微机原理8086第一章绪论.ppt

微机原理与接口技术张 良机械与汽车工程学院2012年秋季1课程特点o客观抽象客观抽象o晦涩难懂晦涩难懂o枯燥乏味枯燥乏味 虽然对象是具体的虽然对象是具体的2课程目标o从理论和实践上掌握微型计算机的基本组成、工作原理及常用接口技术o初步掌握汇编语言程序设计的基本方法和上机调试过程o建立微机系统整体概念，具备利用微机技术进行软、硬件开发的初步能力3教学方式教学方式 o课堂讲授为主（32个学时）o配合理论教学，安排相应的上机实验（16学时） 4推荐教材或参考书推荐教材或参考书/参考资料参考资料 o王克义等，微机原理与接口技术教程，北京大学出版社，2004年12月o王克义等，80x86/Pentium处理器硬件、软件及接口技术教程，清华大学出版社，1998o尹建华等，微型计算机原理与接口技术，高等教育出版社，2003年8月o张凡等，微机原理与接口技术，清华大学出版社，2004年3月o李继灿，新编16/32位微型计算机原理及应用，清华大学出版社，2005年7月5学生成绩评定方法学生成绩评定方法 o平时成绩占30% 课堂：10%，上机：10%，小测验：10%o期末考试占70%6第1章 绪论o1.1概述o1.2微型计算机的组成o1.3计算机数制o1.4微机的工作过程o1.5微型计算机的主要性能指标71.1概述—电子计算机的发展1 1）机械计算机的诞生）机械计算机的诞生1614 年年:苏格兰人苏格兰人John Napier发明了一种可以进行发明了一种可以进行四则运算和方根运算的精巧装置。

四则运算和方根运算的精巧装置 …… 1890 1890年年:Herman Hollerith :Herman Hollerith 设计了用于美国人口普查的设计了用于美国人口普查的机器结果仅用机器结果仅用6 6周就得出了准确的人口统计数据周就得出了准确的人口统计数据( (如果如果用人工方法，大概要花用人工方法，大概要花1010年时间年时间) ) 2）电子计算机时代）电子计算机时代 1906 年年: 美国人美国人Lee De Forest 发明电子管，为电子计发明电子管，为电子计算机的发展奠定了基础算机的发展奠定了基础 …… 1946 年年: 第一台真正意义上的数字电子计算机第一台真正意义上的数字电子计算机（（ENIAC））由美国宾夕法尼亚大学研制成功由美国宾夕法尼亚大学研制成功8o1946 年年: 第一台真正意义上的数字电子计算机第一台真正意义上的数字电子计算机（（ENIAC））由美国宾夕法尼亚大学研制成功由美国宾夕法尼亚大学研制成功o重重达达数数吨吨，，占占据据几几间间房房间间，，需需要要多多个个操操作作员员来来维维持持它它们们正常工作正常工作o非常昂贵非常昂贵，以至于只有政府和大型机构才能够买得起。

以至于只有政府和大型机构才能够买得起o当当时时的的人人们们认认为为几几台台或或者者几几十十台台这这样样的的机机器器就就能能够够满满足足全世界的需求了全世界的需求了9ENIAC (1946)掌上电脑掌上电脑101.1概述—电子计算机的发展p电子管计算机（1946-1956）用机器语言、汇编语言编写程序；用于军事和国防尖端技术用机器语言、汇编语言编写程序；用于军事和国防尖端技术p晶体管计算机（1957-1964） 开始使用高级语言；开始使用高级语言； 开始用于工程技术、数据处理和其它科学领域开始用于工程技术、数据处理和其它科学领域p中小规模集成电路计算机（1965-1970） 采用微程序、流水线等技术，提高运行速度；采用微程序、流水线等技术，提高运行速度； 出现操作系统、诊断程序等出现操作系统、诊断程序等软件软件p超大规模集成电路计算机（1971-今）采用半导体存储器；采用半导体存储器； 采用图形界面操作系统；采用图形界面操作系统； 器件速度更快器件速度更快, 软件、外设软件、外设更加丰富更加丰富111.1概述—电子计算机按其性能分类o大中型计算机/巨型计算机-Mainframe Computero小型计算机 -Minicomputero微型计算机 -Microcomputero单片计算机 -Single-Chip Microcomputer121.1概述-微型计算机o微型计算机诞生于20世纪70年代n为适应军事和工业自动化的需要n大规模集成电路和超大规模集成电路的迅速发展o微型计算机的特点n集成度高、体积小、重量轻、功耗低、价格低廉；n部件标准化、易于集成及维修；n高可靠性及适应性131.1概述-微型计算机的发展p第一代微型计算机（第一代微型计算机（1971~1973）） 4位和低档位和低档8位微处理器，位微处理器，Intel4004、、8008p第二代微型计算机（第二代微型计算机（1974~1977）） Apple-II微机 中高档中高档8位微处理器，位微处理器，Intel8080、、MC6800、、Z80，，p第三代微型计算机（第三代微型计算机（1978~1984）） IBM PC系列机 16位微处理器，位微处理器，Intel8086/8088/80286、、MC68000、、Z8000p第四代微型计算机（第四代微型计算机（1985~1993）） 32位PC机、Macintosh机、PS/2机 32位微处理器，位微处理器，Intel80386/80486、、MC68020p第五代微型计算机（第五代微型计算机（1993~Now）） 微机服务器、工程工作站、图形工作站 64位微处理器，位微处理器，Intel Pentium/Pentium Pro/…/Pentium IV、、Motorola PowerPC 141.1概述-微型计算机的发展151.1概述-摩尔定律Moore定律： “晶体管的大小将以指数速率变小，而集成到芯片上的晶体管数目将18个月翻一番。

