第1章微型计算机概述资料培训课件

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1、第1章 微型计算机概述,本章学习目标,微型计算机的发展过程 微型计算机的组成结构 数据编码方法及运算 8086/8088CPU的内部结构 8086/8088CPU的存储器分段管理,通过本章学习，应掌握以下内容:,1.1 微型机的发展过程与组成结构 1.2 数据编码与运算 1.3 8086/8088CPU 1.4 8086/8088CPU的存储器管理,1.1.1 微型计算机的发展过程 1. 电子计算机概述 1946年，世界上第一台电子计算机ENIAC（ Electronic Numerical Integrator And Calculator ）在美国宾夕法尼亚大学研制成功。1970年后，随着

2、大规模集成电路（LSI）的研制成功，便出现了微型计算机。,计算机按体积、性能可划分为巨型机、大型机、中型机、小型机。 但就其计算机的硬件而言，它的发展历经了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模和超大规模集成电路时代。,2.微型计算机的发展过程,（1）4位微处理器 1971年，Intel公司推出了第一片4位微处理器Intel4004，集成了2250个晶体管，工作频率为108KHz，寻址空间640字节。,（2）8位微处理器,1972年， Intel公司推出了8位微处理器Intel8008，集成了约2000个晶体管，时钟频率为1MHz。 1974年， Intel公司又推出了8位微处理器Intel

3、8080，集成了约6000个晶体管，时钟频率为2MHz。 1976年，Intel公司推出功能最强的8位微处理器Intel8085，集成了约1万个晶体管，时钟频率达到4MHz。,（3）16位微处理器,1978年，Intel公司推出16位微处理器Intel8086，集成了约2.9万个晶体管，时钟频率为5MHz、8MHz、10MHz。 Intel8086的内部和外部数据线都是16位， 地址线为20位，可直接访问1MB内存单元。,（4）32位处理器,1985年，Intel公司推出了32位的微处理器Intel80386，集成了约27万个晶体管，时钟频率为2040MHz，数据及地址线都是32位，可直接访问

4、4GB内存。,（5）64位微处理器,2003年，AMD公司率先推出了64位微处理器Athlon 64，在个人计算机处理器的竞争中首次领先于Intel公司。,计算机发展很快，无论大型机、中型机、小型机，还是微型机、它们在系统结构和工作原理上，并没有本质上的区别，都是依据著名的美籍匈牙利数学家冯诺依曼 (Johaan Von Neumann)，提出的存储程序（Stored Program）原理工作的，即:指令和指令处理的数据都是以二进制代码形式存储在内存储器里，计算机自动从内存储器中取出程序执行，完成程序赋予的功能。,1.1.2 微型机的组成结构,1. 微型计算机的组成 微型计算机的典型组成结构如

5、图1-1所示。,从图1-1中可以看出，微型计算机由微处理器CPU、 内存ROM和RAM、 I/O接口电路以及系统总线组成，CPU是整个微型计算机的核心部件。,(1)CPU,CPU是采用超大规模集成电路芯片，芯片内集成了运算器和控制器的功能。,（2）内存,微型计算机的工作就是执行程序，不论指令还是指令处理的数据都需要存放在内存储器中。,（3）I/O接口,I/O（InputOutput）接口是外设与微型计算机之间的连接电路。外设实现信息的输入/输出。外设处理数据的速度远低于计算机，且信息格式、信号电平一般不满足计算机的要求，故外设需要接口电路与计算机相连接。,（4）系统总线,系统总线是CPU与其它

6、各功能部件间进行信息传输交换的一组导线。按系统总线上所传送信息的不同类型，可以分: 数据总线DB（Data Bus） 地址总线AB（Address Bus） 控制总线CB（Control Bus）,2.微型机系统的组成,3.微型机的性能指标,（1）主频 （2）运算速度 （3）字长 （4）存储容量,4. 微型机的主要应用,（1）科学计算 （2）数据处理 （3）计算机辅助应用系统 （4）过程控制和仪器仪表智能化,返回本章目录,1.2 数据编码与运算,日常生活中我们常用到十进制数，但在计算机系统中，数据的存储及处理均采用二进制数。,1.2.1 数据编码与运算,1.各种进位计数制 2.数制的转换 3.

7、数据运算,任意R进制的一个十进制数N都可表示为: N = kiRi, ki |0,1,2, ,R-1| 十进制基数R=10, ki|0,1,2, ,9|,其加减法运算规则: 逢10进1, 借1当10 二进制数基数R=2, ki|0,1|, 其加减运算规则: 逢2进1, 借1当2 十六进制基数R=16, ki |0,1, ,9,A,B,C,D,E,F|,其加减法运算规则: 逢16进1, 借1当16,1. 各种进位计数制,在十进制计数中，采用0、1、2、 、8、9共10个数码。同一个数码在数值的不同位置上有不同权值。 在个位上，数码的权值是100 在十位上，数码的权值是101 在百位上，数码的权值

8、是102 在千位上，数码的权值是103，,（1）十进制数,举例:,(5178)10 = 510311027101 8100 = 5178 (795.412)10 = 71029101 5100410-1110-2210-3 = 795.412,在二进制计数中，采用0、1共2个数码。同一个数码在数值的不同位置上有不同权值。 在第1位上，数码的权值是20 在第2位上，数码的权值是21 在第3位上，数码的权值是22 在第4位上，数码的权值是23，,（2）二进制数,举例:,(11.1001)2 = 12112012-102-202-312-4 = 210.5000.0625 = 3.5625,在十六进

