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1、21世纪高等院校规划教材,汇编语言程序设计,相 伟 主编 徐小平 李珍香 副主编,中国水利水电出版社,第1章 微型计算机概述,本章学习目标,通过本章学习，读者应该掌握以下内容： 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的存储器分段管理技术,1.1 微型计算机的发展过程与组成结构,1.1.1微型计算机的发展过程 1电子计算机概述1946年，世界上第一台电子数字计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator ）在美国宾夕法尼亚大学研制成功，标志着计算机
2、时代的到来，随着计算机技术和集成电路技术的发展，计算机的制造成本逐渐降低，而性能、可靠性越来越高。特别是在1970年以后，随着大规模集成电路（LSI）研制成功，出现了微型计算机。,在微型计算机出现之前，电子计算机一般是根据体积、性能、价格划分为巨型机、大型机、中型机、小型机。但从计算机的硬件发展水平而言，计算机的发展经历了电子管时代、晶体管时代、中小规模集成电路时代、大规模和超大规模集成电路时代，目前已进入巨大规模的集成电路时代。,尽管计算机发展很快，但微型计算机与巨型机、大型机、中型机、小型机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 Vo
3、n Neumann，19031957）提出的存储程序（Stored Program）原理工作的，即将由指令组成的程序和指令操作的数据以二进制形式存储在存储器里，通过使计算机自动从存储器中取出程序执行，完成程序赋予的功能。,根据程序存储原理，计算机硬件应由五个基本部分组成，即：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。运算器是计算机执行各种算术运算和逻辑运算的功能部件。控制器用于控制组成计算机的各个功能部件协调一致的工作。存储器用于存储计算机运行的程序、程序处理的数据、程序运算结果。输入设备用于将程序和数据输入计算机，存储在存储器中。输出设备用于输出存储器中的程序、原始数据和运算结果。,2微型
4、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，它在4.2mm*3.2mm的硅片上，集成了2250个晶体管，工作频率为108KHz，寻址空间640字节，以其为核心组成了一台高级袖珍计算器。随后Intel公司在Intel4004的基础上，经过改进，推出了Intel4040，它是第一片通用的4位微处理器。4位微处理器指令系统简单，运算功能较弱。,（2）8位微处理器1972年，Intel公司推出8位微处理器Intel8008，集成度约2000个晶体管，时钟频率为1MHz。Intel8008的运算能力是4004的2倍。1974年，Intel公司
5、又推出8位微处理器Intel8080，集成度约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，集成度约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位处理器Intel8086，集成度约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。Intel8086首次采用了流水线技术，并在CPU内部设置了6个字节的指令队列，存放预取的指令，减少了CPU取指令的时间。,（4）32位处理器1985年，In
6、tel公司推出了32位处理器Intel80386，集成度约27万个晶体管，时钟频率为2040MHz，该芯片的数据线及地址线都是32位，可直接访问4GB内存，并支持分页机制。Intel80386与Intel8086向上兼容，具有三种工作方式：实地址模式、保护虚地址模式和虚拟Intel8086模式。所谓虚拟Intel8086模式是指可以在操作系统控制下模拟多个Intel8086同时工作。,（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，该微处理器的推出使AMD公司在个人计算机处理器的竞争中首次领先于Intel公司。Athlon 64 处理器既可确保当前的32位
7、应用程序能够发挥出卓越的性能，也可支持下一代的64位应用程序。64位微处理器的诞生，标志着计算技术迈进了一个新的时代。,1.1.2微型计算机的组成结构,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，其中CPU是整个微型计算机的核心部件。,CPU是微型计算机的核心部件，它是采用超大规模集成电路技术制作的芯片，芯片内集成了运算器和控制器的功能，并集成了少量的被称为寄存器的高速存储单元。,（2）内存微型计算机的工作就是执行程序，即不断地取指令并执行指令，而不论指令还是指令处理的数据都是
8、存放在存储器中。存储器由内存和外存两部分组成 。,（3）I/O接口I/O（InputOutput）接口电路是外设与微型计算机之间的连接电路。外设是外部设备的简称，用来实现程序和数据的输入/输出。由于外设多数是机电设备，传输数据的速度远低于计算机，而且接收数据的信息格式、信号电平也不一定符合微型计算机的要求，故外设需要接口电路与计算机相连接。I/O接口的作用是在CPU和外设之间进行信息交换时，起缓冲、信息格式转换及时序匹配等作用。,（4）系统总线系统总线是CPU与其它各功能部件之间进行信息传输的通道，它是一组并行的导线。按照系统总线上所传送信息的不同类型，系统总线可以分为数据总线DB（Data