－－Gordon Moore，1965（ Intel公司的创始人，著名半导体科学家）161.1概述-代表芯片Intel 4004Intel 8008Motorola 6800Intel 8086Intel 80286Intel 80386Intel 80486Intel PentiumIntel Pentium IIIntel Pentium IIIIntel Pentium IVIntel Itanium171.1概述—微型计算机的分类o按处理器的位数分类 4位机、8位机、16位机、32位机、64位机o按组装结构分类n单片机—将CPU、ROM、RAM、I/O等集成在一个芯片上；n单板机—将微处理器、存储器、I/O接口、简单外设等安装在一块印制电路板上；n多板机—将多种功能板组装在一起，构成一个功能强大的微型机181.1概述—微型计算机的应用p科学计算和信息处理p辅助设计和辅助制造p测控领域p网络通信p家庭娱乐和家政事务管理191.1概述—微型计算机应用的两个方向o用于数值计算、数据处理及信息管理方向n通用微机，例如：PC微机n功能越强越好、使用越方便越好o用于过程控制及智能化仪器仪表方向n专用微机，例如：工控机、单片机n可靠性高、实时性强n程序相对简单、处理数据量小20第1章 微型计算机的组成o1.1概述o1.2微型计算机的组成o1.3微机的工作过程o1.4微型计算机的主要性能指标21微型计算机系统的构成显示器（输出设备）显示器（输出设备）显示器（输出设备）显示器（输出设备）主机箱主机箱主机箱主机箱鼠标（输入设备）鼠标（输入设备）鼠标（输入设备）鼠标（输入设备）键盘（输入设备）键盘（输入设备）键盘（输入设备）键盘（输入设备）22微型计算机系统的构成——主机箱电源电源电源电源光驱光驱光驱光驱硬盘硬盘硬盘硬盘内存内存内存内存CPUCPU主板主板主板主板扩展卡扩展卡扩展卡扩展卡23o微处理器及其组成o微处理器（微处理机）：由一片或几片大规模集成电路组成的中央处理器，一般也称CPU（Center Process Unit）。

其内部通常包括算术逻辑部件，累加器和通用寄存器组，程序计数器，时序和控制逻辑部件，内部总线等等24o各种CPU25o微型计算机及其组成o微型计算机：是指由CPU、存储器、输入输出接口电路和系统总线构成的裸机内部存贮器，按照读写方式的不同，分为ROM和RAM两种类型；o输入/输出接口电路是外围设备与微型计算机之间的连接电路，在两者之间进行信息交换的过程中，起暂存、缓冲、类型变换及时序匹配的作用；o总线是CPU与其它各功能部件之间进行信息传输的通道，按所传送信息的不同类型，总线可以分为数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB三种类型26o各种存储设备27第一章：概述第一章：概述——微型计算机系统的基本组成和各部件功能微型计算机系统的基本组成和各部件功能o各种接口卡28o主板291.2微机组成-冯.诺依曼计算机o计算机中数据和指令的表示方式n二进制o计算机的工作方式：n存储程序n程序控制执行o计算机的基本结构n控制器n运算器n存储器n输入/输出设备 运算器控制器存储器输入设备输出设备301.2微机组成-冯.诺依曼计算机p冯·诺依曼在题为《关于离散变量自动电子计算机的草案》的论文中详细了阐述了他的思想，论文长达101页，也称“101页报告”。

