微机原理_课程考前总复习.ppt

CH1基础知识 系统概述 预备知识CH2CH5CH6等 分述CPU 存储器 I O接口电路知识CH3CH4软件知识 寻址方式 指令系统 程序设计等 总体框架 难点 软硬件结合 一 微型计算机系统组成二 相关术语三 常用数制及其相互间的转换四 码制五 溢出判断六 BCD编码及常用字符的ASCII码 第一章绪论 微型计算机系统的三个层次 微处理器 Microprocessor 微型计算机 Microcomputer 微型计算机系统 MicrocomputerSystem 一 微型计算机系统组成 微型计算机系统组成 微处理器存储器I O接口总线 硬件系统软件系统 微型计算机系统 微型计算机 主板 外设 ALU寄存器控制器 键盘 鼠标显示器软驱 硬盘 光驱打印机 扫描仪 系统软件应用软件 存储器存放程序和数据的记忆装置内存 ROM RAM外存 磁盘 光盘 半导体盘 总线根据传送信息的类型不同分为三种 1 地址总线AB 传送CPU输出的地址信号 地址线的根数决定了CPU的寻址范围 CPU的寻址范围 2n n 地址线根数8086CPU寻址范围 220 1MB2 数据总线DB 决定CPU一次最多传送数据宽度 8086CPUDB16位3 控制总线CB 用来传送各种控制信号 内存单元的地址和内容 地址 内存单元唯一的编号内容 内存单元存储的数据项 10110110 38F04H 内存单元地址 内存单元内容 二 相关术语 内容容量及常用单位 内存容量 内存单元的个数 或存储的信息量 通常 512MB常用单位 位 bit b字节 Byte B字 Word WKBMBGB 转换关系 b 一位二进制数字1B 8b1W 2B1KB 1024B1MB 1024KB1GB 1024MB 一个字 16位 由两个字节的数据来组成 存储格式通常有 小地址格式 大地址格式 内存中字数据的存储格式 例如 1234H以不同格式的存储时的情况 2FFFH3000H3001H3002H3003H 3412 小地址格式 1234 2FFFH3000H3001H3002H3003H 大地址格式 为了表示方便 使用后缀表明数的进制十进制 后缀D或省略 符合人们习惯例 17 34二进制 后缀B 便于物理实现例 1101 1010B十六进制 后缀H 便于识别书写例 3A B2H 常用数制 三 常用数制及其相互间的转换 非十 十每位上的数字与其对应的权值相乘 再按十进制求和即 按权展开 再按十进制求和十 非十整数部分 除以基数 取余 至商为0 最先得最低位小数部分 乘以基数 取整 至小数为0 最先得高位二 十六用4位二进制数表示1位十六进制数注意 位数不够时要补0 各进制数间的转换 n位二进制数均用于表示数值本身大小 一个n位的无符号二进制数X 其表示范围为 0 X 2n 1如 n 8则 0 X 28 1即 0 X 255 四 码制 无符号数在计算机中的表示 连同符号位一起数值化了的数 称为机器数 符号位为0表示正数 符号位为1表示负数机器数所表示的真实的数值 称为真值 机器数常用的表示方法有三种 原码 反码和补码 分别记作 X 原 X 反 X 补注 对正数 三种表示法均相同 差别在于对负数的表示 有符号数在计算机中的表示 原码 X 原的定义最高位是符号位 其余各位表示数值本身 反码 X 反定义正数的反码与其原码相同 负数的反码 对应原码的符号位不变 数值部分按位求反 补码 X 补定义正数的补码与其原码相同 负数的补码则为它的反码加一 8位二进制数的表示范围无符号数 0 255原码 127 127反码 127 127补码 128 127 溢出 运算结果超出运算器所能表示的范围 五 溢出判断 1 无符号数运算溢出判断 溢出判别方法 当最高位向更高位有进位 或借位 时则产生溢出 方法 异号相加 不会溢出 同号相加 可能溢出 同号相加时 结果符号与加数符号相反则溢出 方法 双高位判别法两个带符号二进制数相加或相减时 若C7 C6 1则结果产生溢出 C7为最高位的进 借 位 C 为次高位的进 借 位 2 有符号数运算溢出判断 压缩BCD码 一个字节表示两位十进制数 例 12 00010010BCD非压缩BCD码 用一个字节表示一位十进制数 高4位总是0000 例 12 0000000100000010BCD 用4位二进制数编码一位十进制数 六 BCD编码及常用字符的ASCII码 1 BCD码 2 常用字符的ASCII码 第二章8086系统结构 一 8086CPU的内部结构二 寄存器结构三 状态标志位的名称和含义四 常用引脚及两种工作模式五 8086存储器组织六 堆栈的概念及操作过程 一 8086CPU的内部结构 8086CPU内部按功能可分为两部分 1 BIU 总线接口部件 功能 地址形成 取指令 指令排队 读 写操作数 总线控制2 EU 执行部件 功能 指令译码 指令执行 工作过程动画演示 8086CPU寄存器组 二 寄存器结构 状态标志 存放运算结果的特征6个状态标志位 CF PF AF ZF SF OF 控制标志 控制某些特殊操作3个控制标志位 TF IF DF 标志位寄存器PSW 或flags 具体格式 三 状态标志位的名称和含义 CF 进位标志 保存加法的进位和减法的借位 有进位或借位时CF 1 否则CF 0PF 奇偶标志 表示计算结果低8位 1 的个数是奇数还是偶数 偶数个PF 1 否则 PF 0AF 辅助进位 保存加法或减法结果第4 5位之间的进位或借位 有则AF 1 否则 AF 0 状态标志位的名称和定义如下 ZF 零标志 表示运算结果是否为零 