微机原理与接口技术千

14个阶段。随着大规模集成电路的以微处理器为，配上大容量的半导体器及功能强大的可编程接口，连上称作微型计算机，简称微型机或微机，有时又被称为PC( alComputer)或MC(Micro微机采用了集成度相当高的器件和部件，它的部分是微处理器。微处理器(或称微处理以微处理器为的微机是计算机的第四代产品。指标，至今可以划分为6个时期。第一时期(1971—1973年)：481971年，In4004CPU450KI/s(千其寻址能力为16KB，有48条指令。11章术500MHz32Pentium4微处理器，它采用了NetBurst的新式处理器结构，可以更好地处理互联网用户的各种需求，在数据加密、主要定位于多、网络文件服务器上。当前，高档微机以其很高的性能价格比，正向着社会各个领域乃至家庭日常生活不断渗透，使人类迈步奔向信息社会新。Pentium系列处理器的同时，InHPMercedIA-64(InArchitecture-64)，IA-64不是In32X8664HP64PA-RISC结构的改造。IA-64码提取并行性的全新结构。8位、16位、32位、64位处理器为组成的微机机、PentiumⅡ机、PentiumIII机和Pentium4机等。模集成电路上形成的微机，它具有完整的微机功能。单片机具有体积小、可靠性高、路板上形成的微机。单板机具有结构紧凑、使用简单、成本特点，常常应用于工业控个人计算机也就是人们常说的PC机，它是将一块主机板(包括微处理器、内器、1946年美籍匈牙利数学家冯·诺依曼(JohnVon 仪器逻辑设计的初步探讨》的中，第一次提出了计算机组成和工作方式的基本思想。(2)器不但能存放数据，而且也能存放程序。数据和指令均以二进制数形式存放，(3)编好的程序事先存入器中，在指令计数器控制下，自动高速运行(执行程序)。处理器(CPU)(微处理器高速缓冲器

寄存器组内 微

统

1.1部分之间可以进行信息传送、协调工作的一个子系统，总体结构图如图1.2所示。1.2的控制工作，它负责从器中逐条取出指令，经译码分析后，向其他各部件发出相应的内部器(简称内存)是计算机的部件。它是用来程序、原始数据、中间结果和最终结果的。有了它，计算机才能有功能，才能把要计算和处理的数据以及程序容量器(又称外存)，包括硬盘、软盘、磁带、光盘等，既可用于向主机发送各种信和控制总线(ControlBus)3类。数据总线传送数据信息；地址总线信息的来源和去向；早期人们只能使用计算机所固有的指令系统(机器语言)来编写程序。CPUCPUCPU的母语，而汇编语言和高级语言的汇编程序有ASM、MASM和TASM等。Basic大都采用这种件资源，计算机及程序的运行过程的软件系统，称为操作系统(OperationSystem)。操DOS(DiskOperationSystem)，Windows、Linux、UNIX等。DOS是单用户的操作系统；Windows是具有图形界面、操作方便的系统；UNIX是具有多用户、多任务功能的操作系统；Linux是目前日趋流行的操作系统。件，如数据库系统(DBS)、办公自动化软件Office、图形图像处理软件PhotoShop等。微机系统是硬件和软件有机结合的整体。没有软件的计算机称为机，机如同一架没有思想的驱壳，不能做任何工作。操作系统给机以，使它成为真正可用的工具。一个应用程序在计算机中运行时，受操作系统的管理和，在必要的系统软件的协助之下，完成用户交给它的任务。可见，机是微机系统的物质基础，操作系统为它提供了一不直接和机打交道，而是使用各种外部设备，如键盘和显示器等，通过应用软件与计算基2码)来编码表示，这是因为：1010为123.45 (123.45)101×102×103×104×10(N)10KiiN

iii

K×288(N)8Kii(637.42)(6×823×817×804×812×82) 1616A、B、则为“逢十六进一”。任何一个十六进制数N可以表示为：(N)16Kii(5DF.48)(5×16213×16115×1604×1618×162) 01234567小数部分从开始，每3位分成一组，头尾不足3位的补0，然后将每组的3位二进 所以 .0101)2=(356.24)8(251.36)8010101001.011110)2 001101101101.0100 D. 所以 1111 1010 所以，(4FA.C6)16= )2后得到的余数列在，即得N进制的整数。22

