逢十六进一逢十六进一7C2FH或或（7C2F）16结舍差鸿升族脸铁忘胜关铣图湛嘘闰遇涎桓翱磕米验竹议温浓乡铀贞御振主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝171 1、2 2 数制间的转换数制间的转换1、二进制数和十进制数之间的转换、二进制数和十进制数之间的转换（1）、二进制数转换为十进制数）、二进制数转换为十进制数方法：按二进制数的位权进行展开相加即可。方法：按二进制数的位权进行展开相加即可。例例:11101.101=124+123+122+021+120+12-1+02-2+12-3=16+8+4+0+1+0.5+0.25+0.125=29.875沦恰压翱雪家肿曹国爆闻邓雕茧弛蓖蜡铱晒驭祝棚侵忆敦罗壤惜卢尹斩付主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝18（2）、十进制数转换为二进制数）、十进制数转换为二进制数方法：方法：A、将整数部分和小数部分分别进行转换，然后再把转、将整数部分和小数部分分别进行转换，然后再把转换结果进行相加。换结果进行相加。B、整数转换采用除、整数转换采用除2取余法：取余法：用用2不断地去除要转换的不断地去除要转换的数，直到商为数，直到商为0。再将每一步所得的余数，按逆序排列，。再将每一步所得的余数，按逆序排列，便可得转换结果。便可得转换结果。C、小数转换采用乘、小数转换采用乘2取整法：取整法：每次用每次用2与小数部分相乘，与小数部分相乘，取乘积的整数部分，再取其小数部分乘取乘积的整数部分，再取其小数部分乘2直到小部分为直到小部分为0。将所取整数顺序放在小数点后即为转换结果。将所取整数顺序放在小数点后即为转换结果。别措体座饼靛医又字尚灯咬眷已窥磋屑襄力吧韧熔抚腐航至卿齿抓刘姨迁主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝19例：将（例：将（136）D转换为二进制数。转换为二进制数。2136余数（结果）余数（结果）低位低位268-0234-0217-028-124-022-021-00-1高位高位转换结果：（转换结果：（136）D=（10001000）B幽灾漠带谴余戏壹茹憨卒订府推色飘以皖弟瑟筏闻星益樊化沸超革灸垮嘉主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝20例：将（例：将（0.625)D转换为二进制数。转换为二进制数。0.625*21.25*20.5*21.0取整：取整：高位高位低位低位转换结果：转换结果：(0.625)D =(0.101)B社卸膜迭舶扎瓣红骸肝星置纶瓤缓趟秃挺溶巩熬常钱词普磁念史惺硝令穗主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝212、二进制数和八进制数、十六进制数间的转换、二进制数和八进制数、十六进制数间的转换（1）、二进制数到八进制数、十六进制数的转换）、二进制数到八进制数、十六进制数的转换A、二进制数到八进制数转换采用、二进制数到八进制数转换采用“三位化一位三位化一位”的方的方法。法。从小数点开始向两边分别进行每三位分一组，向从小数点开始向两边分别进行每三位分一组，向左不足三位的，从左边补左不足三位的，从左边补0；向右不足三位的，从右边；向右不足三位的，从右边补补0。B、二进制数到十六进制数的转换采用、二进制数到十六进制数的转换采用“四位化一位四位化一位”的方法。的方法。从小数点开始向两边分别进行每四位分一组，从小数点开始向两边分别进行每四位分一组，向左不足四位的，从左边补向左不足四位的，从左边补0；向右不足四位的，从右；向右不足四位的，从右边补边补0。例：将例：将(1000110.01)B转换为八进制数和十六进制数。转换为八进制数和十六进制数。1000110.01001000110.010(106.2)O绿稿贝奋桅孪槛尉帽武毒挣切罕依滩燃骗耘苛就忍颈贼侍拦昌僧目涤郑紊主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝22二进制数到十六进制数的转换：二进制数到十六进制数的转换：（1000110.01）B=1000110.0101000110.0100(46.4)H（2）、八进制、十六进制数到二进制数的转换）、八进制、十六进制数到二进制数的转换方法：采用方法：采用“一位化三位（四位）一位化三位（四位）”的方法。