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一片集成电路芯片上，显然该芯片是整个微机系统的核心，称为中央处理器CPU，
微处理器是微机系统的核心部分，自70年代初出现第一片微处理器芯片以来，微几乎每两年翻一番，其发展速度大大超过了前几代计算机。
微机系统及相关技术的发展，主要涉及到以下几个方面：CPU、主频、缓存、新技术、3D NOW！技术等）。
一、微机的发展
微机系统的核心部件为CPU，因此我们主要以CPU的发展、演变过程为
线索，来介绍微机系统的发展过程，主要以Intel公司的CPU为主线。
第一代：4位及低档8位微处理器
?1971年，Intel公司推出第一片4位微处理器Intel4004，以其为核心组成了随后出现的Intel4040，是第一片通用的4位微处理器。
?1972年，Intel8008，8位，集成度约2000管/片，时钟频率1MHz。
第二代：中、低档8位微处理器
?1973年～1974年，Intel8008、M6800、Rockwell6502，8位，集成度5000管/
这一时期，微处理器的设计和生产技术已经相当成熟，组成微机系统的其它部件也着提高集成度、提高功能与速度，减少组成系统所需的芯片数量的方向发展。
第三代：高、中档8位微处理器
?1975年～1976年，Z－80，Intel8085，8位，时钟频率2～4MHz，集成度约
一系列单片机。
第四代：16及低档32位微处理器
?1978年，Intel首次推出16位处理器8086（时钟频率达到4～8MHz），808线都是16位，地址总线为20位，可直接访问1MB内
存单元。
?1979年，Intel又推出8086的姊妹芯片8088（时钟频率达到48MHz），集成片。它与8086不同的是外部数据总线为8位（地址线为20位）。
?1982年，Intel推出了80286（时钟频率为10MHz），该芯片仍然为16位结24位，可访问16MB内存，其工作频率也较8086提高了许多。80286向后兼容808（实模式），并增加了部分新指令和一种新的工作模式——保护模式。
?1985年，Intel又推出了32位处理器80386（时钟频率为20MHZ），该芯片总线都是32位，可访问4GB内存，并支持分页机制。除了实模式和保护模式外，8拟8086”的工作模式，可以在操作系统控制下模拟多个8086同时工作。
?1989年推出了80486（时钟频率为30～40MHz），集成度达到15万～50万管至上百万管/片，因此被称为超级微型机。早期的80486相当于把80386和完成浮80387以及8kB的高速缓存集成到一起，这种片内高速缓存称为一级（L1）缓存，二级（L2）缓存。后期推出的80486 DX2首次引入了倍频的概念，有效缓解了外部上CPU主频发展速度的矛盾。
第五代：高档32位微处理器
?1993年，Intel公司推出了新一代高性能处理器Pentium（奔腾），Pentium 标量结构（支持在一个时钟周期内执行一至多条指令），且一级缓存的容量增加到大提升了CPU的性能，使得Pentium的速度比80486快数倍。除此之外，Pentium 能，把一个低主频CPU当作高主频CPU来使用，使得花费较低的代价可获得较高的
●AMD和Cyrix推出了与Pentium兼容的处理器K5和6x86，但是由于这些产品的超频性能不强，且主频始终跟在Intel后面跑，因此只获得了少部分的市场份额。
?1996年，Intel公司推出了Pentium Pro（高能奔腾），该芯片具有两大特色CPU同频运行的256kB或512kB二级缓存；二是支持动态预测执行，可以打乱程序优化顺序同时执行多条指令，这两项改进使得Pentium Pro的性能又有了质的飞跃
?1997年初，Intel发布了Pentium的改进型号——Pentium MMX（多能奔腾）32kB，同时增加了57条MMX（多媒体扩展）指令，有效地增强了CPU处理音频、用的能力。
●兼容CPU厂商在这段时间也相继推出了多款产品来与Pentium MMX竞争，其中的K6。K6也支持MMX指令集，拥有一级缓存64kB，整数运算性能相当优秀，超过了甚至逼近PⅡ。但K6并没有解决浮点运算性能差的问题，在图形、图像、游戏等意。
?1997年推出了PⅡ。PⅡ是对Pentium Pro的改进，因为其核心结构与Penti 16位指令的执行速度，且支持MMX指令集。
?1998年推出了赛扬（Celeron）如P3图1-1所示，其特点是去掉了PⅡ的二略的东西，从而将价格降了下来。
?1999年又推出了开发代号为Coppermine的PⅢ，该芯片加入了引起争议的C SSE（Streaming SIMD Extensions，单一指令多数据流扩展）指令集，这是针对计的70条新指令，大大加强CPU在三维图像和浮点运算方面的能力。
?2000年3月底，Intel又推出了566MHz和600MHz的赛扬Ⅱ（也叫Coppermi
●到目前为此，赛扬已经经历了几次更新换代。第一代为没有二级缓存的赛扬带128kB二级缓存的赛扬300A、333A、…、533，中间又将Slot 1接口改为了So 于Socket 7，有370个针脚，与Socket 7不兼容），第三代为赛扬Ⅱ，它们为I 下了汗马功劳。
CPU芯片的发展趋势：基因芯片、光电芯片。
二、微型计算机的特点
微型计算机本质上与其它计算机并无太多的区别，所不同的是由于广泛采用了集成件，特别是把组成计算机系统的两大核心部件—运算器和控制器集成在一起，形成中央处理器CPU，因此带来微型计算机系统的下列一系列特点：
1.体积小，重量轻
2.价格低
3.可靠性高，结构灵活
4.应用面广
5.功能强，性能优越。
大家可以仔细考虑以下，上述特点是否都与组成器件集成度的
不断提高，有着非常密切的关系。
习题与思考：
1．计算机系统的根本功能是什么？完成相应功能的实质是什么？
2．试述微型计算机系统与一般计算机系统的联系和差别。
3．微型计算机系统有哪些特点？具有这些特点的根本原因是什么？
第二讲：
1.2微机系统的组成、结构与工作过程
回顾：微型计算机的发展历程、特点，特别是集成电路技术与微型计算机及相互关系。
本讲重点：微型计算机及微机系统的组成，微型计算机的三总线结构，内总线和微处理器的内部结构，微机系统的工作过程。
讲授内容：
一、微机系统的组成与结构
1．微机的组成
?如图所示，是微型计算机的典型
中我们可以看出，微型计算机由微处
的内部存储器（包括②ROM、RAM）、
成。各功能部件之间通过④总线有机处理器是整个微型计算机的核心部件。
?内部存贮器，按照读写方式的不同，分为ROM和RAM两种类型；
?输入/输出接口电路是
机之间的连接电路，在两者
过程中，起暂存、缓冲、类
作用；
?总线是CPU与其它各功
传输的通道，按所传送信息
以分为数据总线DB、地址
三种类型。
2．微机系统的组成
微型计算机再加上外设、电源、软件等构成微机系统。微机系统常用的外