9、Bus）、地址总线AB（Address Bus）和控制总线CB（Control Bus）。,2微型计算机系统的组成,3. 微型计算机的性能指标,（1）主频 （2）运算速度 （3）字长 （4）存储容量,各个存储容量的单位之间的关系如下：1KB=1024B1MB=1024KB1GB =1024MB 1TB =1024GB,4. 微型计算机的主要应用,（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,1.2数据编码与运算,在日常生活中我们常用十进制数，但在计算机系统中，数据的存储及处理均采用二进制数，所有计算机处理的数据，包括字母、符号等都要用二进制编码来表示
10、。,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. 数据运算,1各种进位计数制,（1）十进制计数 在十进制计数中，采用数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10个数码来计数。通过这10个数码来表示任意大小的数值，同一个数码在数值的不同位置上有不同权。在个位的位置上，数码的权是100；在十位的位置上，数码的权是101；在百位的位置上，数码的权是102；在千位的位置上，数码的权是103，依次类推。,例如,（5178）10 = 5103110271018100（795.412）10 = 710291015100410-1110-2210-3,（2）二进制数,（10110011）
11、2 = 127026125124023022121120（11.1001）2 = 12112012-102-202-312-4,（3）十六进制数,（9A7C）16 = 9163A1627161C160（B56.D7）16 = B16251616160D16-1716-2,2数制的转换,在汇编语言程序设计中，既可以使用二进制表示的数，也可以使用十进制表示的数或使用十六进制表示的数。因此，应该熟练掌握各种计数值及各种计数值之间的相互转换。,（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。 转换方法：将数分成整数部分和小数部分分别进行转换。,转换结果为：7
12、6.425 = 1001100.011011B,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,例1-2 将二进制数11.1001B转换成十进制数。,11.1001B = 12112012-102-202-312-4 = 210.5000.0625 = 3.5625,（2）将十进制数与十六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
13、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,例1-4 将十六进制数B56.D7H转换成十进制数。 B56.D7H = B16251616160D16-1716-2 = 28168060.81250.027344 = 2902.839844,（3）二进制数与十六进制数的相互转换,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
14、数。B56.D7H = 1011 0101 0110 . 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 ：000011101110 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 B1 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 ：000011产生借位1101110,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 B0 0 1 0 0 1 1 0 B,
15、（3） 二进制乘法运算,二进制乘法运算与十进制乘法运算类似即 ：000010100111,例1-10 计算1 0 1 1 B 1 0 0 1 B。,1 0 1 1 B1 0 0 1 B1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 01 0 1 11 1 0 0 0 1 1,（4） 二进制除法运算,例1-11 计算1 0 1 1 0 0 11 B 1 0 0 1 B。1 0 0 1 11 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 11 0 0 10 0 1 0 0 0 11 0 0 11 0 0 0 11 0 0 11 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，D
16、7位表示符号位，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。,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，数值部分按照“除2取余”的方法直接转换成二进制数。,例如：75的原码用字节表示为：0 0 1 0 0 1 0 1 1 B75的原码用字节表示为：1 0 1 0 0 1 0 1 1 B31785的原码用字表示为：0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 B31785的原码用字表示为：1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 B0的原码用字节表示为：0 0 0 0 0 0 0 0 B0的原码用字节表示为：1 0 0 0 0 0 0 0 B,