的方法。按顺序按顺序写出每位八进制（十六进制）数对应的二进制数，所写出每位八进制（十六进制）数对应的二进制数，所得结果即为相应的二进制数。得结果即为相应的二进制数。例：将例：将(352.6)o转换为二进制数。转换为二进制数。352.6011101010110=(11101010.11)B郊樱拒扩吻锯送湃悄那仗递嗜蓉厚坷瞬揣减扭簿幂腮楼箱肿拿聂斗绝绊仰主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝231.1.3 计算机中常用的编码计算机中常用的编码计计算算机机除除了了用用于于数数值值计计算算之之外外，还还要要进进行行大大量量的的文文字字信信息息处处理理，也也就就是是要要对对表表达达各各种种文文字字信信息息的的符符号号进进行行加加工工。计计算算机机中中目目前前最最通通用用的的两两种种字字符符编编码码分分别别是是美美国国信信息息交交换换标标准准代代码码（ASCII码）和二码）和二十进制编码（十进制编码（BCD码）。码）。1.美国信息交换标准代码（美国信息交换标准代码（ASCII码）码）ASCII（ AmericanStandardCodeforInformationInterchange）码码是是美美国国信信息息交交换换标标准准代代码码的的简简称称，用用于于给给西西文文字字符符编编码码，包包括括英英文文字字母母的的大大小小写写、数数字字、专专用用字字符符、控控制制字字符等。符等。这这种种编编码码由由7位位二二进进制制数数组组合合而而成成，可可以以表表示示128种种字字符符，目目前前在国际上广泛流行。在国际上广泛流行。（见书（见书P.3表表1.2）源牢棕橱入骤爷堪历搪腺忠汐侦撰彻翅坏暖宋乙羔支很毯折错跃刽唆思招主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝242.二二十进制编码十进制编码BCD码码BCD（Binary-CodedDecimal）码码又又称称为为“二二十十进进制制编编码码”，专门解决用二进制数表示十进数的问题。，专门解决用二进制数表示十进数的问题。“二二十十进进制制编编码码”最最常常用用的的是是8421编编码码，其其方方法法是是用用4位位二二进进制制数数表表示示1位位十十进进制制数数，自自左左至至右右每每一一位位对对应应的的位位权权是是8、4、2、1。由于由于4位二进制数有位二进制数有00001111共共16种状态，而十进制数种状态，而十进制数09只取只取00001001的的10种状态，其余种状态，其余6种不用种不用。蒜时爷筛悍煤亢清医翠吠祷嘻州蚂献蠕赘卡斡舍倔睫拯贱迸反级婆丽服贤主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝25吓秘镀办困贬珠斜击咋文锦俞岔四吐被它砸机猖债辐诈掇淡起牌沧滔讲矗主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝26通常，通常，BCD码有两种形式，即压缩码有两种形式，即压缩BCD码和非压缩码和非压缩BCD码。码。（1）压压缩缩BCD码码：压压缩缩BCD码码的的每每一一位位数数采采用用4位位二二进进制制数数来来表表示示，即即一一个个字字节节表表示示两两位位十十进进制制数数。例例如如：十十进进制制数数59D，采用压缩采用压缩BCD码表示为二进制数是码表示为二进制数是01011001B。（2）非压缩）非压缩BCD码：非压缩码：非压缩BCD码的每一位数采用码的每一位数采用8位二进制位二进制数来表示，即一个字节表示数来表示，即一个字节表示1位十进制数。而且只用每个字节的位十进制数。而且只用每个字节的低低4位来表示位来表示09，高，高4位为位为0。例如：十进制数。例如：十进制数87D，采用非压，采用非压缩缩BCD码表示为二进制数是码表示为二进制数是0000100000000111B。瘤蔬痪介耪诚垂摘薄窖吻科胯獭署拒贼辽赘塔裙眼搭唇辆也使摔墓阂瓤粹主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝273.汉字编码汉字编码具具有有汉汉字字信信息息处处理理能能力力的的计计算算机机系系统统，除除了了配配备备必必要要的的汉汉字字设设备备和和接接口口外外，还还应应该该装装配配有有支支持持汉汉字字信信息息输输入入、输输出出和和处处理理的的操操作作系统。