基础知识课件

基础知识IBMPC机的寻址方式

指令系统

数据传送指令 算术运算指令 逻辑运算和移位指令 程序控制指令及子程序调用

串操作指令汇编语言程序组织 汇编语言语句格式伪指令汇编语言源程序结构汇编语言程序上机过程

主要内容December12,19991-基础知识ok程序基本结构及其程序设计

顺序结构及简单程序设计分支结构及程序实现 循环结构及程序实现子程序设计高级汇编语言技术

宏指令

宏指令库 重复伪指令 条件伪指令中断技术

系统功能及中断调用键盘I/O显示器I/O磁盘文件存取技术

主要内容December12,19991-基础知识ok实践教学环节主要由5个实验组成，实验包括硬件接口设计和软件编程(选作)。汇编系统软件的使用及数据搬移 4学时分支和循环 4学时键盘的输入和屏幕输出 4学时表的处理 4学时文件的读写 4学时综合实验 6学时上级考试 2学时

上机实验内容December12,19991-基础知识ok教材教材 《微型计算机技术及应用》 清华大学出版社2008.戴梅萼实验教材 《微机原理及应用试验指导书》 北京理工大学出版社苏广川沈瑛参考教材 《保护方式下的80386及其编程》 清华大学出版社,1993周明德 《IBMPC汇编语言程序设计》 清华大学出版社沈美明温冬婵December12,19991-基础知识ok课程安排总学时：48课堂讲授：30

学时上机实验：18

学时上课时间：2~4周8：30~11:30(见附表)上机地点：4-440上机时间：见附表机房有辅导教师提供辅导答疑服务。

December12,19991-基础知识ok考核与成绩评定

考核：采用统一命题，统一阅卷。成绩评定：考试成绩占70﹪平时占10%上机实验成绩占20％December12,19991-基础知识okDecember12,19991-基础知识ok基础知识汇编语言及特点字符的编码表示不同数制之间的转换数值的原码、反码和补码表示微机的基本结构Pentium的寄存器组存储器物理地址的形成December12,19991-基础知识ok汇编语言及特点机器语言汇编语言高级语言汇编语言的特点December12,19991-基础知识ok机器语言计算机能够直接识别的数据是由二进制数0和1组成的代码。机器指令就是用二进制代码组成的指令用机器语言编写的程序是计算机惟一能够直接识别并执行的程序机器语言程序被称为目标程序。December12,19991-基础知识ok汇编语言用助记符表示机器指令的操作码,用变量代替操作数的存放地址等，这样就形成了汇编语言。汇编语言是一种用符号书写的、基本操作与机器指令相对应的、并遵循一定语法规则的计算机语言。用汇编语言编写的程序称为汇编源程序。汇编源程序要翻译成机器语言程序才可以由计算机执行。这个翻译的过程称为“汇编”，把汇编源程序翻译成目标程序的语言加工程序称为汇编程序。December12,19991-基础知识ok高级语言

高级程序设计语言接近于人类自然语言的语法习惯，与计算机硬件无关，易被用户掌握和使用。 目前广泛应用的高级语言有多种，如BASIC、FORTRAN、PASCAL、C、C++等等。December12,19991-基础知识ok汇编语言的特点汇编语言与处理器密切相关。汇编语言程序效率高。编写汇编语言源程序比编写高级语言源程序烦琐。调试汇编语言程序比调试高级语言程序困难。

December12,19991-基础知识ok汇编语言的主要应用场合

程序执行占用较短的时间，或者占用较小存储容量的场合。程序与计算机硬件密切相关，程序直接控制硬件的场合。需提高大型软件性能的场合。没有合适的高级语言的场合。

December12,19991-基础知识ok字符的编码表示用0、1这样两种状态来存储各种各样的信息（字符、声音、图象等），统称之为编码。一、ASCII码AmericanStandardCodeforInformationInterchangeASCII码由7位二进制组成，对英文大小写字母、阿拉伯数字、常用运算符号以及一些控制字符进行编码。December12,19991-基础知识okASCII码字符(空）☺

☻

♥

●♣

♠

(嘟声)■(记忆)(换行)(起始)(换页)(回车)♫

☼

ASCII码字符►

◄

!

!

¶

§▬

↑↓→←∟

◆▲

▼

ASCII码字符空格

！

〞#

$

%&

ˊ

()*+’-.

