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1、第一章第一节 微型计算机的发展和分类一、微机的发展年份 典型产品时钟频率(MHZ)字长(位)集成度(管/片)指令执行时间(us)第一代 1971 4004、4040、8008 1 4/8 2000 20第二代 1973-19778080/8085、Z80、6800/68022 - 4 8 5000 1 -2第三代 1978-19798086、Z8000、M68000 4 - 8 16 20000-60000 0.580286、68010 10 16 100000 0.280386、6802016 - 20 32 150000 0.1第四代 1980 -80486、Pentium 150 32
2、3100000 0.05二、微机的发展方向高性能的 64位微处理器专用化的单片微型计算机软件固化的微型计算机多微处理机系统和局域网络外围接口电路三、微型机的分类按机器组成和系统规模划分位片式：利用位片式处理器可以构成不同字长的微型计算机，结构灵活。单片式：单片机又称为“微控制器”和“嵌入式计算机”, 这是一种把构成一个微型计算机的一些功能部件集成在芯片之中的计算机。单片机的体积小, 功耗低, 在智能化仪表以及控制领域应用极广。多片式：由若干芯片组成计算机。单板机：up,RAM,ROM 以及一些 I/O接口电路, 加上相应的外设安装在一块印刷电路板上, 构成的一种计算机系统。如 TP_801机,
3、TP_86 机等, 可广泛应用于生产过程的实时控制以及教学实验。个人计算机所谓个人计算机, 是指由微处理器芯片装成的, 便于搬动而不需要维护的计算机系统。这些计算机的价格很低, 可供个人或家庭使用。通常分为：家用计算机, 业余爱好者计算机以及商用计算机等。最早的个人计算机是由美国 MITS公司于 1975年研制的 AlTair8080,这是市售的第一台个人计算机。1981年 8月, 世界上最大的计算机公司美国 IBM推出了 IBM PC个人计算机。由于 IBM PC系列机的技术先进, 在当今的世界微型计算机市场上处于主流地位。个人计算机在商业, 家用, 科学和教学等领域都得到广泛的应用。工程工
4、作站微机工程工作站 EWS(Engineering Work Station) 是 80年代出现的新机种, 由于 EWS具有性能优越, 价格便宜, 应用范围广, 使用方便等优点, 因而自 1980年第一台 EWS推出以来, 十年间得到迅猛的发展, 长足的进步。按最近的观点来看, EWS 是指具有 5M的计算机系统, 所谓 5M是指：工作速度为 1MIPS（目前已要求不低于 10MIPS)内存容量为 1MB(目前已要求不低于 8M)图形显示分辨率为 1M个象素（1024*1024)浮点运算速度为 1MFLOPS图形处理速度为 1MVectors/s一每秒一兆个向量）EWS特别适用于工程上的设计,
5、 计算, 计划, 模拟, 分析, 办公室自动化业务, 实时数据处理, 以及 CAD/CAM/CAE方面的应用, 所以被称为“工程工作站”。按制造工艺划分MOS型双极型按字长划分4 位微处理器：其数据总线 4位, 可方便组成 BCD码。8 位微处理器：用 8位代码表示信息-数字, 文字字母以及符号, 运算速度较快。16 位微处理器：运算速度高, 可用于处理多个数据的数据处理中心, 以及实时多处理任务.32 位微处理器：运算速度更高。第二节 计算机中数的表示方法一、数制进位数制的表示方式N=KN-1RN-1+KN-2RN-2+K2R2+K1R1+K0R0+K-1R-1+K2R-2+K-M+1R-M