为零则ZF 1SF 符号标志 保存运算结果的算术符号 SF 1 表示本次运算结果的最高位 第8位或第16位 为 1 否则SF 0 OF 溢出标志 溢出是在两个带符号数相加 减时可能产生的 溢出则OF 1 否则OF 0对无符号数操作则不用考虑溢出标志 例 P28例2 2 1 8086CPU芯片 40引脚 双列直插式封装 由于工艺限制 部分引脚采用分时复用技术 2 8086CPU有两种工作模式 最小模式 只有8086CPU一个处理器 单机系统 最大模式 有两个或多个微处理器 系统中所需要的控制信号由总线控制器8288提供 多机系统 3 常用引脚信号A19 A16 AD15 AD0 M IO ALE BHE RD WR MN MX NMI INTR INTA 四 常用引脚及两种工作模式 五 8086存储器组织 1 存储器地址的分段管理分段管理的原因 8086系统有20根地址线可寻址1MB内存空间 即需要20位的物理地址 但CPU内部寄存器只有16位 只能寻址64K字节 为扩大寻址范围 所以采取存储器的分段管理 分段方法 1MB的存储器空间分成许多逻辑空间 每个段的长度最大64K字节 2 物理地址和逻辑地址逻辑地址 软件设计时采用的地址 由段基址和偏移地址构成 段地址 偏移地址物理地址 CPU送到地址总线上的20位地址存储器的绝对地址 从00000 FFFFFH 由逻辑地址变换而来 即 物理地址 段基址 16 偏移地址 物理地址的实现 用BIU中的地址加法器来实现逻辑地址到物理地址的转换 CPU访问内存时 段寄存器的内容 段基址 自动左移4位 二进制 与段内16位地址偏移量相加 形成20位的物理地址 过程如右图所示 逻辑地址的来源 段寄存器与其他寄存器组合寻址存储单元的示意图 8086系统中 1MB的存储器空间分成两个存储体 偶地址和奇地址存储体 各512KB 偶地址存储体与8086数据线低8位相连 由A0控制 奇地址存储体与数据线高8位相连 由BHE 控制 3 8086存储器的分体结构 1 堆栈的概念内存中按LIFO方式操作的特殊存储区域用于中断或子程序调用 存放返回地址 过程参数等需要暂时保护的数据专用指令PUSH POP每次压栈和出栈均以WORD为单位SS存放堆栈段基址 SP存放段内偏移地址 SS SP构成了堆栈指针CPU自动管理SP的变化 六 堆栈的概念及操作过程 2 堆栈操作入栈 执行PUSH指令 CPU自动修改指针SP 2 SP 使SP指向新栈顶 然后将低位数据压入 SP 单元 高位数据压入 SP 1 单元 出栈 当执行POP指令时 CPU先将当前栈顶SP 低位数据 和SP 1 高位数据 中的内容弹出 然后再自动修改指针 使SP 2 SP SP指向新栈顶 P40例2 3 例2 4 堆栈指令执行过程动画演示 8086的寻址方式和指令系统 3 18086的寻址方式3 38086的指令系统 第三章 操作码 操作数 操作数 说明要执行的是什么操作 操作对象 可以有0个 1个或2个 目的 源 一 指令构成 3 18086的寻址方式 1 立即寻址方式2 寄存器寻址方式3 直接寻址方式4 寄存器间接寻址方式5 寄存器相对寻址方式6 基址变址寻址方式7 相对基址变址寻址方式 二 与数据有关的七种寻址方式 如 MOVAX 0100H如 MOVAX DX如 MOVAX 0100H 如 MOVAX BX 如 MOVAX BX 0100H 如 MOVAX BX SI 如 MOVAX BX SI 20H 直接端口寻址当端口号小于FFH 255 时 直接给出间接端口寻址端口号大于FFH 255 时 必须放在DX中给出 三 I O端口寻址方式 IN OUT 例 INAL 80HINAX 82HMOVDX 3FFHINAL DXINAX DX 例 OUT80H ALOUT82H AXMOVDX 3FFHOUTDX ALOUTDX AX 1 段内直接转移特点 直接给出转移地址例如 JMP0100H IP 0100HJMPSHORTNEXT NEXT为标号 符号地址JMPNEXT2 段内间接转移特点 以寄存器或内存单元给出转移地址例如 JMPBX IP BXJMPWORDPTR BX IP 字内存单元的内容 四 转移类指令寻址方式 以JMP为例 3 段间直接转移特点 转向另一代码段的标号处格式 JMPFARPTR标号实质 IP 远标号的偏移地址CS 远标号的段地址4 段间间接转移特点 转向双字内存单元所给定的地址格式 JMPDWORDPTR BX 实质 IP 低字内容CS 高字内容 一 数据传送指令 3 38086的指令系统 二 算术运算指令 1 加法指令ADD加法指令ADC带进位的加法指令INC增量指令 2 减法指令SUB减法指令SBB带借位的减法指令DEC减量指令NEG取负指令CMP比较指令 3 十进制数 BCD码 的运算指令DAA加法的十进制调整指令AAA加法的ASCII码调整指令DAS AAS减法调整指令 三 逻辑运算与移位指令 四 控制转移指令 直接标志转移指令特点 根据单个状态标志位的值决定是否转移 JC CF 1 即有进位或借位则转移JNC CF 0 没有进位或借位则转移JZ JE 结果为零 ZF 1 则转移JNZ JNE 结果不为零 ZF 0 则转移JS SF 1 即 符号位为负则转移JNS SF 0 符号位为正则转移JO JNO JP JPE JNP JPO 间接标志转移指令特点 常放在CMP之后 用来判断两个数的大小 判断无符号数的大小JA 高于则转移JAE 高于等于则转移JB 低于则转移JBE 低于等于则转移 判断有符号数的大小JG 大