/

ASCII码字符0

1

23

4567

89:;<=>

?December12,19991-基础知识okASCII码的编码规律

0---0011000030H

9---0011100139H

A---0100000141H

Z---010110105AH

a---0110000161H

z---011110107AHASCII码用7位编码，8位表示，最高位0。

8位ASCII码：高位为0时称为基本ASCII码高位为1时为各国自己的语言文字代码。December12,19991-基础知识ok字符的编码表示（续）BCD码:用4位二进制表示一位十进制，二进制每位的权分别是8、4、2、1，取其前面十个数表示0~9。扩展BCD码：用8位二进制表示十进制数十进制二进制00000000100100011010001010110011110001234567891001December12,19991-基础知识ok用一组固定的数字和一套统一的规则表示数目常用数制十进制八进制十六进制二进制数制所包含的数字符号的个数称基数数制December12,19991-基础知识ok区分不同数制的数数制（续）(1001)2(1001)8(1001)10(1001)16二进制数Binary八进制数Octal十进制数Decimal十六进制数Hexadecimal1001B1001O1001D1001H(N)r数值数制December12,19991-基础知识ok数制（续）数的按权展开任何一个数值都是各位数字本身的值与其权之积的总和(1234)10=1103+2102+3101+4100权December12,19991-基础知识ok二进制数十进制数不同数制间的转换(续)(101.01)2

=(？)10(101.01)2

=1×22＋0×21＋1×20＋0×2-1＋1×2-2 =22

+20+2-2

=4+1+0.25=(5.25)105.25按权展开法(101101.101)2

=25＋23＋22＋20＋2-1＋2-3 =32＋8＋4＋1＋0.5＋0.125=(45.625)10例December12,19991-基础知识ok等式两边整数和小数部分分别相等。余数为K0。去掉小数部分的整数部分再除2，重复进行，将各余数得到即可。

不同数制间的转换(续)整数除2倒取余

十进制数二进制数

二进制整数和十进制整数之间的关系为：(N)10=(Kn-1Kn-2K1K0)2

将上式中二进制按权展开：(N)10=Kn-1*2n-1+Kn-2*2n-2++K1*21+K0*20等式两边同除2，上式变成(N)10/2=(Kn-1*2n-2+Kn-2*2n-3++K1*20)+K0/2December12,19991-基础知识ok

不同数制间的转换(续)等式两边整数和小数部分分别相等，因此可确定K-1。所得的小数部分再乘2，确定K-2，如此下去即可。小数乘２正取整十进制数二进制数

二进制小数和十进制小数之间的关系为：

(R)10=(K-1K-2K-m)2

将上式中二进制按权展开：

(R)10=K-1*2-1+K-2*2-2++K-m*2-m等式两边同乘2，等式变成(R)10*2=K-1*2-1

*2

+(K-2*2-1++K-m*2-m+1)K-1变为整数部分，上式括号内小于1。December12,19991-基础知识ok2

492

24----1

2

12----0

2

6----02

3----02

1----10----1例：不同数制间的转换(续)(49.58)10

=(？)2110001.整数除以2倒取余数

小数乘以２正取整数0.58

21.16

20.32

20.64100December12,19991-基础知识ok不同数制间的转换(续)八进制数及其转换八进制数的表示(375.42)8

=3×82

+7×81

+5×80

+4×8-1

+2×8-2特点

逢8进1；有0~7八个不同的数字符号；数位的权为8的幂次方8n。23=8，三位二进制数一位八进制数。December12,19991-基础知识ok八进制数十进制数不同数制间的转换(续)(375.42)8

=(？)10(375.42)8

=3×82

+7×81

+5×80

+4×8-1

+2×8-2

=192

+56

+5+0.5+0.03 =(253.53)10253.53按权展开法December12,19991-基础知识ok二进制数八进制数不同数制间的转换(续)(10111011.1101)2=()8八进制数二进制数(6754.32)8=()2110111101100011010..2736423=8以小数点为界,分别向左、向右每3位一组直接将一位八进制数写成三位二进制数或将三位二进制数写成一位八进制数不足3位补0！December12,19991-基础知识ok不同数制间的转换(续)十六进制数及其转换