31微处理器CPU存储器RAMI/O接口电路时钟外存I/O设备I/O接口电路存储器ROM数据总线（双向）地址总线（单向）控制总线1.2微型计算机组成321.2微型计算机组成p 中央处理单元（ CPU） CPU是微型计算机的核心部件，提供运算和判断能力，CPU由以下部件构成：n运算器运算器：又称算术逻辑单元 ALU，负责对数据进行加工、处理及运算n控制器控制器：负责计算机的控制和调度包括指令寄存器、指令译码器和定时控制电路n内部寄存器组内部寄存器组：由多个功能不同的寄存器构成，负责存放运算的操作数、中间结果及最终结果等，分为专用寄存器和通用寄存器；n内部总线内部总线将上述功能部件连接在一起331.2微型计算机组成o主存储器（主存，内存）n主存储器是微型计算机中存储程序和数据的记忆装置，可以分为随机存储器RAM和只读存储器ROMn主存由一个个存储单元组成， 微机中每个存储单元为一个 字节（Byte），由存储单元 的地址（Address）来区分不 同的存储单元；n内存的基本操作分为读操作和写操作，读是非破坏性的，写是破坏性的FE0A64...000000H0001H0002H . . . FFFFHByte341.2微型计算机组成oI/O接口电路n提供驱动外设的电压或电流；n匹配计算机与外设之间的信号电平、速度、信号类型、数据格式等；n缓存发给外设的数据、控制命令和外设提供的运行状态信息；p系统总线 将微型机的各个部件并行联接起来，以分时方式实现信息交换，方便组成不同规模的微机系统：n三态逻辑门；n地址总线（AB）：传送地址，单向；n数据总线（DB）：传送数据，双向；n控制总线（CB）：传送命令，宏观双向，微观单向351.2微型计算机的组成—微机系统的组成微型计算机系统硬件微型计算机（主机）微处理器 软件外围设备运算器控制器存储器RAMROM外部设备辅助设备 输入设备(键盘、鼠标…) 输出设备(显示器、打印机、绘图仪、…) 辅助存储器(磁带、磁盘、光盘)输入/输出接口 (I/O接口) 总线 (AB、DB、CB)系统软件(操作系统，编辑、编译程序，故障诊断,监控程序…)应用软件(科学计算，工业控制，数据处理…)程序设计语言(机器语言、汇编语言、高级语言)电源电路时钟电路36第1章 绪论o1.1概述o1.2微型计算机的组成o1.3计算机数制o1.4微机的工作过程o1.5微型计算机的主要性能指标371.3计算机数据格式一、数制几种数制的表示(后缀表明数的进制)二进制 B 例：1101.1010B八进制 Q或O 例：625.71Q十进制 D或省 例：1796.34十六进制 H 例：37C8.A2H38十进制：基数10，用0－9十个符号数字表示表示方法：每位数字都有相应的权与之对应。

一个十进制数的值等于它的各位数字与对应的权值的乘积之和39二进制二进制：基数2，0，1两个符号数字表示方法：每位数字都有相应的权与之对应一个二进制数的十进制值等于它的各位数字与对应的权值的乘积之和40八进制八进制：基数8，0－7八个符号数字表示方法：每位数字都有相应的权与之对应一个八进制数的十进制值等于它的各位数字与对应的权值的乘积之和41十六进制十六进制：基数16，0－9，A,B,C,D,E,F十六个符 号数字表示方法：每位数字都有相应的权与之对应一个十六进制数的十进制值等于它的各位数字与对应的权值的乘积之和42数制转换o其他数制转十进制 任何基数的数制转换为十进制时，该数每位上的数字与其对应的权值的乘积之和，便是其数制对应的十进制数例：将1110.101B转换为十进制数数码 1 1 1 0 . 1 0 1权值 数值 8 + 4 + 2 + 0 + 0.5+ 0+ 0.125＝14.62543 o例2 将325.7Q 转换为十进制数。

数码 3 2 5 . 7 权值数值192 + 16 + 5 + 0.875 = 213.875 o例3 将58.CAH 转换为十进制数数码 5 8 . C A 权值 数值80 + 8 + 0 . 75 + 0 . 039 = 88 . 789 44十进制转换成其它进制o十进制数转换成其它进制时，要分两部分计算转换十进制整数部分时要用基数去除，转换小数部分时，要用基数去乘转换十进制整数部分的算法如下：1 ）用其它数制的基数除十进制数；2 ）保存余数（最先得到的余数为最低有效位）；3 ）重复1 ）和2 ) ，直到商为0 45例1-4 将18 分别转换为二进制，八进制，十六进制数二进制、八进制、十六进制46o转换十进制小数部分的算法如下： 1 ）用其它数制的基数乘十进制数； 2 ）保存结果的整数部分（最先得到的整数结果为最高位小数) ； 3 ）重复步骤 1 ) , 2 ) ，直到小数部分为047o例 1-5 将0.125 分别转换成二进制数，八进制数，十六进制数48二进制编码的十六进制o二进制编码的十六进制（ BCH ）是用二进制编码表示的十六进制数据，便于人们阅读。