围设备有显示器、打印机、键盘等；系统软件一般包括操作系统、编译、编辑、汇微处理器、微型计算机与微型计算机系统三者之间的关系如下：
3．微型计算机的总线结构
(1).引言
微型计算机是由具有不同功能的一组功能部件组成的，系统中各功能部件的类型和关系称为微型计算机的结构。
微型计算机大多采用总线结构，因为在微型计算机系统中，无论是各部件之间的信内部信息的传送，都是通过总线进行的。
(2).什么是总线
所谓总线，是连接多个功能部件或多个装置的一组公共信号线。
按在系统中的不同位置，总线可以分为内部总线和外部总线。内部
总线是CPU内部各功能部件和寄存器之间的连线；外部总线是连接
系统的总线，即连接CPU、存储器和I/O接口的总线，又称为系统
总线。
微型计算机采用了总线结构后，系统中各功能部件之间的相互关系变为各个部件面一个部件只要符合总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统中，使系统的以发展，微型机中目前主要采用的外部总线标准有：PC—总线，ISA—总线，VESA
(3).三总线结构
按所传送信息的不同类型，总线可以分为数据总线DB(Data Bus)、地址总和控制总线CB(Control Bus)三种类型，通常称微型计算机采用三总线结构。
①地址总线(Address Bus)
地址总线是微型计算机用来传送地址信息的信号线。地址总线的位数决定了CPU可间的大小。因为地址总是从CPU发出的，所以地址总线是单向的、三态总线。单向向传送，三态指除了输出高、低电平状态外，还可以处于高阻抗状态（浮空状态）
②数据总线(Data Bus)
数据总线是CPU用来传送数据信息的信号线（双向、三态）。数据总线是双向可以从CPU送到其它部件，也可以从其它部件传送给CPU，数据总线的位数和处理
③控制总线(Control Bus)
控制总线是用来传送控制信号的一组总线。这组信号线比较复杂，由它来实现CP 括存储器和I/O接口）的控制及接收外部传送给CPU的状态信号，不同的微处理器
控制总线的信号线，有的为单向，有的为双向或三态，有的为非三态，取决于具体4. 微处理器的内部结构与基本功能
(1)概述
微处理器的内部结构受大规模集成电路制造工艺的严格约束，表现为芯片的面积不数量也不能过多。因此，通用微处理器的内部结构及其同外部电路的连接方式，都微处理器外部一般采用上述三总线结构；内部则采用单总线即内部所有单元电路都时享用。
一个典型的8位微处理器的结构如图1-4所示，主要包括以下几个重要部分算单元(ALU)，状态标志寄存器，寄存器阵列，指令寄存器，指令译码器和定时及路。
1-4 典型8位微处理器结构
(2) 累加器和算术逻辑运算部件
累加器和算术逻辑运算部件主要用来完成数据的算术和逻辑运算。ALU有2个输入中一端接至累加器，接收由累加器送来的一个操作数；另一端通过数据总线接到寄二个操作数。参加运算的操作数在ALU中进行规定的操作运算，运算结束后，一方同时将操作结果的特征状态送标志寄存器。
累加器是一个特殊的寄存器，它的字长和微处理器的字长相同，累加器具有输入／处理器采用累加器结构可以简化某些逻辑运算。由于所有运算的数据都要通过累加理器中占有很重要的位置。
(3) 寄存器阵列
①通用寄存器组：可由用户灵活支配，用来寄存参与运算的数据或地址信息。
②地址寄存器：专门用来存放地址信息的积存器。
③指令指针IP：它的作用是指明下一条指令在存储器中的地址。每取一个指令字程序需要转移或分支，只要把转移地址放入IP即可。
④变址寄存器SI，DI：变址寄存器的作用是用来存放要修改的地址，也可以用来
⑤堆栈指示器SP：用来指示RAM中堆栈栈顶的地址。SP寄存器的内容随着堆栈操化。
(4) 指令寄存器，指令译码器和定时及各种控制信号的产生电路
①指令寄存器(Instruction Register，IR)用来存放当前正在执行的指令代码；
②指令译码器ID(Instruction Delocler)用来对指令代码进行分析、译码，根据相应的控制信号；
③时序逻辑产生出各种操作电位、不同节拍的信号、时序脉冲等执行此条命令所需
(5) 内部总线和总线缓冲器
内部总线把CPU内各寄存器和ALU连接起来，以实现各单元之间的信息传送。内部线和地址总线，它们分别通过数据缓冲器和地址缓冲器与芯片外的系统总线相连。信息(数据或地址)，它具有驱动放大能力。
二、微机系统的工作过程
我们已经介绍了微型计算机的组成及系统结构，并且分析讨论了作为微型
计算机核心部件的CPU的内部结构，在这一基础上，讨论微型计算机系统的工
作过程，是本课程的核心内容。
1．程序存储及程序控制的基本概念
(1)．计算机工作过程的实质
计算机之所以能在没有人直接干预的情况下，自动地完成各种信息处理
任务，是因为人们事先为它编制了各种工作程序，计算机的工作过程，就是执
行程序的过程。
(2)．程序存储
程序是由一条条指令组合而成的，而指令是以二进制代码的形式出现的，
把执行一项信息处理任务的程序代码，以字节为单位，按顺序存放在存储器
的一段连续的存储区域内，这就是程序存储的概念。
(3)．程序控制
计算机工作时，CPU中的控制器部分，按照程序指定的顺序（由码段寄存器C 指引），到存放程序代码的内存区域中去取指令代码，在CPU中完成对代码的分析制器部分依据对指令代码的分析结果，适时地向各个部件发出完成该指令功能的所程序控制的概念，
(4)．冯．诺依曼概念，程序存储及程序控制的概念，是由美籍匈牙利人冯．诺依冯．诺依曼概念。
简单地讲，微型计算机系统的工作过程是取指令(代码)→分析指令(译码)→执行指具体工作过程见教材P7～P10。
微机系统的组成、结构和工作过程是《微机原理》这门课程的核心内容，是进容的必要的基础知识，希望大家要认真对待。
习题与思考：
1．微型计算机系统有哪些功能部件组成？它们各自具有什么结构？采用什么样的结构？2．试说明程序存储及程序控制的概念。
3．请说明微型计算机系统的工作过程。
4．试说明微处理器字长的意义。
5．什么是微处理器？什么是微型计算机？什么是微机系统？它们之间的关系如何？
第三讲：
1.38086/8088微处理器
回顾：微型计算机及微机系统的组成、结构与工作过程，CPU的基本概念
与一般结构。
本讲重点：8086/8088微处理器的一般性能特点，内部编程结构的两大组成部分协调关系，处理器状态字PSW及各个标志位，8086/8088微机系统的存储器组织。讲授内容：
一、8086/8088微处理器
1．引言
8086/8088微处理器是Intel公司推出的第三代CPU芯片，它们的内部结构基本相进行操作及存储器寻址，但外部性能有所差异，两种处理器都封装在相同的40脚中。
2．8086微处理器的一般性能特点：
16位的内部结构，16位双向数据信号线；
20位地址信号线，可寻址1M字节存储单元；
较强的指令系统；
利用第16位的地址总线来进行I/O端口寻址，可寻址64K个I/O端口；
中断功能强，可处理内部软件中断和外部中断，中断源可达256个；