十六进制数的表示(97B.4C)16=9×162

+7×161

+11×160

+4×16-1

+12×16-22.特点

逢16进1；有0~9、A~F共十六个不同的数字符号；数位的权为16的幂次方16n；

24=16，四位二进制数一位十六进制数。December12,19991-基础知识ok十六进制数十进制数不同数制间的转换(续)(ABC.DE)16

=(？)10(ABC.DE)16

=10×162

+11×161

+12×160

+13×16-1

+14×16-2

=2560

+176

+12+0.81+0.05=(2748.86)102748.86按权展开法December12,19991-基础知识ok二进制数十六进制数

不同数制间的转换(续)(101111100110.11011)2=()16十六进制数二进制数(A7B8.C9)16

=()2101001111011100011001001..BE6D824=16以小数点为界,分别向左、向右每4位一组直接将一位十六进制数写成四位二进制数或将四位二进制数写成一位十六进制数不足4位补0！December12,19991-基础知识ok

不同数制间的转换(完)R进制数与十进制数的相互转换1.R

进制数转换为十进制数按Rn权值展开法2.十进制数转换为R

进制数整数除以R倒取余数小数乘以R正取整数December12,19991-基础知识ok

数的原码、反码和补码表示机器数表示数值的几种方法原码反码补码解决数值计算问题

减法问题

December12,19991-基础知识ok

数的原码、反码和补码表示带符号的二进制数，按数位的宽度填满，最高位是符号位数的原码表示带符号数

-12

10001100带符号数

+12

00001100例a=-12b=+12[a]原=10001100[b]原=00001100记为：December12,19991-基础知识ok

数的原码、反码和补码表示已知：a=+2，b=–2，直接写出a,b的 补码[a]补和[b]补，设n=8[a]补=[a]原=(00000010)2先写出b的原码表示：

[b]原：除符号位外，按位变反，末位加1：

[b]补：0000010111111101例题December12,19991-基础知识ok微机的基本结构硬件系统：设备软件系统：程序+文档一、微型计算机系统

以微处理器为核心，配以存储器、输入输出电路及其它辅助电路，组成微型计算机的硬件系统。

以操作系统为核心的系统软件以及其它应用软件组成微型计算机的软件系统。微型计算机系统+=系统硬件软件

December12,19991-基础知识ok微机的硬件系统中央处理器时钟电路存储器输入输出子系统总线控制逻辑系统总线December12,19991-基础知识ok中央处理器中央处理器（CentralProcessUnit，简称CPU）是核心部件，决定了整个计算机的功能和性能指标。一、组成：控制器：取指令、分析指令、执行指令运算器：执行算术运算和逻辑运算二、工作原理：把处理问题的程序和所需的数据均以二进制编码形式表示，并且预先按顺序存放到计算机的存储器里，计算机工作时自动执行程序，从而实现自动控制。December12,19991-基础知识ok中央处理器（续）-运算器计算机处理数据形成信息的加工部件。暂存参与运算的数据或结果完成算术运算和逻辑运算由加法器、寄存器和一些控制线路组成算术逻辑运算单元ALUArithmeticaland

Logical

UnitDecember12,19991-基础知识okPentium的寄存器组三类寄存器组基本寄存器组通用寄存器指令指针寄存器标志寄存器段寄存器系统寄存器组（只供系统程序访问）地址寄存器控制寄存器调试寄存器测试寄存器浮点寄存器组数据寄存器 标志字寄存器状态寄存器 控制字寄存器指令指针寄存器数据指针寄存器December12,19991-基础知识ok8086~PentiumCPU程序可见寄存器组

GS

CS

SS

DS

ES

FS代码段寄存器堆栈段寄存器数据段寄存器附加段寄存器段寄存器1615

CHCL

(AH)AX(AL)

EAX

EBX

(CH)CX(CL)

ECX

(DH)DX(DL)

EDX位

087

31

AHAL

SP

ESP

AHAL

BP

EBP

AHAL

SI

ESI

DI

EDI

IP

EIP

(BH)BX(BL)

FLAGS数据寄存器堆栈指针基址指针源变址目的变址指令指针标志指针寄存器变址寄存器控制寄存器通用寄存器

FLAGS1-基础知识ok

LAGS1615

CHCL

(AH)AX(AL)

EAX

EBX

(CH)CX(CL)

ECX

(DH)DX(DL)