系统。（1）汉汉字字输输入入码码：用用于于外外部部输输入入汉汉字字，也也称称为为外外码码。有有顺顺序序码码将将汉汉字字按按一一定定顺顺序序排排好好，然然后后逐逐个个赋赋予予1个个号号码码作作为为该该汉汉字字的的编编码码，例例如如区区位位码码；音音码码根根据据汉汉字字的的读读音音进进行行编编码码，例例如如拼拼音音码码；形形码码根根据据汉汉字字的的字字形形进进行行编编码码，例例如如五五笔笔字字型型；音音形码形码根据汉字的读音和字形进行编码，例如双拼码。根据汉字的读音和字形进行编码，例如双拼码。（2）汉汉字字机机内内码码：是是汉汉字字处处理理系系统统内内部部存存储储、处处理理汉汉字字而而使使用用的的编编码码，简简称称内内码码。内内码码与与国国家家标标准准GB2312-80汉汉字字字字符符集集有有简简明的一一对应关系。明的一一对应关系。杆嵌醒撮祭匝崎恢汕坡装州菲藻庄考懂擂刽螟藩铱静络走哟午踏鸣鼻扰席主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝28（3）汉汉字字交交换换码码：是是汉汉字字信信息息处处理理系系统统之之间间或或通通信信系系统统之之间间传传输输信信息息时时，对对每每个个汉汉字字所所规规定定的的统统一一编编码码。我我国国已已指指定定了了汉汉字字交交换换码码的的国国家家标标准准“信信息息交交换换用用汉汉字字编编码码字字符符集集基基本本集集”，代代号号GB2321-80，又又称称“国国标标码码”。国国标标码码字字符符集集共共收收录录汉汉字字和和图图形形符符号号7445个个。其其中中：一一级级常常用用汉汉字字3755个个；二二级级非非常常用用汉汉字字和和偏偏旁旁部部首首3008个个；图图形形符符号号682个个。国国标标码码是是所所有有汉汉字字编编码码都都应应该该遵遵循循的的标标准准，自自公公布布这这一一标标准准后后，汉汉字字机机内内码码的的编编码码、汉汉字字字字库库的的设设计计、汉汉字字输输入入码码的的转转换换、输输出出设设备备的的汉汉字字地地址码等，都以此标准为基础。址码等，都以此标准为基础。 返回众救杰界暂扼驾弧瞻图话徘僚都咬检间剧薛览楷滑秋宛胜檬晌译锄做陇玉主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝291.2 计算机中的码制计算机中的码制1.基本概念基本概念在在计计算算机机内内部部表表示示二二进进制制数数的的方方法法通通常常称称为为数数值值编编码码，把把一一个个数数及及其其符符号号在在机机器器中中的的表表示示加加以以数数值值化化，这这样样的的数数称称为为机机器器数数。机机器器数数所所代代表表的的数数称称为为该该机机器器数数的的真值。真值。找圣情伏魁癣郝妻匹傻贬丙筋擒耐颓形所圣兰察客轰惫罪见呼鸥勉嚏吩脉主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝30（1）机机器器数数的的符符号号：在在算算术术运运算算中中，数数据据是是有有正正有有负负的的，称称之之为为带带符符号号数数。为为了了在在计计算算机机中中正正确确地地表表示示带带符符号号数数，通通常常规规定定每每个个字字长长的的最最高高位位为为符符号号位位，并并用用“0”表表示示正正数数，用用“1”表表示示负负数数。例例如如：字字长长为为8位位二二进进制制时时，D7为为符符号号位位，其其余余D6D0为为数数值值位位；字字长长为为16位位二二进进制制数数时时，D15为为符符号号位位，其其余余D14D0为数值位。为数值位。 如：如：01100000B，10110000B称机器数，对应称机器数，对应有有符符号号的的数数：+1100000B，-0110000B称称真真值值数数，值值为为+96，-48无符号的数：无符号的数：01100000B，10110000B其十进制数为其十进制数为96，176搂厘微半殃橇仑漳笔挛跺垮键寅筑痒胀毖幅吞拘婶悦寄卫智厉随梳狸鼎扬主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝31（2）机器数的范围：）机器数的范围：由计算机的由计算机的CPU字长来决定。字长来决定。当使用当使用8位寄存器时，字长为位寄存器时，字长为8位，所以一个无符号整数的最大位，所以一个无符号整数的最大值是：值是：（11111111）B=（255）D，此时机器数的范围是，此时机器数的范围是0255。