用二进制编码的 4 位表示 1 位十六进制数，每个十六进制数分别转换成 BCH 码，数位之间用空格分开o例如：3AC6H ＝ 0011 1010 1100 0110 B 4950•在计算机中，符号只能用数字来表示在计算机中，符号只能用数字来表示•用二进制数字的用二进制数字的最高位表示该数的符号最高位表示该数的符号正数为0 0，负数为，负数为1 1其余位为数值位其余位为数值位•机器数的表示方法有：机器数的表示方法有：原码、反码、补码原码、反码、补码计算机中有符号数的表示计算机中有符号数的表示51一、原码表示法一、原码表示法　　 数的最高位表示数的符号，数值部分是数的绝对值，也称真值，这种表数的最高位表示数的符号，数值部分是数的绝对值，也称真值，这种表示法称为原码表示法示法称为原码表示法　　　　1 1．对于正数：．对于正数： 符号位用符号位用0 0表示，数字位同真值表示，数字位同真值　　　　2 2．对于负数：．对于负数： 符号位用符号位用1 1表示，数字位同真值表示，数字位同真值　　例　　例 x x＝＝+91+91＝＝+10l1011B+10l1011B　　　　[x][x]原原=01011011B=01011011B　　　　例例 y y＝＝-91-91＝＝-1011011B -1011011B 　　 [y][y]原原=11011011B=11011011B　　　　““0”0”的表示：的表示：[+0][+0]原原=00000000B [-0]=00000000B [-0]原原=10000000B=10000000B　　　　对于对于8 8位机，原码可表示的数的范围：位机，原码可表示的数的范围：-128-128～～+127+12752二、反码表示法二、反码表示法　　 数的最高位表示数的符号，数值部分对于正数同真值，对于负数是真值各数的最高位表示数的符号，数值部分对于正数同真值，对于负数是真值各位取反，这种表示法就叫反码表示法。

位取反，这种表示法就叫反码表示法　　　　1 1．对于正数：．对于正数： 符号位用符号位用0 0表示，数字位同真值表示，数字位同真值　　　　2 2．对于负数：．对于负数： 符号位用符号位用1 1表示，数字位为真值按位取反表示，数字位为真值按位取反　　例　　例 x x＝＝+91+91＝＝+10l1011B+10l1011B　　　　[x][x]反反=01011011B=01011011B　　　　例例 y y＝＝-91-91＝＝-1011011B -1011011B 　　 [y][y]反反=10100100B=10100100B　　　　““0”0”的表示：的表示：[+0][+0]反反=00000000B [-0]=00000000B [-0]反反=11111111B=11111111B　　　　对于对于8 8位机，反码可表示的数的范围：位机，反码可表示的数的范围：-127-127～～+127+12753三、补码表示法三、补码表示法　　1 1．对于正数：．对于正数： 符号位用符号位用0 0表示，数字位同真值表示，数字位同真值 2 2．对于负数：．对于负数： 符号位用符号位用1 1表示，数字位为它的反码末位加表示，数字位为它的反码末位加1 1。

　　例　　例 x x＝＝+91+91＝＝+10l1011B+10l1011B　　　　[x][x]补补=01011011B=01011011B　　　　例例 y y＝＝-91-91＝＝-1011011B -1011011B 　　 [y][y]补补=10100100B+1=10100101B=10100100B+1=10100101B　　　　例例 x x＝＝+8+8＝＝+0001000B+0001000B　　　　[x][x]补补=00001000B=00001000B　　　　例例 y y＝＝-8-8＝＝-0001000B -0001000B 　　 [y][y]补补=11110111B+1=11111000B=11110111B+1=11111000B　　　　从这两个例子中得到如下规律：对一个数的补码连同符号位在内求反加从这两个例子中得到如下规律：对一个数的补码连同符号位在内求反加1 1，，即为其相反数的补码即为其相反数的补码　　例　　例 已知已知[+X][+X]补补=01000110B=01000110B，， 则则[-X][-X]补补=?=? [-X][-X]补补=10111010B=10111010B　　　　““0”0”的表示：的表示：[+0][+0]补补=00000000B [-0]=00000000B [-0]补补=00000000B=00000000B　　　　对于对于8 8位机，补码可表示的数的范围：位机，补码可表示的数的范围：-128-128～～+127 +127 543.3.补码的性质与作用补码的性质与作用 [x+y][x+y]补补 = [x]= [x]补补 + [y]+ [y]补补 [x-y][x-y]补补 = [x]= [x]补补 + [-y]+ [-y]补补 [ [[x]补补] ]补补=x;=x;补码的补码等于原码补码的补码等于原码 如如 32-13=32+32-13=32+（（- -1313））=00100000B+11110011B=00010011B=00100000B+11110011B=00010011B 而而13-32=00001101B+11100000B=11101101B13-32=00001101B+11100000B=11101101B =-19 =-19的补码的补码• 采用补码可将减法转化为加法，而且采用补码可将减法转化为加法，而且符号位同数值位一符号位同数值位一同参与运算同参与运算，运算简单。