EDX

位

087

31

AHAL

SP

ESP

AHAL

BP

EBP

AHAL

SI

ESI

DI

EDI

IP

EIP

(BH)BX(BL)

FLAGS数据寄存器堆栈指针基址指针源变址目的变址指令指针标志指针寄存器变址寄存器控制寄存器

通用寄存器8086~PentiumCPU程序可见寄存器组

返回1-基础知识ok

GS

CS

SS

DS

ES

FS代码段寄存器堆栈段寄存器数据段寄存器附加段寄存器段寄存器8086~PentiumCPU程序可见寄存器组（续）

1-基础知识ok通用寄存器8个32位的通用寄存器数据寄存器EAX、EBX、ECX、EDX变址寄存器ESI、EDI指针寄存器EBP、ESPDecember12,19991-基础知识ok数据寄存器存放计算过程中用到的操作数、结果或其他信息。四个16位寄存器：AX、BX、CX、DX。

八个8位寄存器：AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL。

四个32位寄存器（386以上）：EAX、EBX、ECX、EDX。December12,19991-基础知识ok数据寄存器A累加器B基址寄存器C计数寄存器D数据寄存器可以双字（32位）、字（16位）字节（8位）的形式访问。如：EAXAXAHALDecember12,19991-基础知识ok数据寄存器累加器。用于算术、逻辑运算，所有I/O指令用它与外设传送信息。基址寄存器。计算存储器地址时，常用作基址寄存器。计数器。一般作为循环或串操作等指令中的隐含计数器。数据寄存器。常用来存放双字数据的高16位，或存放外设端口地址。December12,19991-基础知识okESI、EDI一般与DS连用确定数据段中存储单元的地址。ESI是源变址寄存器EDI是目的变址寄存器在字符串操作中，ESI和EDI都具有自动增量或减量的功能。串处理中，ESI、EDI为隐含的源变址和目的变址寄存器，ESI和DS连用，EDI和ES连用寻址。变址寄存器December12,19991-基础知识ok堆栈指针寄存器SP、ESP（386以上）功能：存放当前堆栈段栈顶偏移量，总是与SS堆栈段寄存器配合存取堆栈中的数据。说明：实模式使用SP。保护模式使用ESP

。指针寄存器December12,19991-基础知识ok基址指针寄存器：BP、EBP（386以上)功能：存放地址的偏移量部分或数 据。若存放偏移量时，缺省 情况与SS配合。说明：实模式使用BP。保护模式使用EBP。指针寄存器December12,19991-基础知识ok指令指针寄存器EIP指示代码段中指令的偏移地址。指令指针EIP，它总是保存下一次将要从主存中取出指令的偏移地址，偏移地址的值为该指令到所在段段首址的字节距离。寻址范围为4GB。在目标程序运行时，EIP的内容由微处理器硬件自动设置，程序不能直接访问EIP，但一些指令却可改变EIP的值，如转移指令、子程序调用指令等。December12,19991-基础知识ok标志寄存器（EFLAGS）程序状态字（programstatusword）32位，用于保存一条指令执行后，CPU所处状态信息及运算结果的特征。状态标志控制标志系统方式标志…OFDFIFTFSFZFAFPFCF31…131211109876543210December12,19991-基础知识ok0123456789101112131415161718192021..31CFPFAFZFSFTFIFDFOFCFPFAFZFSFTFIFDFOFNTCFPFAFZFSFTFIFDFOFIOPLNTVMRFCFPFAFZFSFTFIFDFOFIOPLNTVMRFACCFPFAFZFSFTFIFDFOFIOPLNTVMRFACVIMVIPIDIOPL8086/8088

80286386/486DX80486SX80586标志寄存器1-基础知识ok状态标志

进位标志CF零标志ZF符号标志SF溢出标志OF奇偶标志PF辅助进位标志AF任务嵌套标志NT对准检查标志AC虚拟中断允许标志VIF虚拟中断禁止标志VIPCPUID指令允许标志IDDecember12,19991-基础知识ok控制标志

方向标志DF中断允许标志IF追踪标志TFI/O特权级别标志IOPLDecember12,19991-基础知识ok系统方式标志

虚拟8086方式标志VM恢复标志RFDecember12,19991-基础知识ok段寄存器IBMPC机的存储器采用分段管理方