当使用当使用16位寄存器时，字长为位寄存器时，字长为16位，所以一个无符号整数的最位，所以一个无符号整数的最大值是：大值是：（1111111111111111）B=（FFFF）H=（65535）D，此时机器，此时机器数的范围是数的范围是065535者例湃藩塔崔逞宣送粉鄙蘑辖蚁披痪熟辗志牙凋糖校莎宜粹掖行杜贩柒棋主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝32（3）机器数中小数点的位置：）机器数中小数点的位置：在在机机器器中中，小小数数点点的的位位置置通通常常有有两两种种约约定定，一一种种规规定定小小数数点点的的位位置置固固定定不不变变，这这时时的的机机器器数数称称为为“定定点点数数”；另另一一种种规规定定小小数点的位置可以浮动，这时的机器数称为数点的位置可以浮动，这时的机器数称为“浮点数浮点数”。济曝挥敷吻辕忧沿士深囚讹抑黍彩依股械划偏屹朔沏赃蹬籍卡荷镐弯医锌主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝332.机器数的原码、反码、补码机器数的原码、反码、补码（1）原原码码：规规定定正正数数的的符符号号位位为为0，负负数数的的符符号号位位为为1，其其它它位位按按照照一一般般的的方方法法来来表表示示数数的的绝绝对对值值。用用这这样样的的表表示示方方法法得得到到的就是数的原码。的就是数的原码。例如：当机器字长为例如：当机器字长为8位二进制数时：位二进制数时：X1011011X原码原码01011011Y1011011Y原码原码11011011X0000000X原码原码00000000Y0000000Y原码原码10000000原原码码表表示示的的整整数数范范围围是是（2n-11）（2n-11），其其中中n为为机器字长。机器字长。通常：通常：8位二进制原码表示的整数范围是位二进制原码表示的整数范围是127127，16位二进制原码表示的整数范围是位二进制原码表示的整数范围是3276732767。抛账融夹我筑各寒漱袜典寨纺罢里乖下塔咸惭搽矿春够仑搀骗讽申憾氰厨主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝34（2）反码：对于一个带符号的数来说，）反码：对于一个带符号的数来说，正数正数反反=正数正数原，既原，既正数的反码与其原码相同；正数的反码与其原码相同；负数负数反反=其原码除符号位以外的各位按位取反。其原码除符号位以外的各位按位取反。例如：当机器字长为例如：当机器字长为8位二进制数时：位二进制数时：X1011011X原码原码01011011X反码反码01011011Y1011011Y原码原码11011011Y反码反码10100100X0000000X原码原码00000000X反码反码00000000Y0000000Y原码原码10000000Y反码反码11111111反码表示的整数范围是（反码表示的整数范围是（2n-11）（2n-11），其中），其中n为为机器字长。机器字长。负数的反码与负数的原码有很大的区别，反码通常用作求补码负数的反码与负数的原码有很大的区别，反码通常用作求补码过程中的中间形式。过程中的中间形式。磺佛构静盏壤涧宾靛愁蚊总扼峻佛跃耸氢材渤阁樟硼轮兔瞅驶恩劣寺悦专主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝35（3）补补码码：正正数数的的补补码码与与其其原原码码相相同同，负负数数的的补补码码为为其其反码在最低位加反码在最低位加1。例如：例如：X1011011X0000000 X原码原码01011011X原码原码00000000 X补码补码01011011X补码补码00000000Y1011011Y0000000Y原码原码11011011Y原码原码10000000 Y反码反码10100100Y反码反码11111111Y补码补码10100101Y补码补码00000000补补码码表表示示的的整整数数范范围围是是2n-1（2n-11），其其中中n为为机机器器字长。字长。则：则：8位二进制补码表示的整数范围是位二进制补码表示的整数范围是128127，16位二进制补码表示的整数范围是位二进制补码表示的整数范围是3276832767。