微型计算机的基本知识课件

硬件技术基础计算机应用技术系何旭莉联系方式：

参考书目《宏汇编语言设计》于春凡南开大学出版社《微型计算机技术及应用》戴梅萼清华大学出版社《计算机硬件技术基础》邹逢兴高等教育出版社微机原理类计算机接口技术类学时安排讲课40学时（1-17周）实验20学时（4-14周）课程特点用处大课程内容第一部分汇编语言第二部分计算机接口成绩评定总成绩=平时、实验（20%）+期末（80%）第1章微型计算机基本知识

1.1微型计算机的发展概况

1.2微型计算机系统的三个层次

1.3微型计算机的运算基础

1.4汉字编码的基本知识1.1微型计算机的发展概况电子计算机通常按体积、性能和价格分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。微型机的特点体积小、重量轻价格低廉可靠性高、结构灵活应用面广1.1.1处理器及微机的发展概况微处理器从最初发展至今已经有二十多年的历史了，这期间，按照其处理信息的字长，可以分为：四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。1.1.2微型计算机的应用概况计算机的应用主要集中在以下五个方面：1、科学计算2、信息处理3、过程控制4、计算机辅助设计（CAD）/计算机辅助制造（CAM）5、计算机网络从微型计算机系统构成的角度来看，系统的构成分成三个层次：微处理器—微型计算机—微型计算机系统1.2微型计算机系统的三个层次1.2.1微处理器微处理器（Microprocessor）一般也称为CPU（或MPU），它是整个系统的核心部件，它本身具有运算功能和控制功能。微处理器主要包括：算术逻辑部件----用于完成微型计算机的计算功能；运算器、寄存器----可以保存少量数据；指令执行部件----主要完成机器执行指令的过程。包括从内存中取指令、指令译码和执行；内部总线部分----用于完成处理器内部各部件的信息传输。

1.2.2微型计算机微型计算机（Microcomputer）是以微处理器为核心，加上内部存储器、输入/输出接口和系统总线构成。微型计算机各个部分的主要功能为：CPU----微型计算机的运算与控制中心；内存----包括只读存储器ROM和随机存储器RAM。ROM主要用于保存微机系统的重要程序和数据，RAM则是微机系统的程序和数据缓冲区与存放地；系统总线----为CPU与其它部件之间提供信息的传输通道。根据提供信息的种类差别，系统总线一般又进一步分成：数据总线、地址总线和控制总线。1.2.3微型计算机系统微型计算机系统（MicrocomputerSystem）是以微型计算机为核心，再配上相应的外围设备、电源、辅助电路和系统软件而构成的完整的计算机系统。微型计算机系统各个部分的功能为：微型计算机----整个系统的核心部分；外围设备----是人与计算机的信息交互工具，最常用的外设包括键盘、显示器、磁盘驱动器、打印机等。系统软件----包括操作系统和一系列系统实用程序，如编辑程序、汇编程序、编译程序、调试程序等。总线大致分为三类内部总线----同一部件如CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线。系统总线----同一台计算机系统中的各部件，如CPU、内存和各类I／O接口间互相连接的总线。多机系统总线----多台处理机之间互相连接的总线。系统总线的分类与用途数据总线（DataBus):传送数据地址总线(AddressBus)：传送地址控制总线(ControlBus)：传送控制信号