9、制计数中，采用0、1、2、 、A、 B、 C、 D、 E、F共16个数码。同一个数码在数值的不同位置上有不同权值。 在第1位上，数码的权值是160 在第2位上，数码的权值是161 在第3位上，数码的权值是162 在第4位上，数码的权值是163，,（3）十六进制数,举例:,(B56.D7)16 =11162516161601316-1 716-2 =28168060.81250.027344 =2902.839844,2.数制的转换,汇编语言程序设计中，既可用二进制数，也可用十进制数或十六进制数。因此，应该熟练掌握各种计数制及各种计数制之间的相互转换。,十进制数转换为R进制数,基本方法: 将十进

10、数分成整数和小数两部分进行转换。 整数部分除以基数R取余数，倒序排列; 小数部分乘以基数R取整数部分,顺序排列。,（1）十进制数与二进制数之间的相互转换,例1-1 将十进制数76.425转 换成二进制数。,转换结果为: 76.425 =,商 余数 762= 38 0 382= 19 0 192= 9 1 92= 4 1 42= 2 0 22= 1 0 12= 0 1,乘积 整数 0.4252=0.850 0 0.852 = 1.70 1 0.72 = 1.4 1 0.42 = 0.8 0 0.82 = 1.6 1 0.62 = 1.2 1,1001100.011011B,（2）将十进制数与十六

11、进制数之间的相互转换,例1-3 将十进制数 76.125转换成十六 进制数。 商 余数 7616 = 4 C 416 = 0 4 乘积整数部分 0.12516 = 2.0 2 转换结果为: 76.125 = 4C.2H,（3）二进制数与十六进制数的相互转换,依据: 二进制数与十六进制数对照表,例1-5 将二进制数101111010 . 0111001B转换成十六进制数。 101111010 . 0111001B =0001 0111 1010 . 0111 0010B = 17A.72H,例1-6 将十六进制数B56.D7H 转换成二进制数。 B56.D7H =1011 0101 0110 .

12、 1101 0111B,3. 数据运算（1）二进制加法运算,二进制加法运算规则: 逢2进1 即 : 000 011 101 110 产生进位1,例1-7 计算两个数据9759,具体计算过程如下: 0 1 1 0 0 0 0 1 B 0 0 1 1 1 0 1 1 B 1 0 0 1 1 1 0 0 B,（2）二进制减法运算,二进制减法运算规则: 借1作2 即: 000 011 产生借位1 101 110,例1-8 计算两个数据9759,具体计算过程如下: 0 1 1 0 0 0 0 1 B 0 0 1 1 1 0 1 1 B 0 0 1 0 0 1 1 0 B,（3）二进制乘法运算,二进制乘法

13、运算与十进制乘法 运算类似即: 000 010 100 111,例1-9 计算1 0 1 1 B 1 0 0 1 B。,1 0 1 1 B 1 0 0 1 B 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1B,（4）二进制除法运算,例1-10 计算1 0 1 1 0 0 11 B 1 0 0 1 B。 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0,1.2.2 带符号数的编码及运算,对于用一个字节来表示的带符号数，D7位

14、表示符号位， 其余位表示数据位。 对于用一个字来表示的带符号数，D15位表示符号位，其余位表示数据位。,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,D15 D14 D13 D12 D2 D1 D0,图（a） 一个字节表示的带符号数,图（b） 一个字表示的带符号数,带符号数的表示:,1. 原码编码法,原码编码的规则是: 最高位代表符号位，正数的符号位用0表示，负数的符号位用1表示，数值部分为数据的二进制数码。,例如: 75的原码用字节表示: 0 1 0 0 1 0 1 1 B 75的原码用字节表示: 1 1 0 0 1 0 1 1 B 31785的原码用字表示: 0 1 1 1 1 1 0

15、0 0 0 1 0 1 0 0 1 B 31785的原码用字表示: 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 B 0的原码用字节表示: 0 0 0 0 0 0 0 0 B 0的原码用字节表示: 1 0 0 0 0 0 0 0 B,2.补码编码法及其运算,补码编码的规则是: 正数的补码等于原码，负数的补码可先求对应正数的原码，再对原码取反加1（包括符号位）。,例如: 75的补码用字节表示: 0 1 0 0 1 0 1 1 B 75的补码用字节表示: 1 0 1 1 0 1 0 1 B 31785的补码用字表示: 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1

16、 B 31785的补码用字表示: 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 B 0的补码用字节表示: 0 0 0 0 0 0 0 0 B 0的补码用字节表示: 0 0 0 0 0 0 0 0 B,例1-11 对两个带符号数75和43进行加法运算。,0 1 0 0 1 0 1 1 B 1 1 0 1 0 1 0 1 B 1 0 0 1 0 0 0 0 0 B 运算结果: （75）（43）0 0 1 0 0 0 0 0 B = 32,例1-12 对两个带符号数75和43进行减法运算。,0 1 0 0 1 0 1 1 B 1 1 0 1 0 1 0 1 B 0 1 1 1 0 1 1 0 B 运算结果: （75）（43）0 1