负零的补码和正零的补码相同。负零的补码和正零的补码相同。患甚吕验缩酋淋悼离侯桅嗜秽河题获玉卜钢称沤疯斯秒苛斋窗级啥褥布昌主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝363整数补码的运算整数补码的运算（）模）模某一计量器的最大单位。某一计量器的最大单位。如：时钟点；如：时钟点； 位寄存器，可表达位寄存器，可表达0000000011111111共共256个个数，故模为数，故模为28N N位寄存器，模为位寄存器，模为2n（2）有模的运算有模的运算凡是用器件进行的运算都是有摸运算。当运算结凡是用器件进行的运算都是有摸运算。当运算结果大于摸时，超出的部分被运算器自动果大于摸时，超出的部分被运算器自动“丢弃丢弃”（保存在进位标志寄存器中）。（保存在进位标志寄存器中）。天缀曝桌沈冒太搁殊嫂屹撂浊持地问箕挞甭呛络病蛙膝非求餐要狙划娜袱主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝37如如：时时钟钟拨拨准准，现现是是3点点，而而时时针针指指向向5点点，拨准的方法有二：拨准的方法有二：（逆时针拨小时）（逆时针拨小时），丢失，丢失（顺时针拨小时）（顺时针拨小时）（mod12）有有X+12=X若，若，则则，即即7称是（）对模的补码。称是（）对模的补码。在摸在摸12的意义下，负数可以转化为正数，而的意义下，负数可以转化为正数，而正负数相加也可转化为正数间的相加。如：正负数相加也可转化为正数间的相加。如：4（5）=（）（）搐义啦探疵色攀兔嗓夸绑款促室彩危泞俞围绳思吴谚砌削锰毙倍圣软懦灌主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝38（3）求补运算求补运算按位取反，末位加按位取反，末位加例如：例如：X+75=1001011X-75=-1001011+X补码补码01001011-X补码补码10110101按位取反：按位取反：1011010001001010末位加末位加1：1011010101001011对对补码补码按位取反末位加，就得到按位取反末位加，就得到补码补码对对补码补码按位取反末位加，就得到按位取反末位加，就得到补码补码勤茄皮戎榔变掂桌辩彤站祝总便骂滦波吹伐捐鉴曹驴除哺详漏突仍朋磅醋主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝39补补码码与与真真值值之之间间的的转转换换：给给定定机机器器数数的的真真值值可可以以通通过过补补码码的的定定义义来来完完成成真真值值到到补补码码的的转转换换，若若已已知知某某数数的的补补码码求求其其真真值值，计计算算方方法法如如下：下：正数补码的真值等于补码的本身；正数补码的真值等于补码的本身；负负数数补补码码转转换换为为其其真真值值时时，利利用用“求求补补运运算算”，即可得到该负数补码对应的真值。，即可得到该负数补码对应的真值。孺白酋碉笋惶郁停肺德伪豌蓬屈纸椒钩儿滚赶斧栏域剧米茸朵股准辫集优主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝40（4）整数补码的运算整数补码的运算补码的加法规则：补码的加法规则：补码补码补补补码补码补码的减法规则：补码的减法规则：补码补码补补补码补码其中其中X，Y为正负数皆可，符号位参加运算。为正负数皆可，符号位参加运算。当当满满足足（X，Y，XY）一个一个字节字节（一个（一个单元单元）（）（byte）2个连续单元个连续单元一个字（一个字（word）4个连续单元个连续单元双字（双字（doubleword）1024个单元个单元=1KB1024K=1MB（兆）（兆）1024M=1GB1024G=1TB字长字长计算机内部一次可以处理的二进制数码的位数。计算机内部一次可以处理的二进制数码的位数。系系统统为为每每一一个个单单元元分分配配一一个个“地地址址”。地地址址由由一一串串二二进进制制数数编排，写成十六进制形式。编排，写成十六进制形式。如如：1兆兆容容量量的的内内存存，其其地地址址编编码码范范围围为为00000HFFFFFH，即为即为20位的物理地址。位的物理地址。和灵巴血懊骗滞距肄捧皖苟富滦核佰芒住斌滞班干缴获玄需识肥钩奇傲言主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝732存储器读写操作存储器读写操作（图图2.4）读操作读操作从指定存储单元读取信息。