jun1盐酸小天使的微机原理第1-3章概述与第一章

1、教学安学习方*正确认识本课程教学安学习方*正确认识本课程的特点、用途及其专业知识的影*：前后知识的结合与*充分利用网络相互交流能教学安参考书*微机原理与术，等编著大*IBM-PC汇编语言程序设计，教学安参考书*微机原理与术，等编著大*IBM-PC汇编语言程序设计，沈美明编著*微型计算机技术及应用,戴梅萼仿*完整的8086的仿真环境，包括汇编程序的编译器器，调试*包含了LED，步进马达和VGA显示器等拟外设一、计算机的分类（按功能概述（1一、计算机的分类（按功能概述（1）通用电子电子计算1、象征向未知领域探索2、代表公司人性化的理念3、纪念计算机界的先图灵生平（1912-图灵提出“图灵机”的构想

2、，为现代计算机逻辑奠定了基础1、象征向未知领域探索2、代表公司人性化的理念3、纪念计算机界的先图灵生平（1912-图灵提出“图灵机”的构想，为现代计算机逻辑奠定了基础大学国王学学会会；34岁被英国皇室授予OBE爵士勋衔；39岁为纪念他而设的”是计算机科学领域的最高奖项：计算奖美于2000年获得，图灵被发现死于家中，床边有一个咬了一口的苹果。死是化，。二、计算机的发展简史类时重 要 特 征电子机器语言，汇编语言，速度低，体积大，价格昂贵，可靠性差，用于科学晶体二、计算机的发展简史类时重 要 特 征电子机器语言，汇编语言，速度低，体积大，价格昂贵，可靠性差，用于科学晶体速度提高至GIPS乃至TIP

3、S水平，多机并行处理和计算机网络迅速发展。 “微型计算机” 出现各时代代表机时机产一十进各时代代表机时机产一十进二进制和程序103（M-3）英大计算二IBM 7090中三DJS-四APPLE,IBM-VAX0520,计算三、第四代计算三、第四代计算机中微处理el 4004第一代：4低档819711972特点：指令系统简单、速度慢、运算能三、第四代计算机中微三、第四代计算机中微处理第二代el8085、Z-80、高档8特点：速度是第一代的10-158080已经接近x86的架三、第四代计算机中微处理三、第四代计算机中微处理第三代：1977年超大规模集成电路（VLSI）研制成el8086、Z-IBMe

4、l8088IBM高档16X86的鼻祖三、第四代计算机中微三、第四代计算机中微处理第四代和Pentium开发的是80386进入了32位元的世三、第四代计算机中微三、第四代计算机中微处理第五代Pentium（奔腾、MMX（多能奔腾。增加了57条MMX指令这些指令专门用来处理相关的计算，目的是提高CPU数据的效率。理名的处理器Pentium名的处理器Pentium三、第四代计算机中微处三、第四代计算机中微处理第六代PRO（P6，高能专门为32）PentiumII（奔腾2代Pentium III（奔腾3代）、Celeron 器（内核同II ，二级缓存只有Pentium II的一半 Celeron与Pe

5、ntium II是英特尔决定将高低产品线不同的品牌区分的开三、第四代计算机中微处理第六代三、第四代计算机中微处理第六代以后的微处理器2000年底4（非）结2001XEON（至强，更高级的网络和3D性能Pentium M Centrino(迅驰20022003多核D双双核四核Core2Core2Core i3、i5、i7中国式WiFi焦虑每个旅行团里都有一两朵奇葩。有的奇葩爱奇葩爱问“WHY NOT”，但这次参加了“，有的奇葩爱早起游泳，有的北部发现之中国式WiFi焦虑每个旅行团里都有一两朵奇葩。有的奇葩爱奇葩爱问“WHY NOT”，但这次参加了“，有的奇葩爱早起游泳，有的北部发现之旅”，在发现