运算简单• 引入补码的目的是引入补码的目的是：：1 1）便于加减法运算；）便于加减法运算；2 2）使加法和）使加法和减法相统一，降低硬件复杂性减法相统一，降低硬件复杂性55例如：有两个补码例如：有两个补码X=00100000B，，Y=00001101B计算计算X-Y的过程如下：的过程如下：1）对）对Y取补，得到其相反数的补码取补，得到其相反数的补码 （（-Y））=11110011B2）启动）启动CPU中的加法器，计算中的加法器，计算X+(-Y) 00100000B+11110011B=000010011B思考：计算思考：计算Y-X应怎样处理？应怎样处理？ 56使用机器数要注意使用机器数要注意: : 　　机器数是二进制数，由于符号位占据一位，因此有符号的机器数是二进制数，由于符号位占据一位，因此有符号的数的形式值不等于真正的数值数的形式值不等于真正的数值 特别对于负数的表示形式，原码形式最高位的特别对于负数的表示形式，原码形式最高位的1 1表示负号，表示负号，不是数，数值部分是数的真正值；而反码和补码就连数值部分不是数，数值部分是数的真正值；而反码和补码就连数值部分也不是数本身了。

也不是数本身了 所以，若要计算一个负数的机器数为十进制的多少时，只所以，若要计算一个负数的机器数为十进制的多少时，只有负数的原码的数值部分才可展开按权相加有负数的原码的数值部分才可展开按权相加 57计算机引入补码的好处计算机引入补码的好处　　　　 引入补码引入补码, ,可以使减法运算转化为加法运算，简化了运算器可以使减法运算转化为加法运算，简化了运算器的线路设计的线路设计在计算机中，在计算机中， 减法可以通过加补码来实现；减法可以通过加补码来实现； 乘法可以通过一系列移位相加来实现；乘法可以通过一系列移位相加来实现； 除法则可以通过一系列移位加补码来实现除法则可以通过一系列移位加补码来实现 因此，计算机中只需要一个加法器就可完成运算因此，计算机中只需要一个加法器就可完成运算58• M M位二进制数能够表示的无符号数范围为：位二进制数能够表示的无符号数范围为： 0 0～～2 2M M-1-1• M M位二进制数能够表示的有符号数范围为：位二进制数能够表示的有符号数范围为： 原码原码 -2-2M-1M-1+1+1～～2 2M-1M-1-1-1 反码反码 -2-2M-1M-1+1+1～～2 2M-1M-1-1-1 补码补码 -2-2M-1M-1～～2 2M-1M-1-1-1无符号数和有符号数的表示范围无符号数和有符号数的表示范围59典型典型8 8位二进制数的码值位二进制数的码值 数值数值原码原码反码反码补码补码 1271277FH7FH7FH7FH7FH7FH 126 1267EH7EH7EH7EH7EH7EH 1 101H01H01H01H01H01H 0 000H/80H00H/80H00H/0FFH00H/0FFH00H00H -1 -181H81H0FEH0FEH0FFH0FFH -2 -282H82H0FDH0FDH0FEH0FEH -127 -1270FFH0FFH80H80H81H81H -128 -128/ // /80H80H60•如上所述，一定位数的二进制数能够表示的数值如上所述，一定位数的二进制数能够表示的数值范围是有限的。

范围是有限的•两数相加或相减，结果超过该数字位能够表示的两数相加或相减，结果超过该数字位能够表示的无符号数无符号数范围（最高位产生进位），称为范围（最高位产生进位），称为进位进位•两数相加或相减，结果超过该数字位能够表示的两数相加或相减，结果超过该数字位能够表示的有符号数有符号数范围（与进位无关），称为范围（与进位无关），称为溢出溢出•进位和溢出是互不相干的两种情况进位和溢出是互不相干的两种情况进位与溢出进位与溢出61BCD码：二 ～ 十进制代码，用四位二进制数表示一位十进制数四位二进制数可表示16个码，因此有6个码不用产生了不同的BCD码1)8421码：四位二进制权值分别为8、4、2、1，1010～1111不用，最通用2)2421码：权值分别为2、4、2、1，0101 ～1010不用3)余3码：将8421码加上0011即得求876的BCD码：[876]BCD = 1000 0111 0110 876 = 36CH = 11 0110 1100B8位BCD数最大只能表示99BCD运算与二进制运算有一些不同BCD运算：31+42；37+36 0011 00010011 0111+0100 0010 +0011 0110 0111 0011 0110 1101 错误62减法规则：（1）若相减不发生借位，则减法直接进行。