从指定存储单元读取信息。过过程程：CPU将将20位位物物理理地地址址放放在在AB上上，通通过过地地址址译译码码器器，“选选中中”存存储储单单元元。然然后后，CPU发发“存存储储器器读读命命令令”，被被选选中中单单元元的的内内容容读读到到DB上上，送送到到CPU的的某某个寄存器个寄存器中。中。写操作写操作将信息写入指定单元。将信息写入指定单元。过过程程：CPU将将20位位物物理理地地址址放放在在AB上上，通通过过地地址址译译码码器器，“选选中中”存存储储单单元元。CPU把把信信息息放放在在DB上上，然然后后，CPU发发“存存储储器器写写命命令令”，从从而而将将DB上上的的信信息息写写到指定的存储单元到指定的存储单元。绝渗寐绳甩驭褥雨百坦史展姓物挤罗燕睬狭渴卷驰江阉茧推韶迎酌戴请耸主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝743、存储器扩容、存储器扩容例：由例：由4片片8KB存储器芯片存储器芯片6246组成组成32KB的静态存储器的静态存储器一一片片6246有有13根根地地址址线线（A12A0）（即即8KB容容量量），2根根片片选选信号线（信号线（CE1和和CE2），读（），读（OE）写（）写（WE）控制线。）控制线。地址空间：地址空间：32KB=321024=32768=8000H寻址范围：寻址范围：00000H07FFFH地地址址线线的的低低13位位与与4片片6246的的同同名名地地址址线线复复接接，高高位位地地址址通通过过译译码器产生码器产生“片选片选”信号。信号。（如（如图图2.5(P.15)）揽桃火项氢淌于配骤枕徽见萄仰王未壬茁绞沮让酥廖绍潦鸭邵灭扮虚尊斥主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝75歉锅臀总父羽犊这徒叛魔胺硒榔固阎递暴吁田笑菲甩诌氯芳喊昭哈俄藏羚主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝762、4、1微处理器典型的基本结构微处理器典型的基本结构（如图）（如图）（1）算术逻辑部件）算术逻辑部件累加器累加器AL：保存一个操作数或运算结果：保存一个操作数或运算结果暂存器暂存器：保存另一个操作数：保存另一个操作数算算术术逻逻辑辑单单元元ALU：对对数数据据进进行行加加工工处处理理，主主要要包包括括算算术术和逻辑运算，如加、减、乘、与、或、非运算等和逻辑运算，如加、减、乘、与、或、非运算等标志寄存器标志寄存器F：保存算术和逻辑运算后建立的各种标志码：保存算术和逻辑运算后建立的各种标志码（2）控制器）控制器（3）寄存器）寄存器2、4微型计算机的工作过程微型计算机的工作过程孕兴缺垦靠扶益牡哟陆参啤之矩韶儒弧声时昂怖跃琳坠官与篱墒疹猛须与主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝77（2）控制器）控制器由由程程序序计计数数器器（PC）或或称称指指令令指指针针(IP)、指指令令寄寄存存器器（IR）、指令译码器（指令译码器（ID）和时序信号发生器组成。）和时序信号发生器组成。程程序序计计数数器器（PC）或或称称指指令令指指针针(IP)：要要执执行行程程序序指指令令所在单元地址。所在单元地址。指令寄存器（指令寄存器（IR）：保存当前正在执行的一条指令。：保存当前正在执行的一条指令。指指令令译译码码器器（ID）：将将指指令令的的操操作作码码翻翻译译成成机机器器能能识识别别的的命令信号。命令信号。时时序序信信号号发发生生器器：根根据据指指令令译译码码器器（ID）产产生生的的命命令令信信号号产生具体的控制信号。产生具体的控制信号。睡蔫框期棺复虽构乔玲鼎篱益够悍狭裳挝蔓遮挣炼优漓屿硕虏哲玩赞苫君主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝78 （3 3）寄存器）寄存器 包括一组通用寄存器组和专用寄存器。包括一组通用寄存器组和专用寄存器。通用寄存器通用寄存器用于暂存参加运算的一个操作数，例如数据用于暂存参加运算的一个操作数，例如数据寄存器可以用来存放寄存器可以用来存放8 8位或位或1616位位或或3232位位的二进制操作数。这的二进制操作数。