微处理器CPU存储器I/O接口外设ABDBCB系统总线图微型计算机基本结构数据总线数据总线（DataBus）用于传送资料信息。总线的条数（总线宽度）多数由CPU的字长所决定，CPU的字长是由它的内部结构决定的。例如：一个8位（字长为8）CPU一次只能传输或运算8位二进制数据，它的寄存器也多是8位的，因此需用8条线来传递数据信息，记作DB0～DB7。CPU通过数据总线向内存或外部设备输出数据（常称为“写”数据）或者CPU从内存或外部设备输入数据（常称为“读”数据），因此，数据总线是双向并行传输信息的。控制总线控制总线用于传送各种控制信号。如内存读写信号，I／O读写信号等。不同类型的微机中的控制信号不同，所使用的控制线的条数也不同。计算机中信息的表示：二进制数据、指令、文字都用二进制来描述，所以先来了解一下这些数据在计算机中怎样用二进制来描述的呢？1.3微型计算机的运算基础1.3.1计算机中数的表示人：十进制计算机：二进制八进制、十六进制几个概念基数：代表进制表示所采用的数字符号的个数。对于N进制，则基数为N，所采用的数字符号为0，1，…，N－1。权：指不同位置上的数字代表的含义不同。 对于N进制来说，第i位的权为Ni-1，低位向高位的运算满足逢N进一。二进制计数法(Binary)逢2进1基数为二；数字符号为：0，1；第i位的权为2i-1；描述：1011.01B;比特（bit），字节（Byte）例如：1011.01=1×23+1×21+1×20+1×2-2=11.25

1.3.2计算机中不同进制数的转化转化原则：“除以2取余法，余数逆序排列”，对小数部分可以采用的原则是：“乘2取整法，顺序排列”。十进制转化为二进制例如：1263102222余0余0余1余112D=1100B除数被除数余数商i123456789101112132i2481632641282565121024204840968192

快速转换,要牢记例如：156D=10011100B156=128+16+8+4二进制转化为八进制和十六进制二化八只要将二进制数从右至左每三位一组，每组用一位八进制数表示即可。例如：10101101B=10,101,101B=255O二化十六只要将二进制数从右至左每四位一组，每组用一位十六进制数表示即可。例如：10101101B=1010,1101B=ADH1.3.3ASCII码ASCII码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）美国信息交换标准码。P248附录AASCII码表

1.3.4BCD码BCD码(BinaryCodedDecimal)：用四位二进制数表示一位十进制数的编码，也就是用于表示十进制数的二进制代码。常见的BCD码有压缩和非压缩两种：非压缩BCD码:每个字节表示1位十进制数字，多余的高4位总是0000。压缩BCD码:每个字节表示2位十进制数字例如：12D的压缩BCD码：000100101.3.4BCD码注意：BCD码有效的编码仅十个，即：0000～1001。BCD码的运算：BCD码可以直接运算，应该遵从逢十进一。问题：5+3=？0101+0011=10005+6=？0101+0110=1011错所以需要调整，调整方法： 和<10(1010)2，不调整 和>9(1001)2，加6(0110)2修正例如：37+23=?其对应的BCD码运算：首先，进行二进制加法00110111+00100011------------------- 01011010第二步，进行二进制结果调整。01011010+00000110--------------------01100000校正结果为60H，BCD码为60D。实际上，调整的问题还是比较烦琐的，不过在汇编语言程序设计中有BCD码运算的调整指令，我们只需注意其应用的场合即可。1.3.5数的补码表示真值:正、负号加数字绝对值的形式称为该数字的真值。 例如：X=+1011y=-1011机器数：在计算机中，符号必须采用数码表达，符号数码化的数称为机器数。计算机中常用的几种机器数表示法： 原码、反码、补码原码定义：在表示带符号数时，正数的符号位为“0”，负数的符号位为“1”，数值位表示数的绝对值，这样就得到了数的原码。例如在八位微机中：[＋38]原＝[＋100110]原＝00100110B[－38]原＝[－100110]原＝10100110B反码定义：正数的反码表示与原码相同；负数的反码，可将负数原码的符号位保持不变、数值位按位取反得到，或者将负数看作正数求原码，再将所有位按位取反得到。例如八位微机中：[－38]原＝10100110B[－38]反＝11011001B补码定义：正数的补码表示与原码相同负数的补码等于它的反码末位加1即[X]补＝[X]反＋1由补码的定义得求补码公式：其中，n为补码的位数。由公式可以看出，由补码求真值的方法是：对补码再求补码，即[X]原=[[X]补]补

[X]补