02 21 所以，(44)10(101100)2同理，(44)10(54)8，(44)10(2C)16在、后得到的整数列在低位，即得N进制的小数。 2 所以，(0.375)10(0.011)2同理，(0.375)10(0.3)8，(0.375)10(0.6)163个因素：机器数的范围、机器数的符号、机器数中小数点 符号数，通常规定每个字长的最为符号位，并用“0”表示正数，用“1”表示负数。时，D15为符号位，其余D14～D0为数值位。01，其他位按照一般的方法来表示数的绝对 原码表示的整数范围是127～+127，16位二进制原码表示的整数范围是32767～。例如：整数范围是128～+127，16位二进制补码表示的整数范围是32768～。下面举例说明以上两个的正确性。【例1.1】设 ) 作[X1]补+[Y1]补运算时结果的最的1因数据长度而自然丢失。因为：[X1Y1]补=[ =[X1]补+[Y1]补 因为：[X2+Y2]补=[ ) +65 字信息的符号进行加工。例如，计算机和外设的键盘、(字符)显示器、之间的通信都采用字符方式输入/输出。目前，计算机中最常用的两种编码是信息交换标准代码(ASCII码)和二-十进制编码(BCD码)。信息交换标准代码(ASCII码ASCII(AmericanStandardCodeforInformation-Interchange)码是信息交换标准代码标点符号，10个数字，52个英文大、小写字母，34个控制符号，共128个。例如数字0～9ASCII码分别为30H～39H(H表示十六进制)，英文大写字母A～Z的在计算机内部，每个ASCII码字符占用1个字节(8位二进制数)来，通常最为该位的取值应使得8ASCII码中1的个数为偶数。例如：“8”的奇校验ASCII码为 B，偶校验ASCII码为 1的个数，判断是否与预约的校验相符，倘若不BCD数，简称BCD(BinaryCodedDecimal)码。6个数码是多余的，应该抛弃。可以使用不同的方法来处理这些数码，因而产生了如表1-1所示。1-1BCD8421BCD8421BCD091000120001300014000189BCD1000105BCD000100002004BCD0010000000000100(001000000000(0010000000004l位十进制数的编码称为紧(压)BCD码(PackedBCD)，8位二进制数就能表示两位十进制数。将一个字节分成高半字节与低半字节，各表1位十进制数，CPUBCD数直接如果用8位二进制数来表示1位十进制数，则称为非紧(压)BCD码(UnpackedBCD)，此时它的高4位全为0。例如，86BCD10000110BBCD000010000000的话，那么使用BCD数据占用的内存空间比使用纯二进制数据要大得多。642个十进都要加6进行修正。下面举例说明。000 100100(1)5+8；(2)解：(1)588421BCD010 100110 011 61001 13BCD)100 100 1000 011 61011 16BCD无论对于加法或减法，机器能按照规则自动进行调整，人们放心使用就是了。西文是拼音文字。用有限的几个字母(2632个字母)可以拼输入计算机。而汉字信息则不一样，汉字是象形文字，11个方块图形。计算3类。常用的输入方式有区位码、国标码、首尾码、拼音码、双拼双音码、五笔字型码、2字节表示，没有重码，并要求与国标码有简单的对应关系。应该国标码(又称交换码)是《信息交换用汉字编码基本字符集》的简称，这是我于1为B2312198094946763682个一般字符、序号、数字，22个拉丁字母、希腊字母、汉语拼音符号等，共7445个图形字符。该8836与ASCII码相，为此利用ASCII码最为“0”这一特点，把2字节国标码的每个码。简单地说，机内码=国标码+128或机内码=区位码+160。In8088微处理器内部数据总线为16位，而外部数据引脚只有8位，In80386SX微处理器内部为32位数据总线，而外部数据引脚为16位。对这类仍然以它们的内部XX位”。例如，808816位”微处理器，80386SX被称作“准32位”微处理器。当前流行的Pentium4处理器32位内部数据总线和64位外部数据总线，因此，仍是32位微处理器。主存容量是主器所能的二进制信息的总量，它反映了微机处理信息时，容纳数据量的能力。主存容量越大，微机工作时主、外器间的数据交换次数就越少，处理配置为几百KB到几百MB。吉)赫[兹]，即M(G)Hz；微处理器指令执行速度指标则表示为每秒运行多少百万条指令(MillonsofInstructionsPerSecond，MIPS)。准，如ISA、EISA、VESA、PCI、PCI-Express等。在微机系统中，外部设备占据了重要地位。计算机信息的输入、输出、都必须由外设来完成，微机系统一般都配置了显示器、、键盘等外设。微机系统所配置的外系统软件也是计算机系统不可或缺的组成部分。微机硬件系统仅是一个机，它本身庭日常生活等各个领域。从航天技术到海洋开发、从天气预报到勘测、从医疗诊断到生物工程、从电子购物到儿童玩具、从教育到检索、从产品设计到生产过程控制办公自动化(OfficeAutomation，OA)是计算机、通信与自动化技术相结合的产物，也息系统(ManagementInformationSystem，MIS)是一个以计算机为基础，对企事业单位或政数据库是在计算机设备中，按照某种关联方式存放的一批数据。借助数据库管理系统(DataBaseManagementSystem，DBMS)，可对其中的数据实施控制、管理和使用，如科技检索系统、银行储户管理系统、飞机票订票系统等。根据数据存放的差异，可以少，分为局域网(LocalAreaNetwork，LAN)、广域网(WideAreaNetwork，WAN)、城域网(CityAreaNetwork，CAN)和因特网(Internet)。网络应用使人类进入了信息化社会，可以在网上浏览与检索信息、软件，充受网络资源；随时收发电子邮件(E-mail)、传真(ComputerIntegratedManufacturingSystem，CIMS)——是集设计、制造、管理三大功能于特点。生产过程自动化是计算机在现产领域，特别是在制造业中的典型应用，不仅提 其性能价格比在各类计算机中占有领先地位。微机以物美价廉、可靠性高、方