2）若相减低位向高位发生借位，则低位应减6修正上述调整有专门的指令，在进行BCD运算时直接调用可自动完成修正BCD码码加法规则：（1）若二进制和小于10，则保持不变化2）若二进制和大于等于10，则和数应加6修正63 BCDBCD码有两种格式：码有两种格式：（（1 1）压缩）压缩BCDBCD码格式（码格式（Packed BCD FormatPacked BCD Format）（）（也叫组合式也叫组合式BCDBCD码）码） 用用4个二进制位表示一个十进制位，就是用个二进制位表示一个十进制位，就是用0000B-1001B来表示十进制数来表示十进制数0-8例如：十进制数例如：十进制数4256的压缩的压缩BCD码表示为：码表示为：0100 0010 0101 0110 B (即即4256H)（（2））非压缩非压缩BCD码格式（码格式（Unpacked BCD Format）（）（也叫分离式也叫分离式BCD码）码） 用用8个二进制位表示一个十进制位，其中，高四位无意义，我们一般用个二进制位表示一个十进制位，其中，高四位无意义，我们一般用xxxx表示，表示，低四位和压缩低四位和压缩BCD码相同。

码相同 例如：十进制数例如：十进制数4256的非压缩的非压缩BCD码表示为：码表示为： xxxx0100 xxxx0010 xxxx0101 xxxx0110 B o有时，要求非压缩有时，要求非压缩BCD码的高码的高4位为位为0，这时，，这时，4256（（10））的非压缩的非压缩BCD码为码为04020506H64（American Standard Code for Information Interchange,美国信息交换标准码）：用8位二进制代码表示一个字符，其中低7位是字符的ASCII值，最高位为校验位 常用于输入输出设备上7位ASCII码可表示127个字符最高位由奇偶校验的类型决定：偶校验指包括校验位在内1的个数为偶数，奇校验指包括校验位在内1的个数为奇数如：如：3 3的的7 7位位ASCIIASCII值为值为01100110110011，，如偶校验则校验位为如偶校验则校验位为0 0，奇校验则校验位为，奇校验则校验位为1 1ASCII码码65vASCIIASCII码：码：常用的常用的7 7个字符的个字符的ASCIIASCII码值如表码值如表1.11.1所示所示。

字 符 ASCII码十进制值 ASCII码十六进制值 LF（换行） 10 0AHCR（回车） 13 0DHSP（空格） 32 20H ‘＄’ 36 24H ‘0’ 48 30H ‘A’ 65 41H ‘a’ 97 61H 例如例如: 28的的ASCII码码=32=32H38H=3238H=00110010，，00111000B66 用计算机处理汉字，每个汉字必须用代码表示键盘输入汉字是输入汉字的外部码外 部码必须转换为内部码才能在计算机内进行存储和处理为了将汉字以点阵的形式输出，还要将内部码转换为字形码不同的汉字处理系统之间交换信息采用交换码 (1) 外部码 汉字主要是从键盘输入，每个汉字对应一个外部码，外部码是计算机输入汉字的代码，是代表某一个汉字的一组键盘符号外部码也叫输入码汉字的输入方法不同，同一个汉字的外部码可能不一样。

汉字编码汉字编码67(2) 内部码 汉字内部码也称汉字内码或汉字机内码在不同的汉字输入方案中，同一汉字的外部码不同，但同一汉字的内部码是惟一的内部码通常是用其在汉字字库中的物理位置表示，可以用汉字在汉字字库中的序号或者用汉字在汉字字库中的存储位置表示汉字在计算机中至少要用两个字节表示(有用三字节、四字节表示的)，在微型计算机中常用的是两字节汉字内码3) 交换码 计算机之间或计算机与终端之间交换信息时，要求其间传送的汉字代码信息要完全一致为此，国家根据汉字的常用程度定出了一级和二级汉字字符集，并规定了编码，这就是国标GB 2312-80《信息交换用汉字编码字符集基本集》，GB2312-80中汉字的编码即国标码该标准编码字符集共收录汉字和图形符号7445个68(4) (4) 输出码输出码 汉字输出码又称汉字字形码或汉字发生器的编码众所周知，汉字无汉字输出码又称汉字字形码或汉字发生器的编码众所周知，汉字无论字形有多少变化，也无论笔划有多有少，都可以写在一个方块中；一个论字形有多少变化，也无论笔划有多有少，都可以写在一个方块中；一个方块可以看作方块可以看作m m行行n n列的矩阵，称为点阵。