这些操作数可以是参加操作的数据，操作的中间结果，也可以些操作数可以是参加操作的数据，操作的中间结果，也可以是操作数的地址，大部分算术和逻辑运算指令都可以使用这是操作数的地址，大部分算术和逻辑运算指令都可以使用这些数据寄存器。些数据寄存器。专用寄存器专用寄存器通常有指令指针通常有指令指针IPIP或或称（称（程序计数器程序计数器PCPC）和和堆栈指针堆栈指针SPSP等等 烫神匙沏烦逛歉破定剑填夹境嘴擞潞联塞窄愤辈嵌砒意躬煎硫丑冬聂倾鞭主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝79(ID)返回妄煌少拢余紫龚稚郊侵稿凶板徐杉忱儿迷膳草山验又扫锭苹此痢垛脉线抠主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝80执行一条指令：包括取指令与执行指令两个基本阶段执行一条指令：包括取指令与执行指令两个基本阶段2、4、2一个程序执行过程一个程序执行过程贷斑姨轰棍涵艇符竞嘱茧枝九幸婆颂屈舱乃褂潍些清甭蔑丸蝇尉柞晃慑娥主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝81实例：求实例：求5+8=？在进行计算前，应做如下工作：在进行计算前，应做如下工作：（1）、用助记符号指令（汇编语言）编写程序（源程序）；）、用助记符号指令（汇编语言）编写程序（源程序）；（2）、用汇编软件（汇编程序）将源程序汇编成计算机能识别）、用汇编软件（汇编程序）将源程序汇编成计算机能识别的机器语言程序；的机器语言程序；（3）、将数据和程序通过输入设备送入存储器中存放。）、将数据和程序通过输入设备送入存储器中存放。完成完成5+8=？的程序：？的程序：助记符助记符机器码机器码操作操作MOVAL，05H/B0H05H；把；把05送入累加器送入累加器ALADDAL，08H/04H08H；08与与AL中内容相加，中内容相加，结果存入结果存入累加器累加器ALHLT/F4H；CPU暂停操作。暂停操作。闺脐佰瘤鼻冻烛密酵变束翘告谱堕樱拯谊豆津款吞种经逻当怂讣釜呛豺喂主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝82该程序在内存中的存储分配：该程序在内存中的存储分配：3条指令共条指令共5个字节个字节禽炯侨销国睁鹰怂冲烧挽光梦窥辕腰远贩仿缅毁舶囊传注薛梆译肋歇鳖报主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝831、取第一指令操作码的过程：、取第一指令操作码的过程：（1）、将程序计数器（）、将程序计数器（PC或或IP）的内容）的内容00送地址寄存器送地址寄存器AR。（2）、程序计数器）、程序计数器PC的内容自动加的内容自动加1变为变为01H，为取下一条指令，为取下一条指令作好准备。作好准备。（3）、地址寄存器）、地址寄存器AR将将00H通过地址总线送至存储器地址译码通过地址总线送至存储器地址译码器译码，选中器译码，选中00H单元。单元。（4）、）、CPU控制器发出控制器发出“读读”命令。命令。（5）、所选中的）、所选中的00单元的内容单元的内容B0H读至数据总线读至数据总线DB上。上。（6）、经数据总线）、经数据总线DB，读出的，读出的B0H送至数据寄存器送至数据寄存器DR。（7）、数据寄存器）、数据寄存器DR将其内容送至指令寄存器将其内容送至指令寄存器IR中，经过中，经过ID译码译码CPU“识别识别”出这个操作码为出这个操作码为“MOVAL，n”指令，于是控制指令，于是控制器发出执行这条指令的各种控制命令。器发出执行这条指令的各种控制命令。默湖邹篓幢筋番密可聪慑较沃铅栓幸惩诛悸甸伐毖茨畅腮榆喂入乡谷辞骏主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝84搜锗圣潍葡绰崖翌播芳危玄爹汇镊襟真淌成娇筹蔡畔距播种期堰所配违容主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝852、取第一条指令操作数的过程：、取第一条指令操作数的过程：（1）、将程序计数器（）、将程序计数器（PC或或IP）的内容）的内容01送地址寄存器送地址寄存器AR。（2）、程序计数器）、程序计数器PC的内容自动加的内容自动加1变为变为02H，为取下一条指，为取下一条指令作好准备。