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1、第1章 进制与码元,教材 郑初华主编，汇编语言、微机原理及接口技术，电子工业出版社,课程情况 教学：56学时 实验：1周 考试：作业10%，实验10%，期末考试80%,上课时间安排,1-16周 周一 5-7节 310403 12-16周 周二 3-4节 310403 19周 课程设计,参考书,Intel系列微处理器结构、编程和接口技术大全 (美)Barry B.Brey 著 陈谊 等译 机械工业出版社 1998.1 第一版 93.00 Intel系列微处理器结构、编程和接口技术大全 (最新版或原版的影印版) 其它的X86的教材(著名大学、著名出版社、最近出版的),教学内容,第一章 进制与码元
2、第二章 微型计算机硬件基础 第三章 Intel 8086/8088 CPU的指令系统 第四章 汇编程序设计 第五章 内存组成、原理与接口 第六章 输入输出系统和中断技术 第七章 常用数字接口电路 第八章 模拟量的输入输出,课程相关事项,本课程的特点 注重原理,结合应用 本课程的学习方法 记忆指令,上机调试,自学与听讲结合 本课程学习注意问题 既要注重细节,也要注重全局概念 克服枯燥,结合原理探讨有关应用,本课程的组成,软件 ,主要指80X86的软件体系结构及汇编语言指令及编程 硬件 ,主要指80X86管脚、存储器结构及I/O接口电路,提纲,1.1 概 述,1,1.2 微型计算机的硬件结构,3,
3、1.3 数字化信息编码与数据表示,1.4 无符号二进制数的运算,1.5 数的编码方法,1.6 计算机中数据的表示方法,1.7 IBM PC系列微机系统简介,1.8 微型计算机系统的主要性能指标,2,3,4,5,6,7,8,1.1 概 述,电子计算机的发展： 电子管计算机（1946-1956） 晶体管计算机（1957-1964） 中小规模集成电路计算机（1965-1970） 超大规模集成电路计算机（1971-今） 电子计算机按其性能分类： 大中型计算机/巨型计算机（Mainframe Computer） 小型计算机（Minicomputer） 微型计算机（Microcomputer） 单片计算机
4、（Single-Chip Microcomputer） 微型计算机的核心：微处理器(中央处理器CPU) Intel CPU的发展见下页表,摩尔定律(Moores Law),英特尔处理器2009年：达到32nm工艺 估计到2030年将进入1.6nm工艺 如果目标实现，这将再次证明摩尔定律(Moores Law)还依然有效，并指导着半导体工艺发展。,INTEL芯片组,440系列 - 其中440BX是奔腾2时期的经典之作 810系列 - 是Intel第一款采用集成显卡的芯片组。不支援AGP,使得不能升級显示卡。 815系列 - 是奔腾III处理器的不二选择，其中815EP B-Step（又称815E
5、PT）正式支持图拉丁（Tualatin）核心的CPU。 850系列 - 配合奔腾4的上市而设计的，采用不成熟的Socket423插座并搭配昂贵的RAMBUS内存使得它与Socket423的奔腾4同时被淘汰出局。新的850E后来作为工作站级别的芯片组上市。,INTEL芯片组,845系列 - 为了摒弃昂贵的RAMBUS内存而设计的搭配SDRAM内存的芯片组。随着DDR内存的上市，英特尔又推出了845D以及后续的845E、845G等芯片组。 865/875系列 - 为全面支持含超线程技术（Hyper-Threading）的奔腾4设计的芯片组，首度支持双通道内存、SATA硬盘、AGP8X和USB2.0
6、等新技术。 848P - 865系列的简化版本，去掉了对双通道内存的支持。,INTEL芯片组,915/925系列 - 采用LGA775封装的新型处理器而推出的采用PCI Express技术芯片组，后来有改换Socket478插座和AGP插槽的型号。 915芯片组摒弃了AGP技术而采用了PCI-Express总线，同时开始支持DDR2内存。 925系列支持Pentium 4 Extreme Edition 处理器。 945/955/975系列 - 在原915/925芯片组的基础上，增加了对奔腾D双核心CPU的支持。其中955和975系列支持了Pentium Extreme Edition处理器。
7、,INTEL芯片组,945GT Express芯片组更是支持了Core Duo处理器。使用VRM11的975系列主板更支援Intel Core 2系列处理器。 946系列 - 基于945芯片組，加入对800MHz的Intel Core 2处理器的支援。 965系列 - 加入对Intel Core 2系列处理器的支援，另外加入原生的双管道DDRII800的支援。採用全新的命名方法P965、Q965等取代沿用已久的945P等命名。,Intel已经在Hillsboro, Ore., campus的研发中心，成功安装业界第一台商业运行的极度紫外光石版照相设备！Intel将采用这种设备在0.032微米制
8、程的晶圆上刻画金属电路。,典型CPU介绍,Intel 3.8G P4 670 90纳米制程Prescott核心，L2高速缓存为2MB，晶体管数量1.69亿颗，硅晶面积为135平方厘米，设计热功率为115W,P4-Prescott CPU,Intel 915/925平台,Intel 975平台,Intel P35平台,Intel双核结构图,AMD双核结构图,双核CPU大战！AMD全胜,双核CPU大战！AMD全胜,提纲,1.1 概 述,1,1.2 微型计算机的硬件结构,3,1.3 数字化信息编码与数据表示,1.4 无符号二进制数的运算,1.5 数的编码方法,1.6 计算机中数据的表示方法,1.7