6、了迷人的北方的同时，我还发现全团都是奇葩都是患有中国式WiFi焦虑症吃什么不重要，玩什么不重要，买什么不重要，有WiFi才最重要。有了就可以把吃的、玩的、买的东西拍照，然后上传到，然后附和朋友或者非朋友的赞美，然后埋头对着写下格言：“生活中不是缺少美，而是缺少发现，要发现身边的美”身边好美，可惜大家都没看身边，都在低头玩。慢慢有人开始讲段子，慢慢有人发出会意的笑声，慢慢餐桌上变得热闹起来等雷雨停息，这顿没有WiFi的晚饭也接近尾声，返回酒店的，有人说“今天这顿饭是来之后吃得最有意思的一顿”，赞同者众。有那么一瞬间，我觉得大家已经下定决心，接下来几天都像今天一WiFi认真吃饭第二天吃饭的平河(瘾

7、”发作埋头对RIVER)边上的餐馆里提供免费WiFi，于是大家又“毒不言不语地写：“三年前一块在这里吃饭的亲们好吗三年前每一自娱自乐的自己摘自读者2013年第18第一台微型计算机1975年第一台微型计算机1975年4月，MITS发布第一个通用型Altair 售价，带有器。这是世界上第一微型计算机Altair定位在青年电脑迷市场Paul Allen和Bill Gates在三周内为Altair开发出语言，MITS成为两个未来富翁的第一个1976年3月，Steve Wozniak和Steve Jobs计算机Apple1976年3月，Steve Wozniak和Steve Jobs计算机AppleI，

8、4月1日愚人节这天，两个Steve成立Apple II是第一个带有形的个人计算机，售为。Apple II及其系列改进机型风靡一时这使Apple成为微型机时代最成功的计算机公司早在1980年7月，一个负责“跳棋计早在1980年7月，一个负责“跳棋计划”的13人组来到佛罗里达州波克罗顿镇的IBM研究展中心，开始开发后来被称为IBM PC的产品。一第一台IBM PC采用了主频为4.77MHzel操作系统提供的MS-IBM将其命名“个人电脑al（计算机的发展日新计算机的发展日新月从CPU的发展来从计算机的规模，运算速度上我国计算机技术的发1953年开始研究，1958年研究出第一台计算机，10型通用计算

9、机5080年代研究出我国计算机技术的发1953年开始研究，1958年研究出第一台计算机，10型通用计算机5080年代研究出了每秒亿次的巨型机I,II,其他如光天演,学校高性能计算中心)。1985年6月，0520研制成功，国第一台自行研制的微词是“一自己制造的能够处理中文的电脑”在高性能计算，并行计算上已紧跟国际先进水平，但计CPU技术还远。计算机发展的理论基础和规1、逻辑、图灵机：英国数学家图灵证明理想的通用数字计算机是可以制造出来的。现代通用数字计算机的数学模型3、冯.诺计算机发展的理论基础和规1、逻辑、图灵机：英国数学家图灵证明理想的通用数字计算机是可以制造出来的。现代通用数字计算机的数学

10、模型3、冯.诺依曼计算机原理：二进程序并按地址顺序执行(程序控制4、Moore定律：当价格不变时，集成可容纳的晶体管数目每隔18个月便会增加一倍，性能也到的电脑性能，将每隔18个月翻一倍一倍。换言之，每所能5、Bell定律：如果保持计算能力不变，微处理器的价格每18个月减6、Gilder定律月增加一7、Metcalfe未来25年（1996）里，主干网的带宽将每6网络价值同网络用户数的平方8、半导9、硬器发展规律：DRAM密度每年增加60%，每三年硬盘的密度每年增加约计算机发展的趋1、微型计算机已迈入64位的新时、精减指令计算机（SC）正在逐步取代复杂指令计算机（CSC）3计算机发展的趋1、微型