单一的＋5V电源，单相时钟5MHz。
另外，Intel公司同期推出的Intel8088微处理器一种准16位微处理器，其
内部寄存器，内部操作等均按16位处理器设计，与Intel8088微处理器基本上相数据线只有8位，目的是为了方便地与8位I/O接口芯片相兼容。
3．8086/8088CPU的编程结构
编程结构：是指从程序员和使用者的角度看到的结构，亦可称为功能结构。
如图1－7(P11)所示是8086/8088CPU的内部功能结构。
从功能上来看，8086/8088CPU可分为两部分，即总线接口部件BIU（Bus Interfa EU（Execution Unit）。
(1) 执行部件（EU）
功能：负责指令的执行。
组成：包括①ALU(算术逻辑单元)、②通用寄存器组和③标志寄存器等，主要进行算。
图1-7 8086/8088CPU内部功能结构图
(2) 总线接口部件（BIU）
功能：负责与存储器及I/O接口之间的数据传送操作。具体来看，完成取指令送指件的动作，从内存单元或I/O端口取操作数，或者将操作结果送内存单元或者I/
组成：它由①段寄存器（DS、CS、ES、SS）、②16位指令指针寄存器IP（指向下一条③20位地址加法器（用来产生20位地址）和④6字节（8088为4字节）指令队列
(3) 8086/8088BIU的特点
①8086/8088的指令队列分别为6/4个字节，在执行指令的同时，可从内存中取出在指令队列中，可以提高CPU的工作效率。
②地址加法器用来产生20位物理地址。8086/8088可用20位地址寻址1M字节的的寄存器都是16 位，因此需要由一个附加的机构来计算出20位的物理地址，这址加法器。
例如：CS＝0FE00H，IP＝0400H，则表示要取指令代码的物
理地址为0FE400H。
(4) BIU与EU的动作协调原则：
总线接口部件（BIU）和执行部件（EU）按以下流水线技术原则协调工作，共同完务：
①每当8086的指令队列中有两个空字节，或8088的指令队列中有一个空字节时，取到指令队列中。其取指的顺序是按指令在程序中出现的前后顺序。
②每当EU准备执行一条指令时，它会从BIU部件的指令队列前部取出指令的代码去执行指令。在执行指令的过程中，如果必须访问存储器或者I／O端口，那么E 总线周期，完成访问内存或者I／O端口的操作；如果此时BIU正好处于空闲状态线请求。如BIU正将某个指令字节取到指令队列中，则BIU将首先完成这个取指令去响应EU发出的访问总线的请求。
③当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU便进入空闲状态。
④在执行转移指令、调用指令和返回指令时，由于待执行指令的顺序发生了变化，入的字节被自动消除，BIU会接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码
从上述BIU与EU的动作管理原则中，不难看出，它们两者的工作是不同步的，相互配合的关系，使得8086/8088可以在执行指令的同时，进行取指令代码的操作是一种并行工作方式，改变了以往计算机取指令→译码→执行指令的串行工作方式
行顺序，它和代码段寄存器CS一起可以确定当前所要取的指令的内存地址。顺序一个指令字节，IP自动加1，指向下一个要读取的字节；当IP单独改变时，会发CS和IP同时改变时，会产生段间的程序转移。
标志寄存器的内容被称为处理器状态字PSW，用来存放8086/8088CPU在工作过程
⑤段寄存器
系统中共有4个16位段寄存器，即代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、堆栈寄存器ES。这些段寄存器的内容与有效的地址偏移量一起，可确定内存的物理地制程序区，DS和ES控制数据区，SS控制堆栈区。
(6) 处理器状态字PSW
8086/8088内部标志寄存器的内容，又称为处理器状态字PSW。其中共有9
个标志位，可分成两类：一类为状态标志，一类为控制标志。其中状态标志表
示前一步操作（如加、减等）执行以后，ALU所处的状态，后续操作可以根据
这些状态标志进行判断，实现转移；控制标志则可以通过指令人为设置，用以
对某一种特定的功能起控制作用（如中断屏蔽等），反映了人们对微机系统工作
方式的可控制性。
图1－8 标志寄存器
PSW中各标志位的安排如图1－8所示(P12)，这些标志位的含义如下：
①状态标志：6个
?CF—进位标志位，做加法时最高位出现进位或做减法时最高位出现借位，该
?PF—奇偶标志位，当运算结果的低8位中l的个数为偶数时，则该位置1，反?AF—半进位标志位，做字节加法时，当低四位有向高四位的进位，或在做减
位的借位时，该标志位就置1。通常用于对BCD算术运算结果的调整。（例：1101 0110其中AF＝1，CF＝1）
?ZF—零标志位，运算结果为0时，该标志位置1，否则清0。
?SF—符号标志位，当运算结果的最高位为1，该标志位置1，否则清0。即与运
?OF—溢出标志位，OF溢出的判断方法如下：
加法运算：
若两个加数的最高位为0，而和的最高位为1，则产生上溢出；
若两个加数的最高位为1，而和的最高位为0，则产生下溢出；
两个加数的最高位不相同时，不可能产生溢出。
减法运算：
若被减数的最高位为0，减数的最高位为1，而差的最高位为1，则产生上溢出；
若被减数的最高位为1，减数的最高位为0，而差的最高位为0，则产生下溢出；
被减数及减数的最高位相同时，不可能产生溢出。
如果所进行的运算是带符号数的运算，则溢出标志恰好能够反映运算结果是否符号数所能表达的范围，即字节运算大于十127或小于－128时，字运算大于十32该位置1，反之为0。
举例：
0101 0100 0011 1001
＋0100 0101 0110 1010
1001 1001 1010 0011
CF＝0、AF＝1、PF＝1、ZF＝0、SF＝1、OF＝1（两正数相加结果为负）
一般来讲，不是每次运算后所有的标志都改变，只是在某些操作之后，才对其中某个标志进行
②控制标志：3个
?TF—陷阱标志位(单步标志位、跟踪标志)。当该位置1时，将使8086/8088常用于程序的调试。
?IF—中断允许标志位，若该位置1，则处理器可以响应可屏蔽中断，否则就不
?DF—方向标志位，若该位置1，则串操作指令的地址修改为自动减量方向，反
二、存储器组织（P13）
1. 存储容量
8088/8086有20根地址总线，因此，它可以直接寻址的存储器单元数为
220=1Mbyte
2. 物理地址
8088/8086可直接寻址1Mbyte的存储空间，其地址区域为00000H—
FFFFFH，与存储单元一一对应的20位地址，我们称之为存储单元的物理地址。
3. 存储器的分段及段地址
由于CPU内部的寄存器都是16位的，为了能够提供20位的物理地址，系统中采用规定存储器的一个段为64KB，由段寄存器来确定存储单元的段地址，由指令提供始地址的16位偏移
量。