一个列的矩阵，称为点阵一个m m行行n n列的点阵共有列的点阵共有m m××n n个点例如例如1616××1616点阵的汉字，共有点阵的汉字，共有256256个点每个点可以是黑点或者非黑点，凡个点每个点可以是黑点或者非黑点，凡是笔划经过的点用黑点，于是利用点阵描绘出了汉字字形，汉字的点阵字是笔划经过的点用黑点，于是利用点阵描绘出了汉字字形，汉字的点阵字形在计算机中称为字模如图形在计算机中称为字模如图1-81-8表示汉字表示汉字““中中””的的1616××1616点阵字模点阵字模69数据类型o计算机中存储的数据类型有字节，字，双字等，一个字节为8位的二进制数，字节数据以无符号和有符号的整数形式存储一个字为16位的二进制数，由两个字节组成，双字数据有4个字节，为32位二进制数70数据存储方式数据存储方式l计算机内的信息均以二进制数表示，存储在内存中l一般以字节Byte为单位存储,每个字节占据一个内存地址，因此存储容量与地址总线的多少有关l字：两个相邻字节组成的16位二进制数；l双字：四个相邻字节组成的16位二进制数l多字节数据的存储：高位字节存储在地址号高的单元，低位字节存储在地址号低的单元中。

且低位的地址号为该数据的地址1234的存储M+2M+1MM-112341A2BCD3F的存储M+3M+2M+1M3FCD2B1A71第1章 绪论o1.1概述o1.2微型计算机的组成o1.3计算机数制o1.4微机的工作过程o1.5微型计算机的主要性能指标721、位与字节、位与字节1）位位 ( Bit)l指指计算机能表示的最小信息单位计算机能表示的最小信息单位l在计算机中采用二进制表示数据和指令，故：在计算机中采用二进制表示数据和指令，故：位就是一个二进制位，有两种状态，位就是一个二进制位，有两种状态，“0” 和和 “1”1.4微机工作过程2）字节）字节 ( Byte )l 相相 邻邻 的的 8位位 二二 进进 制制 数数 称称 为为 一一 个个 字字 节节 1 Byte = 8 bit 如：如： 1100 0011 ；；0101 0111 733）字（）字（Word））l字字是是CPU内部进行数据处理的基本单位内部进行数据处理的基本单位l字长字长与与CPU内部的寄存器、内部的寄存器、 运算器、总线宽度是运算器、总线宽度是一致的l通常也将通常也将2个字节（个字节（16位）定义为一个字；位）定义为一个字；4）位编号）位编号 10100010D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0数据数据Data地址地址Address74内存容量的单位：o通常以字节为单位。

1Byte=8bit（二进制信息的最小单位）o210Byte=1024Byte，简计为1kB或1k；o220Byte=1024kByte=1MByte，简计为1MB或1M；o230Byte=1024MByte=1GByte，简计为1GB或1G；o240Byte=1024GByte=1TByte，简计为1TB或1T；75l 指令指令是是CPU能执行的一项基本操作能执行的一项基本操作 如：存数、取数、加、减、乘、除等如：存数、取数、加、减、乘、除等 2、指令与指令系统、指令与指令系统l 指指令令系系统统（（或或指指令令集集））是是某某CPU所所能能执执行行的的全全部部操操作作的的总和不同的不同的CPU，，其指令系统不同其指令系统不同 l 程程序序是是用用户户为为使使用用计计算算机机完完成成特特定定任任务务而而编编写写的的指指令令的的序列序列76l 为使指令能被计算机识别，必须以二进制编码形式表示，称为机器码l 用机器码形式表示的指令不便于人来记忆和理解，于是用一些助记符表示指令代码如: MOV AX, 3561H; ADD BL, 21Hl 用助记符表示指令代码的语言称为汇编语言l 汇编源程序经特定的软件进行编译，形成机器码程序—目标程序。