11、计算机已迈入64位的新时、精减指令计算机（SC）正在逐步取代复杂指令计算机（CSC）3 、超立方体计算机、神经网络计算机等高性能计算机正在加紧研究、试制之中。随着电子器件速度极限二十一世纪的计算光计算机光能够像电一样传送信息能二十一世纪的计算光计算机光能够像电一样传送信息能力强，传输速度快并且光学器件的能耗非常低。尤为重要的是，光的独立性使得大生物计算机（仿生计算机以生物取代在半导体硅片上集成数以万计的晶体成的计算机。生物计算的主要形式是学习复杂图形和多重模式判定方面有独特的优势量子计算机。生物系统量子计算的概念远比光子计算和生物计算出现得晚，但却有更大信器目前，在室温下能够制造出单电子内存，

12、在大约7平方纳250GB的信息大小的位元上，每一平方纳米就对计算机硬件的对计算机硬件的理硬件：对数字操数字硬件对数字进行处理、传输转换硬件将各种形式的信息转换为数字信息，或者将数字技术的三分天处理CPU,数字技术的三分天处理CPU,DSP,传输总线、系统总线、I/O总线网络（LAN、WAN：ERNET、无线网RAM，ROM，FLASH，硬盘，光盘系统（RAID，SAN的理可运行：和内容的的理可运行：和内容的数字律、办法-程序表内容：图形、图像、数据、声音、文字归结为程序和数据（统称二进制表示的信息的：算一个好的算法可以代替大量的硬件FFT、硬件是相似的则各有各的不各种硬件在数字域都有相同或相硬

13、件是相似的则各有各的不各种硬件在数字域都有相同或相似的内脏（只三个部分：处理、传输）今后的各种信息工具和设备外部虽然千变万化都是一样的性是和内容的数字化，各个领域都有自的，所以是各不相同真正的价值体现硬件可以互相转化成为固计算机系统的层次结计算机系统的层次结传统1.2.机器指令系统3.5.计算机最早是作计算机最早是作为一种计算工具出现数在机器中的表示器件的物理状1位（bit）二进制 任意进制数的表示任意进制数的表示任意一个数N可以表示成P进制数式中i表示数的某一位，Ki表示第iP为基数，Pi为第i位的权，M、NKi=0,1P-1对于n位整数m位小数对于n位整数m位小数的任意十进制数N10第一二

14、进制每位仅有0和1两个第一二进制每位仅有0和1两个数字符号，逢2进1每个数位有一个基值与之对应，称为权无符号数和带符号数表示形式不同，应严格区一无符号二进制整数最简单的二进制四共16D十进制二进制D（DecimalB（Binary）十六进制二进制数的常见二进制数的常见权值K=210 =M=220 =1,024K=G=230 =1,024M=T=240 =1,024G=二进制数的字长字节二进制数的字长字节(Byte)：8位二字(Word)：16位二进制无符号二进制整数无符号二进制整数Word：16位无符号二进制数，表示范Dword0D255D，7654321010100101二无符号二进制二无符

15、号二进制定点小对于n位整数m位小数的任意二进制数N2，有第一二进制三无符号二进制第一二进制三无符号二进制数的四则运规则：逢2进1，借1当满换律，结合律和分配1、加2、减3、乘4、除0+0=0；0+1 =1+0 =1+1=0+0=0；0+1 =1+0 =1+1=产生进位12 5 +69D 1 9 4 0 1 1 11 1 0 1+ 010 0 0 10 1 1 1 0 00 0 1 00-0=1-1=0；1-0=0-1=产生借位00=10=000=10=01=11=11=1；01=10111101 101000101 1011000111111 13143第一二进制第一二进制非与有0得0，全1得

16、1，用于多路逻辑同时为1或有1得1，全0得0，用于多路逻辑同时为0异又称模2加，模2减，相同得0，不同得00=0;01=10=1;第二十六进制一十第二十六进制一十六进制用09及AF共16个符号表示，逢16进位用字母H或h表示，可认为是二进制的缩写74H=01110100B=716+4=十进制数、二进制数及十六进制数对照表99ABCDEF012345678十进制数、二进制数及十六进制数对照表99ABCDEF012345678012345678第二十六进制二十六进制第二十六进制二十六进制数的四则运1、加7AH+45H=4E20H+4F7H=2、减7AH-45H=45H-7AH=CBH3、乘则类第三