这样，系统的整个存储空间可分为16个互不重叠的逻辑段，如图1-9所示。
存储器的每个段的容量为64KB，并允许在整个存储空间内浮动，即段与段之间可以连续排列，非常灵活，如图1-10所示(P14)。
图1-9 存储空间段结构图1-10 分段逻辑结构
4. 偏移地址
偏移地址是某存储单元相对其所在段起始位置的偏移字节数，或简称偏移量。它是据指令的不同，它可以来自于CPU中不同的16
位寄存器（IP、SP、BP、SI、DI、BX等）。
5. 物理地址的形成
物理地址是由段地址与偏移地址共同决定的，段地址来自于段寄存器（CS、
DS、ES、SS），是十六位地址，由段地址及偏移地址计算物理地址的表达式如下：
物理地址=段地址×16+偏移地址
例如：系统启动后，指令的物理地址由CS的内容与IP的内容共同决定，
由于系统启动的CS=0FFFFH，IP=0000H，所以初始指令的物理地址为0FFFF0H，
我们可以在0FFFF0H单元开始的几个单元中，固化一条无条件转移指令的代
码，即转移到系统初始化程序部分。
6. 存储器分段组织带来存储器管理的新特点
首先，在程序代码量、数据量不是太大的情况下，可使它们处于同一段内，
即使它们在64Kbyte的范围内，这样可以减少指令的长度，提高指令运行的速
度；
其次，内存分段为程序的浮动分配创造了条件；
第三，物理地址与形式地址并不是一一对应的，举例：6832H：1280H，物理地址为第四，各个分段之间可以重叠
7. 特殊的内存区域
8088/8086系统中，有些内存区域的作用是固定的，用户不能随便使用，如：①中断矢量区：00000H—003FFH共1K字节，用以存放256种中断类型的
中断矢量，每个中断矢量占用4个字节，共256×4=1024=1K
②显示缓冲区：B0000H—B0F9FH约4000（25×80×2）字节，是单色显示器
的显示缓冲区，存放文本方式下，所显示字符的ASCII码及属性码；B8000H —BBF3FH约16K字节，是彩色显示器的显示缓冲区，存放图形方式下，屏
幕显示象素的代码。
③启动区：FFFF0H—FFFFFH共16个单元，用以存放一条无条件转移指令
的代码，转移到系统的初始化部分。
习题与思考：
1．8086/8088 CPU由哪两部分组成？它们的主要功能各是什么？它们之间是如何协调工作的？
2．8086/8088 CPU中有哪些寄存器？各有什么用途？标志寄存器F有哪些标志位？各在什么情况下置位？
3．8086/8088系统中储存器的逻辑地址和物理地址之间有什么关系？表示的范围各为多
第一章概述 1.IP核分为3类，软核、硬核、固核。特点对比 p12 第二章计算机系统的结构组成与工作原理 1. 计算机体系结构、计算机组成、计算机实现的概念与区别。P31 2. 冯·诺依曼体系结构： p32 硬件组成五大部分 运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备，以存储器为中心 信息表示：二进制计算机内部的控制信息和数据信息均采用二进制表示，并存放在同一个存储器中。 工作原理：存储程序/指令(控制)驱动编制好的程序(包括指令和数据)预先经由输入设备输入并保存在存储器中 3.接口电路的意义 p34 第二段 接口一方面应该负责接收、转换、解释并执行总线主设备发来的命令，另一方面应能将总线从设备的状态或数据传送给总线主设备，从而完成数据交换。 4.CPU组成：运算器、控制器、寄存器。P34 运算器的组成：算术逻辑单元、累加器、标志寄存器、暂存器 5.寄存器阵列p35 程序计数器PC,也称为指令指针寄存器。存放下一条要执行指令的存放地址。 堆栈的操作原理应用场合：中断处理和子程序调用 p35最后一段 6. 计算机的本质就是执行程序的过程p36 7. 汇编语言源程序——汇编——>机器语言程序 p36 8. 指令包含操作码、操作数两部分。执行指令基本过程：取指令、分析指令、执行指令。简答题（简述各部分流程）p37 9. 数字硬件逻辑角度，CPU分为控制器与数据通路。P38 数据通路又包括寄存器阵列、ALU、片上总线。 10. 冯·诺依曼计算机的串行特点p38 串行性是冯·诺依曼计算机的本质特点。表现在指令执行的串行性和存储器读取的串行性。也是性能瓶颈的主要原因。 单指令单数据 11. CISC与RISC的概念、原则、特点。对比着看 p39、40
第1章微型计算机概述 数字电子计算机系统俗称计算机或电脑，是一种具有高速数值运算、自动信息处理、逻辑判断和超强信息存储记忆功能的电子设备，也是一种能按照程序员事先安排的程序来工作，高速地处理各类数据信息的智能化设备。 电子计算机是人类现代科技的重大成就之一，它起始于1946年由美国宾夕法尼亚大学研制成功的第一台电子计算机ENIAC。这是一台由电子管构成的重达30吨并能按照事先安排的指令快速完成指定计算任务的现代意义上的电子计算机。自此，电子计算机及其相关技术经历了一个快速发展的过程。这期间，计算机的构成经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模及超大规模集成电路的几个发展阶段，对应了电子计算机发展的4个时代，而微型计算机属于第4代电子计算机产品，属于超大规模集成电路计算机，是集成电路技术高度发展的产物。 电子计算机按体积、性能、用途和价格指标可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机5类。从工作原理上来讲，微型机与其他计算机并没有本质的区别，所不同的是微型计算机（简称微机）是直接面向个人用户的，其结构、功能和售价也是全面适应个人用户的。微型计算机的核心部件是微处理器，其性能与微处理器的性能直接相关。 微型计算机对现代社会的方方面面有着无可比拟的影响力。 1.1 微型计算机发展概况 微型计算机的发展是以微处理器的发展为特征的。微处理器自1971年问世以来，随着大规模集成电路技术的不断进步，在短短几十年的时间里以极快的速度发展。 1971—1973年，标志着第1代微机的4位和8位低档微处理器问世了，其代表性产品是Intel公司的4004和8008微处理器，分别是4位和8位微处理器。8008算得上是世界上第一种8位的微处理器，其集成度约4000个晶体管/片，芯片主频仅1MHz。 1974—1977年，出现了标志着第2代微机的8位中高档微处理器，其代表产品有Intel 8080、M6800和Z80等，集成度有了大幅提高，已具备了典型的计算机体系结构，包括中断、DMA等控制功能，主频约2MHz。由于有了较完善的指令系统，软件可采用BASIC、Fortran等高级语言及相应的编译程序。 1978—1984年进入了拥有16位微处理器的第3代微机时代。这个时代的微处理器代表产品是Intel 8086、Intel 8088、M68000和Z8000等，集成度和运算速度比上一代有了成