l高级语言：按一定语法规则设计的便于理解和编程的计算机编程语言，需经特定的编译软件转化为机器语言才能被计算机执行773、计算机的工作过程、计算机的工作过程• 程程序序存存放放在在存存储储器器中中，，CPUCPU上上电电后后自自动动从从存存储储器器特特定定位位置置开开始始逐逐条执行指令条执行指令 • 执行过程：执行过程： 取一条指令取一条指令 分析指令分析指令 执行指令执行指令标标 志志寄存器寄存器地址总线地址总线 AB数据总线数据总线 DB控制总线控制总线 CB指令寄存器指令寄存器数据寄存器数据寄存器控制电路控制电路指令译码器指令译码器地地址址寄寄存存器器 程序计程序计数器数器R1R2R3R4寄存器组寄存器组运运算算器器存存储储器器78•举例举例 一段汇编程序一段汇编程序 MOV ALMOV AL，，7 7 ；；将数值将数值7 7装入累加器装入累加器ALAL中中 ADD ALADD AL，，10 10 ；；ALAL内容与内容与1010相加，结果存于相加，结果存于ALAL中中 HLT HLT ；；停止操作停止操作编译成机器码：编译成机器码：10110000 10110000 （（MOV ALMOV AL，，X X））00000111 00000111 （（ X=7 X=7 ））00000100 00000100 （（ADD ADD ALAL，，X X ））00001010 00001010 （（ X=10 X=10 ））11110100 11110100 （（HLT HLT ））写入存储器写入存储器内容内容1011000000000111000001000000101011110100地址地址0000H0001H0002H0003H0004H79微机启动的过程（DOS）打开电源CPU从固定地址处执行一条跳转指令系统自检POST中断初始化初始化BIOS数据区从磁盘装入引导程序检查操作系统文件加载设备驱动程序并初始化设备加载DOS内核加载用户界面BIOSOS801.4微机工作过程-微处理器的结构811.4微机工作过程-微处理器的结构p运算器p控制器n 指令寄存器IR；n 指令译码器ID；n 定时与控制电路；p内部寄存器n 累加器A；n 数据缓冲寄存器MDR；n 地址缓冲寄存器MAR；n 程序计数器PC；n 标志寄存器F； ……n 通用寄存器阵列821.4微机工作过程o工作原理:存储程序和程序控制o基本过程n将编制好的程序存入存储器中；n启动机器后，PC指向第一条指令；n控制器取出指令、分析指令、执行指令，周而复始；o在指令执行期间完成的操作包括:n读/写外部数据存储器；n取出一条指令，PC内容自动加1;遇有跳转指令时，PC内容为转移地址o执行指令时，控制器将执行过程分为多个步骤，称为微操作，相应命令称为微指令；o微机的周期有：时钟周期、机器周期和指令周期83逻辑电路逻辑电路由其逻辑电路由其3种基本门电路种基本门电路(或称判定元素或称判定元素)组成组成 （高电平表示逻辑（高电平表示逻辑““1”1”，低电平表示，低电平表示逻辑逻辑““0”0”））逻辑函数：逻辑函数：Y=FY=F（（A A，，B B）） 84（（二）多位逻辑运算二）多位逻辑运算例：例： 与与 或或 异或异或 11010 11010 1101011010 1101011010 ∧10110 ∨10110 ∧10110 ∨10110 ∨10110∨10110 10010 11110 01100 10010 11110 01100* *按位进行逻辑运算，不存在进位或借位问题。

按位进行逻辑运算，不存在进位或借位问题 85微机系统中的接口问题微机系统中的接口问题1、I/O接口的概念：o负责将外设连接到总线上的一组逻辑电路的总称o实现外设与主机之间的信息交换 信号不兼容（功能定义、逻辑定义、时序关系）信号不兼容（功能定义、逻辑定义、时序关系） 速度不兼容速度不兼容 为了提高为了提高CPUCPU的效率的效率 为了利于外设自身的发展为了利于外设自身的发展2、为什么要在CPU与外设之间设置接口863、接口的功能1）执行）执行CPUCPU命令的功能命令的功能CPU对外设的控制通过接口电路完成——命令口2）返回外设状态的功能）返回外设状态的功能正常工作状态、故障状态——状态口3）数据缓冲功能）数据缓冲功能输入/输出缓冲；三态特性——数据口4）设备选择功能）设备选择功能地址代码 I/O设备选择信号——端口地址译码电路5）信号转换功能）信号转换功能信号的功能定义、逻辑关系、电平高低、工作时序6）数据宽度与数据格式转换功能）数据宽度与数据格式转换功能串行通信：串 并转换、串行数据格式化基本功能基本功能87第1章 绪论o1.1概述o1.2微型计算机的组成o1.3计算机数制o1.4微机的工作过程o1.5微型计算机的主要性能指标881.5 微型计算机的性能指标 p字长字长：计算机内一次可处理二进制代码的位数，它决定着内部寄存器、运算器及数据总线的位数。

主存容量：主存储器所能存储信息的总量，通常以字节数(Byte)来表示p运算速度运算速度：微处理器执行指令的速率，可以由计算机的主频来表示，也可以用执行指令的平均速度 MIPS (Million Instruction Per Second) 来表示p指令系统指令系统：复杂指令集与精简指令集p总线性能总线性能：总线传输速率，指总线每秒钟能够传送的最大字节数p平均无故障运行时间平均无故障运行时间：MTBF (Mean Time Between Failures)，微机可靠性指标。