17、各种进制之间的相互第三各种进制之间的相互一. R进制数十进制1、权和法：按权展开求和（手工计算2、倍权法：乘以权值迭代累加（适合计算机计算整数：从开始反复进行乘2加次位的运小数：从最低位开始反复进行乘2-1加次低位的运例：1011B(12+0)2+12+1例：0.011B12-1+1)2-1+02-1第三各种进制之间的相互转第三各种进制之间的相互转二.十进制1、试减法R进制从开始试减各位的权，够减位为1，否则为0P9：例1.9-2、点选法除（乘）以基数R取余（整P9：例1.12-（1）整数部分：除以R（1）整数部分：除以R例：十进制数301十六进制（1）整数部分：除以R（1）整数部分：除以R例

18、：十进制数301二进制（2）纯小数部分：乘（2）纯小数部分：乘以R取整第三各种进制之间的相互三.十第三各种进制之间的相互三.十六进制数：每4位压缩合四.例十六进制数：借助二进制作为中间变=作业习题一（奇数小题第四节 二进制带符号数的表示表示符号。正数的符号是0，负数为1用原码表示法：例：+4D00000100B；-4D第四节 二进制带符号数的表示表示符号。正数的符号是0，负数为1用原码表示法：例：+4D00000100B；-4D一字节原码可表示-缺点：+0与-0的原码不反码表示法：例：+4D00000100B；-4D补码表示法：正数同原码，负数的补码是它的正数取反加1例：+4D00000100

19、B；-4D256D*八位带符号二进制数 65536D个数*十六位带符号二进制数 D*正负数的补码互补，(+4D)+(-4D04H+FCH(1)00H，因+36H00110110B；-36H100H-思考：第四节 二进制带符号数的表示进+2D2D借第四节 二进制带符号数的表示进+2D2D借8 位带符号二进制数（补码*无符号数运算产生进借位（carry）；带符号数运算产生溢出 =10000000 *下(负)溢出，负数减法后成正数：80H-1 = 10000000-1 = 01111111 = 74H-36H=3EH=74H-36H=3EH=74H+(-36H)74H+0CAH=第四节 二进制带符号

20、数第四节 二进制带符号数的表示移码：将补码的符号位取反（p29，表2-例：+127D= 01111111B= +127D移 01111111B移 -127D= 11111111B= -127D= 11111111B= 第五浮点二进制定点第五浮点二进制定点小小数点的位置确+.1101001原0 +.1101001= 0 -.1101001= 1 -.1101001= 1 浮点小小数点位置不确权第五科浮点二进制任意一个实数N可第五科浮点二进制任意一个实数N可以表示成N = MRE，如+6.02310+23-11/128D=-.0001011B=-.1011B2-规格化浮点数的表示尾数M是有符号定点

21、小数，基数R是无符号正数，阶码E尾数符表示真值的正负（0为正，1为负不为占1位，尾数和阶码都采用原码，-11/128D1101110110000第五浮点二进IEEE尾数是纯小数，用原码表示，阶码用移码表示，但保留全与全用于表示无穷小和无穷大（p，表）设符号位为S，阶码为E，尾数为F，则真值N单精度：N = (-1)S1.F2E-127；个位上的1为隐第五浮点二进IEEE尾数是纯小数，用原码表示，阶码用移码表示，但保留全与全用于表示无穷小和无穷大（p，表）设符号位为S，阶码为E，尾数为F，则真值N单精度：N = (-1)S1.F2E-127；个位上的1为隐藏位，不必表示双精度：N1)S1.F2E-1023；个位上的1为隐藏位，不必表示临时实数：N1)SF2E-16383；无隐藏1811第五浮点二进制例：将第五浮点二进制例：将+6.125D+6.125D+110.001B1.100