微机原理与接口技术 第一章概述 二、计算机中的码制（重点 ）P5 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。 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= 对应原码的符号位不变，数值部分按位求反 （3）补码 定义：若X<0，则[X]补= [X]反+1 2、8位二进制的表示范围： 原码：-127~+127 反码：-127~+127 补码：-128~+127 3、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)２= 128 三、信息的编码 1、字符的编码P8 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P11 （1）微机由CPU(运算器和控制器)、存储器和I/O接口组成 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，其内部数据总线的宽度是16位，16位CPU。外部数据总线宽度也是16位 8086地址线位20根，有1MB（220）寻址空间。P27 2、8086CPU从功能上分成两部分：总线接口单元（BIU）、执行单元（EU） BIU：负责8086CPU与存储器之间的信息传送。EU：负责指令的执行。P28 4、寄存器结构（重点 ） 1）数据寄存器特有的习惯用法P30 ●AX：(Accumulator)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：(Base)基址寄存器。在间接寻址中用于存放基地址； ●CX：(Counter)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：(Data)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P31 ●SP：(Stack Pointer)堆栈指针寄存器，其内容为栈顶的偏移地址； ●BP：(Base Pointer)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：(Source Index)源变址寄存器Index:指针 ●DI：(Destination Index)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P28 CS：(Code Segment)代码段寄存器，代码段用于存放指令代码 DS：(Data Segment)数据段寄存器 ES：(Extra Segment)附加段寄存器，数据段和附加段用来存放操作数 SS：(Stack Segment)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）P29 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：P30 ●进位标志位（CF）：(Carry Flag)运算结果的最高位有进位或有借位，则CF=1 。Carry:进位Auxiliary :辅助 ●辅助进位标志位（AF）：(Auxiliary Carry Flag)运算结果的低四位有进位或借位，则AF=1
微型计算机原理及应用课后答案侯晓霞 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
CH01微型计算机概述 习题与思考题 1．微型计算机由哪些部件组成各部件的主要功能是什么 解答： 2．8086/8088 CPU由哪两部分组成它们的主要功能各是什么是如何协调工作的 解答： 协调工作过程： 总线接口部件和执行部件并不是同步工作的，它们按以下流水线技术原则来协调管理： ①每当8086的指令队列中有两个空字节，或者8088的指令队列中有一个空字节时，总线接口部件就会自动把指令取到指令队列中。 ②每当执行部件准备执行一条指令时，它会从总线接口部件的指令队列前部取出指令的代码，然后用几个时钟周期去执行指令。在执行指令的过程中，如果必须访问存储器或者输入/输出设备，那么，执行部件就会请求总线接口部件进入总线周期，完成访问内存或者输入/输出端口的操作；如果此时总线接口部件正好处于空闲状态，那么，会立即响应执行部件的总线请求。但有时会遇到这样的情况，执行部件请求总线接口部件访问总线时，总线接口部件正在将某个指令字节取到指令队列中，此时总线接口部件将首先完成这个取指令的操作，然后再去响应执行部件发出的访问总线的请求。 ③当指令队列已满，而且执行部件又没有总线访问请求时，总线接口部件便进入空闲状态。 ④在执行转移指令、调用指令和返回指令时，由于程序执行的顺序发生了改变，不再是顺序执行下面一条指令，这时，指令队列中已经按顺序装入的字节就没用了。遇到这种情况，指令队列中的原有内容将被自动消除，总线接口部件会按转移位置往指令队列装入另一个程序段中的指令。 3．8086/8088 CPU中有哪些寄存器各有什么用途标志寄存器F有哪些标志位各在什么情况下置位 解答：
第1章微型计算机系统概述 1.1 学习指导 简要介绍了微型计算机系统的硬件组成和基本工作方法，以及微型计算机的软件和操作系统。要求了解计算机的硬件组成结构、Intel微处理器的主要成员、系统总线的概念。理解微型计算机的基本操作过程以及指令、程序等基本概念。理解操作系统的重要作用，掌握DOS基本命令的使用。 1.2 习题 1. 简述微型计算机系统的组成。 2. 简述计算机软件的分类及操作系统的作用。 3. CPU是什么？写出Intel微处理器的家族成员。 4. 写出10条以上常用的DOS操作命令。
第2章 计算机中的数制和码制 2.1 学习指导 介绍计算机中数制和码制的基础知识，主要包括各种进制数的表示法及相互转换、二进制数的运算、有符号二进制数的表示方法及运算时的溢出问题、实数的二进制表示法、BCD 编码和ASCII 字符代码等内容。要求重点掌握各种进制数的表示及相互转换、有符号数的补码表示及补码运算。 2.2 补充知识 1. 任意进制数的表示 任意一个数N 可表示成p 进制数： () ∑??==1n m i i i p p k N 其中,数N 表示成m 位小数和n 位整数。 1,,1,0?=p k i L 2. 数制之间的变换 十进制到任意进制（设为p 进制）的变换规则：（1）整数部分：N 除以p 取余数；（2）纯小数部分：N 乘以p 取整数。 任意进制（设为p 进制）到十进制的变换规则：按权展开。 3. 有符号数的补码表示 对于任意一个有符号数N，在机器字长能表示的范围内，可分两步得到补码表示：（1）取N 的绝对值，并表示成二进制数N1；（2）如果N 为负数，则对N1中的每一位（包括符号位）取反，再在最低位加1。这样得到的N1就是有符号数N 的补码表示。 4. 常用字符的ASCII 码 数字0～9：30H～39H；字母A～Z：41H～5AH；字母a～z：61H～7AH；空格：20H；回车（CR）：0DH；换行（LF）：0AH；换码（ESC）：1BH。 2.3 习 题 1. 将下列十进制数转换成二进制数： (1)49；（2）73.8125;(3)79.75; 2. 将二进制数变换成十六进制数： （1）101101B ；（2）1101001011B ；（3）1111111111111101B ； （4）100000010101B ；（5）1111111B ；（6）10000000001B 3. 将十六进制数变换成二进制数和十进制数： （1）FAH ；（2）5BH ；（3）78A1H ；（4）FFFFH 4. 将下列十进制数转换成十六进制数： （1）39；（2）299.34375；（3）54.5625 5. 将下列二进制数转换成十进制数：