9、IBM PC系列微机系统简介,1.8 微型计算机系统的主要性能指标,2,3,4,5,6,7,8,1.2 微型计算机的硬件结构,微机的硬件体系结构仍采用冯诺依曼建立的经典结构。其主要特点是：微型计算机系统的硬件由五大部分组成： 1.运算器 2. 控制器 3. 存储器 4.输入设备 5. 输出设备 其中运算器和控制器合称微处理器MPU(或CPU)。 输入设备和输出设备合称/O设备。,微型计算机基本结构,I/O设备,I/O 接口,存储器,ALU,控制器,取指,读,程序 数据,结果,程序 数据,结果,取,存,I/O命令,操作命令,写,存,微机总线,总线包括地址总线 AB(ADDRESS BUS)、数据
10、总线DB(DATA BUS)和控制总线CB(CONTROL BUS)。 数据总线DB用来传递数据信息，由于数据信息可在MPU和存储器、I/O设备之间相互传递，故为双向总线。,微机总线,地址总线AB用于传送MPU发出的地址信息，是单向总线。微机中存储单元I/O设备都有地址，在交换信息前，MPU先通过传送地址信息找寻所需交换信息的存储器和I/O设备，然后经数据总线进行信息的交换。 控制总线CB用来传送控制信号、时序信号和状态信号，由于有的信号由MPU发向存储器和I/O设备，有的信号由存储器和I/O设备发向MPU，故控制总线从整体上看是双向的。,微机总线,CPU,定时电路,接口,接口,ROM,RAM
11、,I/O 接口,输出设备,输入设备,DMA,地址总线,数据总线,控制总线,并行接口 串行接口 定时/计数 中断控制器,典型的PC系统结构,提纲,1.1 概 述,1,1.2 微型计算机的硬件结构,3,1.3 数字化信息编码与数据表示,1.4 无符号二进制数的运算,1.5 数的编码方法,1.6 计算机中数据的表示方法,1.7 IBM PC系列微机系统简介,1.8 微型计算机系统的主要性能指标,2,3,4,5,6,7,8,1.3 数字化信息编码与数据表示,掌握 特点； 表示方法； 相互间的转换。,一、常用记数制,1十进制（Decimal，D） 日常生活中最常见的是十进制数，用十个不同的符号来表示：0
12、、1、2、3、4、5、6、7、8、9，称为代码。 符合人们的习惯 2二进制（Binary，B） 二进制数只有两个代码“0”和“1”，所有的数据都由它们的组合来实现。二进制数据在进行运算时，遵守“逢二进一，借一当二”的原则。 便于物理实现。,常用记数制,3十六进制（Hex，H） 十六进制数采用09和A、B、C、D、E、F六个英文字母一起构成十六个代码。 便于识别、书写。 4.八进制（Octal，O，Q）,1. 十进制,特点：以十为底，逢十进一； 共有0-9十个数字符号。 表示：,2. 二进制,特点：以2为底，逢2进位； 只有0和1两个符号。 表示：,3. 十六进制,特点：以16为底，逢16进位；
13、 有0-9及A-F共16个数字符号。 表示：,进位计数制的一般表示,一般地，对任意一个K进制数S都可表示为,其中： Si - S的第i位数码，可以是K个符号中任何一个； n,m 整数和小数的位数； K - 基数； Ki - K进制数的权,进制转换和计算,如何区分不同进位记数制的数字,在数字后面加一个字母进行区分： 二进制：数字后面加B, 如1001B 八进制：数字后面加O, 如1001O 十进制：一般不加, 如1001 十六进制：数字后面加H , 如1001H 在明显可以区分其记数制的情况下，可以省略数字后面的字母,二、进制转换,1非十进制数到十进制数的转换 P1例1.1 按相应进位计数制的权
14、表达式展开，再按十进制求和。 例：10110010B = (?)10 13FAH = (?)10,二、进制转换,2. 十进制到非十进制数的转换 十进制 二进制的转换： 整数部分：除2取余； 小数部分：乘2取整。 十进制 十六进制的转换： 整数部分：除16取余； 小数部分：乘16取整。 以小数点为起点求得整数和小数的各个位。,二、进制转换,3. 二进制与十六进制间的转换 用4位二进制数表示1位十六进制数 例： 10110001001.110 = (?)H 0101 1000 1001.1100 5 8 9 . C 注意：位数不够时要补0,例：将（236）D转换成二进制,将十进制数转变成二进制数,
15、例：（0.6875 ）D=？B=(0.1011 ) B,例（0.6875 ）D=？B=(0.1011 ) B 0.6875*2=1.375 (取整=1) (1.375-1)*2=0.75 (取整=0) 0.75*2=1.5 (取整=1) (1.5-1)*2=1 (取整=1),提纲,1.1 概 述,1,1.2 微型计算机的硬件结构,3,1.3 数字化信息编码与数据表示,1.4 无符号二进制数的运算,1.5 数的编码方法,1.6 计算机中数据的表示方法,1.7 IBM PC系列微机系统简介,1.8 微型计算机系统的主要性能指标,2,3,4,5,6,7,8,1.4 无符号二进制数的运算,无符号数 算术运算 有符号数 逻辑运算,一、无符号数的运算,算术运算 包括： 加法运算 减法运算 乘法运算 除法运算,1. 规则,加法：1+1=0（有进位）, 减法：0-1=1（有借位）, 乘除法： 一个数乘以2相当于该数左移一位；除以2则相当于该数右移1位。,例：,000010110100=00101100B 000010110100=00000010B11B 即： 商=00000010B 余数=00000011B,2. 无符号数的表示范围,一个n位的无符号二进制数X，其表示范围为 0 X 2n-1 若运算结果