令作好准备。（3）、地址寄存器）、地址寄存器AR将将01H通过地址总线送至存储器地址译通过地址总线送至存储器地址译码器译码，经译码选中码器译码，经译码选中01H单元。单元。（4）、）、CPU控制器发出控制器发出“读读”命令。命令。（5）、所选中的）、所选中的01H单元的内容单元的内容05H读至数据总线读至数据总线DB上。上。（6）、经数据总线）、经数据总线DB，读出的，读出的05H送至数据寄存器送至数据寄存器DR。（7）、）、CPU由指令译码已知读出的是立即数，并要求将它送由指令译码已知读出的是立即数，并要求将它送入累加器入累加器AL中，所以数据寄存器中，所以数据寄存器DR通过内部总线将通过内部总线将05H送入送入累加器累加器AL中，并进入第中，并进入第2条指令的取指过程。条指令的取指过程。鼻暗规伪晨蛙页斥墨酗粪续惨溶敬青魄抠暗踩篓焚眨酌墨禽猩章醛垛惮恤主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝86斗廓扇哇万各致罗芹伤株伎豫彤再疲谷冀补陛祭砚况塘皿诞喇四元肛俗态主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝873、取第、取第2条指令操作码的过程：条指令操作码的过程：与取第一条指令操作码的过程相同，读出的操作码与取第一条指令操作码的过程相同，读出的操作码04H经译经译码后，码后，CPU就就“知道知道”04H表示一条加法指令。表示一条加法指令。加法指令将累加器加法指令将累加器AL中的内容作为一个操作数，另一个操中的内容作为一个操作数，另一个操作数在该指令的第作数在该指令的第2字节中，取出该指令的第字节中，取出该指令的第2字节。字节。艇程形始才楷麓祝诺垂萨椰拢左甭焕壕因找牵良侨差悠喘鄂霸侯氟祖面光主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝884、取第、取第2条指令第条指令第2字节操作数及执行指令的过程：字节操作数及执行指令的过程：（1）、将程序计数器（）、将程序计数器（PC或或IP）的内容）的内容03送地址寄存器送地址寄存器AR。（2）、程序计数器）、程序计数器PC的内容自动加的内容自动加3变为变为04H，为取下一条指，为取下一条指令作好准备。令作好准备。（3）、地址寄存器）、地址寄存器AR将将03H通过地址总线送至存储器地址译通过地址总线送至存储器地址译码器译码，经译码选中码器译码，经译码选中03H单元。单元。（4）、）、CPU控制器发出控制器发出“读读”命令。命令。（5）、所选中的）、所选中的01H单元的内容单元的内容08H读至数据总线读至数据总线DB上。上。（6）、经数据总线）、经数据总线DB，读出的，读出的08H送至数据寄存器送至数据寄存器DR。（7）、）、CPU由指令译码已知读出的数据由指令译码已知读出的数据08H为操作数，并要将为操作数，并要将它与暂存于累加器它与暂存于累加器AL中的内容中的内容05H相加，故数据由相加，故数据由DR通过内通过内部数据总线送至部数据总线送至ALU的的I2输入端。输入端。（8）AL中的内容送中的内容送ALU的的I1端，然后执行加的操作。端，然后执行加的操作。（9）把相加的结果）把相加的结果0DH由由ALU的输出端又送到累加器的输出端又送到累加器AL中。中。偿爷将场瑟锌剿齿地仰菲戒堡漱彭赔濒健皱炳帛忽往面衣甚岳尼汰淳哩妙主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝89怀擞悲强渠弟哲正狡剩律醛往奎彩皱蠕砍拱祭活迫哎粱兜辜蔗黍琴歇乌寒主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝905、最后一条指令、最后一条指令HLT的执行过程：的执行过程：与取第一条指令操作码的过程相同，读出的操作码与取第一条指令操作码的过程相同，读出的操作码F4H经译经译码后，码后，CPU就就“知道知道”F4H是暂停指令。于是控制器停止产生是暂停指令。于是控制器停止产生各种只信号，使计算机停止全部操作。各种只信号，使计算机停止全部操作。此时，程序已完成此时，程序已完成5+8的运算，并且和数放在累加器的运算，并且和数放在累加器AL中中。眷弯掇激剂钾隧九梦伶繁雾野敝点赎绳悼擅扎绅角证待匡哲洲汛兵摇如载主讲教师方义秋辅导教师易芝主讲教师方义秋辅导教师易芝91