第一章微型计算机概述复习题 一、填空题 1、微机系统由（硬件系统）和（软件系统）两部分组成。 2、总线按传输的信息种类可分成（数据）、（地址）和（控制）三种。 3、模型机CPU主要由（运算器）、（控制器）和（寄存器）三部分组成。 4、指令格式通常由（操作码）和（操作数）组成。 5、指令的执行分（取指）和（执指）两个阶段。 6、8086有（20 ）位地址线，存储器容量为（1M ）B。 二、名字解释 1、PC ：程序计数器 2、CACHE：高速缓冲存储器 2、FLAGS ：标志寄存器 3、ALU ：算术逻辑运算单元 4、ID：指令译码器 三、问答题 1、微机中各部件的连接采用什么技术？为什么？ 解答：现代微机中广泛采用总线将各大部件连接起来。有两个优点：一是各部件可通过总线交换信息，相互之间不必直接连线，减少了传输线的根数，从而提高了微机的可靠性；二是在扩展计算机功能时，只须把要扩展的部件接到总线上即可，十分方便。 2、微机系统的总线结构分哪三种？ 解答：单总线、双总线、双重总线 3、微机系统的主要性能指标（四种）？ 解答：字长、主频、内存容量、指令系统 4、模型机有哪些寄存器，以及作用？ 解答：通用寄存器组：可由用户灵活支配，用来存放参与运算的数据或地址信息。 地址寄存器：专门用来存放地址信息的寄存器。 程序计数器：它的作用是指明下一条指令在存储器中的地址。 指令寄存器：用来存放当前正在执行的指令代码 指令译码器：用来对指令代码进行分析、译码，根据指令译码的结果，输出相应的控制信号 5、请举例8、1 6、准16、32、准32位CPU芯片型号。 解答：8085：8位；8086：16位；8088准16位； 80386DX：32位；80386SX：准32位
第一章概述习题集 一、选择题 1．随着微型计算机的广泛应用，大量的微型计算机是通过局域网连入广域网，而局域网域广域网的互连是通过____________ 实现的。 A. 通信子网 B. 路由器 C. 城域网 D. 电话交换网 2．网络是分布在不同地理位置的多个独立的_________ 的集合。 A. 局域网系统 B. 多协议路由器 C. 操作系统 D. 自治计算机 3. 计算机网络是计算机技术和__________ 技术的产物； A.通信技术 B.电子技术 C.工业技术 4. 计算机网络拓扑是通过网中节点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，它反映出网络中各实体间的__________ 。 A. 结构关系 B. 主从关系 C. 接口关系 D. 层次关系 5．建设宽带网络的两个关键技术是骨干网技术和__________ 。 A. Internet 技术 B. 接入网技术 C. 局域网技术 D. 分组交换技术 1.B 2.D 3.A 4.A 5.B 二、选择 1．在OSI 参考模型中，在网络层之上的是________ 。 A. 物理层 B. 应用层 C. 数据链路层 D. 传输层 2．在OSI 参考模型，数据链路层的数据服务单元是_________ 。 A. 帧 B. 报文 C. 分组 D. 比特序列 3.在TCP/IP参考模型中，与OSI参考模型的网络层对应的是__________ A. 主机- 网络层 B. 互联网络层 C. 传输层 D. 应用层
4.在TCP/IP 协议中，UDP 协议是一种 ________ 协议。 A. 主机- 网络层 B. 互联网络层 C. 传输层 D. 应用层 1.1 答： 什么是计算机网络？计算机网络与分布式系统有什么区别和联系？ 口 ? 计算机网络凡是地理上分散的多台独立自主的计算机遵循约定的通信协议 ,通过 软硬件设备互连 ,以实现交互通信 ,资源共享 ,信息交换 ,协同工作以及在线处理等功能的 系统. 计算机网络与分布式系统的区别主要表现在：分布式操作系统与网络操作系统的设 计思想是不同的，因此它们的结构、工作方式与功能也是不同的。 分布式系统与计算机网络的主要区别不在它们的物理结构上， 而是在高层软件上。 分布式系 统是一个建立在网络之上的软件系统， 这种软件保证了系统高度的一致性与透明性。 分布式 不同的，因此它们的结构、工作方式与功能也是不同的。 分布式系统与计算机网络的主要区别不在它们的物理结构上， 而是在高层软件上。 分布式系 统是一个建立在网络之上的软件系统， 这种软件保证了系统高度的一致性与透明性。 分布式 1.2 简述计算机网络的发展阶段？ 答：答计算机网络的发展主要分为一下四个阶段 1 以单计算机为中心的联机系统 2 计算机 计算机网络 3 体系结构标准化网络 4 Internet 时代 1.3 计算机网络由哪几部分组成？各部分的功能是什么？ 答：计算机网络系统是由计算机系统、 数据通信和网络系统软件组成的， 从硬件来看主要有 下列组成部分： （1）终端：用户进入网络所用的设备，如电传打字机、键盘显示器、计算机等。在局 域网中，终端一般由微机担任，叫工作站，用户通过工作站共享网上资源。 （2）主机：有于进行数据分析处理和网络控制的计算机系统，其中包括外部设备、操 作系统及其它软1.D 三、简答题 2.A 3.B 4.C 系统的用户不必关心网络环境中资源分布情况， 文 件管理过程是透明的。 计算机网络为分布式系统研究提供了技术基础， 阶 段。 计算机网络与分布式系统的区别主要表现在： 以及连网计算机的差异， 用户的作业管理与 而分布式系统是计算机网络技术发展的高级 分布式操作系统与网络操作系统的设计思想是 系统的用户不必关心网络环境中资源分布情况， 文 件管理过程是透明的。 计算机网络为分布式系统研究提供了技术基础， 阶 段。 以及连网计算机的差异， 用户的作业管理与 而分布式系统是计算机网络技术发展的高级