6、+1+K-MR-M 其中：R：称为基数；它表示该进制逢 R进一；有 R个表示数的数字。Ri：称为第 i位的位权值。Ki：表示第 i位的数字。1. 十进制2. 二进制3. 八进制4. 十六进制R 进制到十进制的转换按上述展开式展开既可得到。二进制1101.101B十六进制3AB.8H十进制数转换成 R进制整数部分除 R取余数（最先得到的余数为最低位）小数部分乘 R取整数（最先得到的整数为最高位）例：146.25 转换成二进制数128 64 32 16 8 4 2 1 0.5 0.251 0 0 1 0 0 1 0 0 1二进制数与十六进制数的转换一位十六进制数对应于四位二进制数。例：5C.8H例
7、：1011011.11B二、计算机中的编码BCD 码1位 BCD码用 4位二进制表示。压缩型 BCD码一个字节表示两位 BCD码非压缩型 BCD码一个字节只用低 4位表示 BCD码 例：有一个数码 37H，试分析当其表示压缩型 BCD码数据时是多少?表示非压缩型 BCD码数据时是多少?ASCII 码用 7位二进制数表示一个字符数字 09 的 ASCII码：30H39H；大写字母 A：41H；小写字母 a：61H。三、带符号数的表示方法机器数数的符号也代码化了的数。0：代表整数；1：代表负数。原码、反码和补码原码最高位表示符号，其它位用数的绝对值表示。正数：为其本身负数：最高位为 1，其它位用数
8、的绝对值表示。8位原码表示数的范围：-127+127（1111111101111111）；0 有+0 与-0的分别。（+0：00000000；-0：10000000）例：求 X1=5、X2=-6 的原码反码正数：为其本身负数：最高位为 1，其它位按位求反表示。8位反码表示数的范围：-127+127（1000000001111111）；0 有+0 与-0的分别。（+0：00000000；-0：11111111）例：求 X1=5、X2=-6 的反码补码正数：为其本身负数：反码加 1。8位补码表示数的范围：-128+127（1000000001111111）；0 有唯一的表示（00000000）。例
9、：求 X1=5、X2=-6 的补码四、补码的加减运算注意：补码运算的结果也是补码加法运算X+Y补 =X补 +Y补两正数相加例：已知 X=64，Y=9，求两数之和正数和负数相加例：已知 X=64，Y=-9，求两数之和 两个负数相加例：已知 X=-64，Y=-9，求两数之和减法运算X-Y补 =X补 +-Y补 1. 正数和正数相减例：已知 X=64，Y=9，求两数之差正数和负数相减例：已知 X=64，Y=-9，求两数之和溢出的问题判断溢出的方法最高位的进位与次高位的进位相异或，若结果为 0则不溢出；结果为 1则溢出。例：已知 X=-64，Y=-65，求两数之和五、小数的表示法定点表示定点纯小数约定的
10、小数点位置固定在符号位的后面当字长为 n+1时，定点小数的表示范围：1-2 -n -(1-2 -n)定点纯整数约定的小数点位置固定在最低数值位后面当字长为 n+1时，定点小数的表示范围：2 n-1 -(2 n-1)浮点表示浮点数由尾数和阶码组成：N=S2 P尾数 S表示浮点数的全部有效数字，它是一个有符号的纯小数阶码 P指明浮点数实际小数点的位置与尾数约定的小数点位置之间的位移量 P。该位移量 P是一个有符号的纯整数。第三节 微处理器、微型计算机和微型计算机系统一、微型计算机系统的体系结构算术逻辑部件寄存器阵列控制部件微处理器(CPU) 内部总线存储器(ROM、RAM)输入/输出接口微型计算机
11、系统(UCS)微型计算机(UC)系统总线外围设备系统软件二、微处理器我们通常所说的微处理器是指由一片或多片大规模集成电路组成的中央处理器 CPU,以及时钟脉冲发生器和系统控制器.CPU 的功能：1.可以进行算术和逻辑运算；2.可以保存少量数据；3.能对指令进行译码并执行规定的动作；4.能和存储器、外设交换数据；5.可以响应其他部件发来的中断请求。CPU 的内部结构1.算术逻辑部件 ALU；2.累加器和通用寄存器；3.程序计数器、指令寄存器和译码器；4.时序和控制部件。控制信号的分类1.由 CPU内部产生：通过对指令的译码，由 CPU内部产生的信号，发往存储器、输入/输出接口和其他部件。2.向
