第一章 概 述
一、计算机中的数制
1、无符号数的表示方法:
(1)十进制计数的表示法
特点:以十为底,逢十进一;
共有 0-9 十个数字符号。
(2)二进制计数表示方法:
特点:以 2 为底,逢 2 进位;
只有 0 和 1 两个符号。
(3)十六进制数的表示法:
特点:以 16 为底,逢 16 进位;
有0--9 及A—F(表示 10~15 )共16个数字符号。
2、各种数制之间的转换
(1)非十进制数到十进制数的转换
按相应进位计数制的权表达式展开,再按十进制求和。
(2)十进制数制转换为二进制数制
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。
(3)十进制数制转换为十六进制数制
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。
(4)二进制与十六进制数之间的转换
用4位二进制数表示1位十六进制数
3、无符号数二进制的运算
4、二进制数的逻辑运算
特点:按位运算,无进借位
(1)与运算
(2)或运算
(3)非运算
(4)异或运算
二、计算机中的码制
1、对于符号数,机器数常用的表示方法有原码、反码和补码三种。数X的原码记作 [X]原,反码记作[X]反,补码记作[X]补。
注意:对正数,三种表示法均相同。
它们的差别在于对负数的表示。
(1)原码
定义:
符号位:0表示正,1表示负;
数值位:真值的绝对值。
注意:数 0 的原码不唯一
(2)反码
定义:
若 X>0 ,则 [X]反=[X]原
若 X<0 ,则 [X]反 对应原码的符号位不变,数值部分按位求反
注意:数0的反码也不唯一
(3)补码
定义:
若 X>0 ,则[X]补=[X]反= [X]原
若 X<0 , 则[X]补=[X] 反+1
注意:机器字长为 8 时,数 0 的补码唯一,同为 00000000
8 位二进制的表示范围:
原码: -127~+127
反码: -127~+127
补码: -128~+127
特殊数 10000000
该数在原码中定义为: -0
在反码中定义为: -127
在补码中定义为: -128
对无符号数: (10000000)= 128
三、信息的编码
1、 十进制数的二进制数编码
用4位二进制数表示一位十进制数。有两种表示法:压缩 BCD 码和非压缩 BCD 码。
(1)压缩 BCD 码的每一位用 4 位二进制表示, 0000~1001 表示 0~9 ,一个字节表示两位十进制数。
(2)非压缩 BCD 码用一个字节表示一位十进制数,高4位总是0000 ,低4位的 0000~1001表示 0~9
2、 字符的编码
计算机采用 7 位二进制代码对字符进行编码
(1)数字 0~9 的编码是 0110000~0111001 ,它们的高 3 位均是011,后 4 位正好与其对应的二进制代码(BCD 码)相符。
(2)英文字母 A~Z 的 ASCII 码从 1000001 (41H )开始顺序递增,字母 a~z 的 ASCII 码从1100001(61H )开始顺序递增,这样的排列对信息检索十分有利。
第二章 微机组成原理
第一节、微机的结构
1、计算机的经典结构——冯 . 诺依曼结构
(1)计算机由运算器、控制器、输入设备和输出设备五大部分组成(运算器和控制器又称为 CPU)
(2)数据和程序以二进制代码形式不加区分地存放在存储器总,存放位置由地址指定,数制为二进制。
(3)控制器是根据存放在存储器中的指令序列来操作的,并由一个程序计数器控制指令的执行。
2、系统总线的分类
(1)数据总线(Data Bus),它决定了处理器的字长。
(2)地址总线(Address Bus), 它决定系统所能直接访问的存储器空间的容量。
(3)控制总线(Control Bus)
第二节、 8086微处理器
1、8086 是一种单片微处理芯片,其内部数据总线的宽度是 16 位,外部数据总线宽度也是16 位,片内包含有控制计算机所有功能的各种电路。8086 地址总线的宽度为 20 位,有1MB (2^20)寻址空间。
2、 8086CPU 由总线接口部件BIU和执行部件EU组成。 BIU和EU的操作是异步的,为
8086 取指令和执行指令的并行操作体统硬件支持。
3、 8086 处理器的启动
4、寄存器结构
8086 微处理器包含有13个16 位的寄存器和 9 位标志位。
4 个通用寄存器( AX ,BX, CX,DX )
4 个段寄存器( CS ,DS, SS,ES )
4 个指针和变址寄存器( SP,BP ,SI,DI)
指令指针( IP)
1)、通用寄存器
(1)8086 含 4 个 16 位数据寄存器,它们又可分为 8 个 8 位寄存器,即:
AX: AH,AL
BX: BH,BL
CX: CH,CL
DX: DH,DL
常用来存放参与运算的操作数或运算结果
(2)数据寄存器特有的习惯用法
AX: 累加器。多用于存放中间运算结果。所有I/O指令必须都通过 AX 与接口传送信息
BX: 基址寄存器。在间接寻址中用于存放基地址
CX: 计数寄存器。用于在循环或串操作指令中存放循环次数或重复次数
DX: 数据寄存器。在32位乘除法运算时,存放高16位数;在间接寻址的I/O 指令中存放 I/O 端口地址
2)、指针和变址寄存器
SP: 堆栈指针寄存器,其内容为栈顶的偏移地址
BP: 基址指针寄存器,常用于在访问内存时存放内存单元的偏移地址
SI: 源变址寄存器
DI: 目标变址寄存器
变址寄存器常用于指令的间接寻址或变址寻址
3)、段寄存器
CS: 代码段寄存器,代码段用于存放指令代码
DS: 数据段寄存器
ES: 附加段寄存器,数据段和附加段用来存放操作数
SS: 堆栈段寄存器,堆栈段用于存放返回地址,保存寄存器内容,传递参数
4)、指令指针( IP )
16 位指令指针寄存器,其内容为下一条要执行的指令的偏移地址。
5)、标志寄存器
(1)状态标志:
进位标志位(CF): 运算结果的最高位有进位或有借位,则 CF=1
辅助进位标志位(AF): 运算结果的低四位有进位或借位,则 AF=1
溢出标志位(OF): 运算结果有溢出,则 OF=1
零标志位(ZF): 反映指令的执行是否产生一个为零的结果
符号标志位(SF): 指出该指令的执行是否产生一个负的结果
奇偶标志位(PF): 表示指令运算结果的低 8 位“ 1个数是否为偶数 ”
(2)控制标志位
中断允许标志位(IF): 表示 CPU 是否能够响应外部可屏蔽中断请求
跟踪标志(TF): CPU 单步执行
5、8086 的引脚及其功能(重点掌握以下引脚)
AD15 ~AD0 : 双向三态的地址总线,输入 /输出信号
INTR : 可屏蔽中断请求输入信号,高电平有效。可通过设置 IF 的值来控制
NMI : 非屏蔽中断输入信号。不能用软件进行屏蔽
RESET: 复位输入信号,高电平有效。
MN/MX: 最小最大模式输入控制信号。
第五章 半导体存储器
半导体存储器是用半导体器件作为存储介质的存储器。
第六章 输入输出接口
第七章中断与中断控制器
备注:扩展芯片,例如:8259,串口,指令系统,伪指令,汇编语言程序设计等内容后文详解