第一章微型计算机概述 1.微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同？ 答：①微处理器是微型计算机的核心，是微型计算机的一部分。它是集成在一块芯片上的CPU，由运算器和控制器组成。 ②微型计算机包括微处理器、存储器、I/O接口和系统总线，是微型计算机系统的主体。 ③微型计算机系统包括微型计算机、外设及系统软件三部分。 第二章 8086微处理器 1.总线接口部件有哪些功能？请逐一进行说明。 答：1.总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。 2.具体讲：①总线接口部件要从内存取指令送到指令队列； ② CPU执行指令时，总线接口部件要配合执行部件从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送给执行部件，或者把执行部件的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。 1.总线周期的含义是什么？8086/8088的基本总线周期由几个时钟组成？如一个CPU的时钟频率为24MHz，那么，它的一个时钟周期为多少？一个基本总线周期为多少？如主频为15MHz呢？ 答：1.总线周期的含义是总线接口部件完成一个取指令或传送数据的完整操作所需的最少时钟周期数。 2.8086/8088的基本总线周期由4个时钟周期组成。 3.当主频为24MHz时，Tφ=1/24MHz≈41.7ns，T总=4Tφ≈167ns。 4.当主频为15MHz时，Tφ=1/15MHz≈66.7ns，T总=4Tφ≈267ns。 1.CPU启动时，有哪些特征？如何寻找8086/8088系统的启动程序？ 答：1.CPU启动时，有以下特征： ①内部寄存器等置为初值； ②禁止中断(可屏蔽中断)； ③从FFFF0H开始执行程序； ④三态总线处于高阻状态。 2.8086/8088系统的启动程序从FFFF0H单元开始的无条件转移指令转入执行。 1.在中断响应过程中，8086往8259A发的两个信号分别起什么作用？答：第一个负脉冲通知外部设备的接口，它发出的中断请求已经得到允许；外设接口收到第二个负脉冲后，往数据总线上放中断类型码，从而CPU得到了有关此中断请求的详尽信息。 1.非屏蔽中断有什么特点？可屏蔽中断有什么特点？分别用在什么场合？ 答：1.非屏蔽中断的特点有：中断请求从NMI引腿进入，不受中断允许标志IF的影响。非屏蔽中断只有一个，其中断类型码为2。 2.可屏蔽中断的特点有：中断请求从INTR引腿进入，只有在IF=1时CPU才响应该中断。可屏蔽中断有若干个，其中断类型码可以是5~255。
《微机原理与接口技术》复习参考资料 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。（见书本1.2.3，1.2.4）（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。 ●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。 （3）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（见教材P5） 4、二进制数的逻辑运算 特点：按位运算，无进借位 （1）与运算 只有A、B变量皆为1时，与运算的结果就是1 （2）或运算 A、B变量中，只要有一个为1，或运算的结果就是1 （3）非运算 （4）异或运算 A、B两个变量只要不同，异或运算的结果就是1 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 2、8位二进制的表示范围： 原码：-127~+127 反码：-127~+127 补码：-128~+127 3、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)２= 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。
第1章微型计算机系统概述 习题参考答案 1-1 ?微型计算机包括哪几个主要组成部分，各部分的基本功能是什么？答：微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口及系统总线组成。 CPU是微型计算机的核心部件，一般具有下列功能：进行算术和逻辑运算。暂存少量数据。对指令译码并执行指令所规定的操作。与存储器和外设进行数据交换的能力。提供整个系统所需要的定时和控制信号。响应其他部件发出的中断请求；总线是计算机系统各功能模块间传递信息的公共通道，一般由总线控制器、总线发送器、总线接收器以及一组导线组成；存储器是用来存储数据、程序的部件； I/O接口是微型计算机的重要组成部件，在CPU和外设之间起适配作用。1-2. CPU执行指令的工作过程。 答：指令执行的基本过程： (1)开始执行程序时，程序计数器中保存第一条指令的地址，指明当前将要执行的指令存放在存储器的哪个单元。 (2)控制器：将程序计数器中的地址送至地址寄存器MAR，并发出读命令。存储器根据此地址取出一条指令，经过数据总线进入指令寄存器IR。 (3)指令译码器译码，控制逻辑阵列发操作命令，执行指令操作码规定的操作。 (4)修改程序计数器的内容。 1-3.果微处理器的地址总线为20位，它的最大寻址空间为多少？ 20 答：2 =1048576=1MB 1-4.处理器、微型计算机和微型计算机系统之间有什么关系？ 答： 微处理器是微型计算机的核心部件。微处理器配上存储器、输入/输出接口及相应的外设构成完整的微型计算机。以微型计算机为主体，配上系统软件和外部设备以后，就构成了完整的微型计算机系统。 1-5 .下面十进制数分别转换为二进制、八进制和十六进制数：128, 65535, 1024 答： 128，二进制：10000000B，八进制：2000，十六进制：80H 65535,二进制：1111111111111111B，八进制：1777770，十六进制：FFFFH
第 1 章微型计算机系统概述 习题参考答案 1-1．微型计算机包括哪几个主要组成部分，各部分的基本功能是什么？ 答：微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口及系统总线组成。 CPU是微型计算机的核心部件，一般具有下列功能：进行算术和逻辑运算。暂存少量数据。对指令译码并执行指令所规定的操作。与存储器和外设进行数据交换的能力。提供整个系统所需要的定时和控制信号。响应其他部件发出的中断请求；总线是计算机系统各功能模块间传递信息的公共通道，一般由总线控制器、总线发送器、总线接收器以及一组导线组成；存储器是用来存储数据、程序的部件；I/O接口是微型计算机的重要组成部件，在CPU和外设之间起适配作用。1-2．CPU 执行指令的工作过程。 答：指令执行的基本过程： （1）开始执行程序时，程序计数器中保存第一条指令的地址，指明当前将要执行的指令存放在存储器的哪个单元。 （2）控制器：将程序计数器中的地址送至地址寄存器MAR，并发出读命令。存储器根据此地址取出一条指令，经过数据总线进入指令寄存器IR。 （3）指令译码器译码，控制逻辑阵列发操作命令，执行指令操作码规定的操作。 （4）修改程序计数器的内容。 1-3．果微处理器的地址总线为20 位，它的最大寻址空间为多少？ 答：220=1048576=1MB 1-4．处理器、微型计算机和微型计算机系统之间有什么关系？ 答： 微处理器是微型计算机的核心部件。微处理器配上存储器、输入/输出接口及相应的外设构成完整的微型计算机。以微型计算机为主体，配上系统软件和外部设备以后，就构成了完整的微型计算机系统。 1-5．下面十进制数分别转换为二进制、八进制和十六进制数：128，65535，1024 答： 128，二进制：10000000B，八进制：200O，十六进制：80H 65535，二进制：1111111111111111B，八进制：177777O，十六进制：FFFFH 1024，二进制：10000000000B，八进制：2000O，十六进制：400H