12、CPU发出请求的信号，如中断请求、总线请求。微处理器的典型结构利用内部总线(内部总线、片内总线)把运算器、控制器、寄存器阵列连接在一起，构成这三部分的信息传输通道。三、微型计算机是指以微处理器为基础 ,配以内存储器以及输入输出接口电路和其它相应的配套电路而构成的裸机。把微型计算机制作在一个芯片上即构成单片微型计算机。微机的结构由 CPU、存储器、输入/输出接口电路和片总线组成。片总线数据总线：用于传送数据。数据总线是双向的。数据总线上传送的可以是指令代码、状态量及控制量。地址总线：用于传送地址信息。地址总线是单向的。地址总线的位数决定CPU可以直接寻址的内存范围。控制总线：用来传送控制信号。四
13、、微型计算机系统由微型计算机以相应的外部设备及其专用电路,电源,面板,机架以及足够的软件而构成的系统。由三类总线把组成系统的各部件互连在一起。片总线：元件级总线。 内总线(I-BUS)：又称系统总线、微机总线、板级总线。外总线(E-BUS)：又称通信总线。第四节 微型计算机的应用一、微型计算机的应用科学计算数据处理（信息处理和事务管理）过程控制仪器、仪表控制家用电器和民用产品控制二、微型机技术的发展向高性能、多功能的方向；价格低廉、功能专一的方向；向数字化、多媒体智能终端发展。第二章第 1 节 8086 的编程结构一、8086 的结构图二、总线接口部件功能负责与存储器、I/O 端口传送数据。组
14、成 4 个段地址寄存器CS - 16位的代码段寄存器DS - 16位的数据段寄存器ES - 16位的附加(扩展)段寄存器SS - 16位的堆栈段寄存器用于保存段地址。 16 位的指令指针寄存器 IP用于保存程序的偏移地址。 20 位的地址加法器：产生 20位的地址。 6 字节的指令队列（8088 为 4个字节）三、执行部件功能负责指令的执行组成 4 个通用的 16位寄存器，每个 16位的寄存器可拆成 2个 8位寄存器。AX - AH；AL （累加器）BX - BH；BL （基址寄存器）CX - CH；CL （计数器）DX - DH；DL （外设间址寄存器） 4 个 16位专用寄存器(地址指针)
15、SI - 源变址寄存器DI - 目的变址寄存器BP - 基址指针寄存器SP - 堆栈指针寄存器 堆栈以“后进先出”方式操作的内存区域。SP指针用于指出堆栈的栈顶位置。堆栈的操作以字为单位。标志寄存器D15D14D13D12D11D10D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 OF DF IF TF SF ZF AF PF CF状态标志名称 符号 结果对标志的 影响 值 符号表示 结果0 PL 正数符号标志 SF 字：D 15位字节：D 7位 1 NG 负数0 NZ 结果非零零标志 ZF D0+D1+D7|15 1 ZR 结果为零0 PO 低 8位中 1的个数为奇数奇/偶标志 PF D0、D 1、D7的异或非 1 PE 低 8位中 1的个数为偶数0 NC 无进(借)位进(借)位标志 CF字：D 15的进(借)位字节：D 7的进(借)位1 CY 有进(借)位0 NA 无辅助进(借)位辅助进(借)位标志 AF D3的进(借)位 1 AC 有辅助进(借)位0 NV 无溢出溢出标志 OF 最高两位的进(借)位的异或 1 OV 有溢出例：无符号数 9AH+88H例：带符号数 9AH+88H 控制标志名称 符号 值 符号表 示 结果0 UP 增值方向标志 DF 1 DN 减值0 DI 禁止中断中断标志 IF 1 EI 允许中断