微机原理串讲 第1章微机概述 1.1 微机的运算基础 1.2 微机组成和工作过程 1. 位( bit) 计算机能表示的最基本最小的单位 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，“0”和“1” 2. 字节( Byte ) 相邻的8位二进制数称为一个字节 1 Byte = 8 bit 习题 1.二进制1001111对应十进制是（79 ） 2.8088 CPU系统主存储器以（字节）为单位编址。 3.在冯·诺依曼计算机中，指令和数据以（二进制）的形式表示，计算机按照存储程序、程序控制执行的方式进行工作。 4.微机系统的硬件部分包括四个基本组成部分：( 运算器)、存储器、输入输出接口和系统总线。 5.名词解释：微处理器，微机，微机系统 第2章8088微处理器 8088CPU的内部结构和特点 8088CPU外部引线及功能 内部寄存器的功能 8088的存储器组织 8088的工作时序 1.8088的内部结构
思考 （1）8088对存储器的管理为什么采用分段的办法？ 8088是一个16位的结构，采用分段管理办法可形成超过16位的存储器物理地址，扩大对存储器的寻址范围(1MB，20位地址)。若不用分段方法，16位地址只能寻址64KB空间。 （2）段寄存器的功能是什么？ 代码段寄存器CS：存放当前正在运行的程序代码所在段的段基值，表示当前使用的指令代码可以从该段寄存器指定的存储器段中取得，相应的偏移值则由IP提供。 数据段寄存器DS：指出当前程序使用的数据所存放段的最低地址，即存放数据段的段基值。 堆栈段寄存器SS：指出当前堆栈的底部地址，即存放堆栈段的段基值。 附加段寄存器ES：指出当前程序使用附加数据段的段基址，该段是串操作指令中目的串所在的段。
CH01微型计算机概述 习题与思考题 1．微型计算机由哪些部件组成？各部件的主要功能是什么？解答： 算术逻辑部件(ALU）微处理 器累加器、寄存器 （CPU） 控制器系统总线：AB、CB、DB （功能：为CPU和其他部件之间提供数据、地址微型计算机和控制 信息的传输通道） 微机系统输入/输出（I/O）接口：串/并行接口等 （功能：使外部设备和微型机相连） 存储器：只读存储器（ROM）、随机存储器（RAM） （功能：用来存储信息） 操作系统（OS）系统软件 系统实用程序：汇编、编译、编辑、调试程序等外围设备：打印机、键盘、CRT、磁盘控制器等 （注：CPU的功能－－①可以进行算术和逻辑运算； ②可保存少量数据； 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提供整修系统所需要的定时和控制； ⑥可以响应其他部件发来的中断请示。） 2．8086/8088 CPU 由哪两部分组成？它们的主要功能各是什么？是如何协调工作的？解答： 总线接口部件(BIU）：负责与存储器、I/O端口传送数据 微处理器 （CPU） 执行部件（EU）：负责指令的执行
协调工作过程：总线接口部件和执行部件并不是同步工作的，它们按以下流水线技术原则来协调管理： ①每当8086 的指令队列中有两个空字节，或者8088 的指令队列中有一个空字节时，总线接口部件就会自动把指令取到指令队列中。 ②每当执行部件准备执行一条指令时，它会从总线接口部件的指令队列前部取出指令的代码，然后用几个时钟周期去执行指令。在执行指令的过程中，如果必须访问存储器或者输入/输出设备，那么，执行部件就会请求总线接口部件进入总线周期，完成访问内存或者 输入/输出端口的操作；如果此时总线接口部件正好处于空闲状态，那么，会立即响应执行 部件的总线请求。但有时会遇到这样的情况，执行部件请求总线接口部件访问总线时，总线接口部件正在将某个指令字节取到指令队列中，此时总线接口部件将首先完成这个取指令的操作，然后再去响应执行部件发出的访问总线的请求。 ③当指令队列已满，而且执行部件又没有总线访问请求时，总线接口部件便进入空闲状态。 ④在执行转移指令、调用指令和返回指令时，由于程序执行的顺序发生了改变，不再是顺序执行下面一条指令，这时，指令队列中已经按顺序装入的字节就没用了。遇到这种情况，指令队列中的原有内容将被自动消除，总线接口部件会按转移位置往指令队列装入另一个程序段中的指令。 3．8086/8088 CPU 中有哪些寄存器？各有什么用途？标志寄存器F 有哪些标志位？各在 什么情况下置位？解答： PF、CF。 标志寄存器F 的各标志位置位情况： · CF：进位标志位。做加法时出现进位或做减法时出现借位，该标志位置1；否则清0。 ·PF：奇偶标志位。当结果的低8 位中l 的个数为偶数时，该标志位置1；否则清0。
中央广播电视大学计算机网络技术专业（专科）《微机系统与维护》课程作业（一） 微机系统概述 选择题（请选择一个或多个选项） 鼠标是目前使用最多的（B ）。 A．存储器B．输入设备C．微处理器D．输出设备 下列设备中，属于微机最基本输出设备的是（ A ）。 A．显示器B．打印机C．鼠标D．手写板 以下属于存储器的是（ C D ）。 A．打印机B．显示器C．内存D．硬盘 对于一台微机而言，必备的设备是（A B ）。 A．显示器B．键盘C．扫描仪D．手写板 系统软件中最基本最重要的是（D ），它提供用户和计算机硬件系统之间的接口。 A．应用系统B．IE浏览器C．Office 组件D．操作系统 以下属于系统软件的是（A C D ）。 A．Windows XP B．Office 2003 C．DOS D．Unix 从1971年由Intel公司推出的第一款微处理器是（A ）。 A．Intel 4004 B．Intel 8086 C．Intel 8088 D．Intel 80286 不是32位微处理器芯片的是（A B D ）。 A．Intel 8086 B．Intel 8088 C．Intel 80386 D．Intel 80286 微机通过电话线路实现网络连接时，完成数字、模拟信号转换的设备是（C ）。 A．网卡B．路由器C．调制解调器D．交换机 CPU的中文意义是（A ）。 A．中央处理器B．不间断电源C．微机系统D．逻辑部件 CPU实现对微机各部件的统一协调和控制，它包括（B D ）。 A．判断器B．控制器C．指挥器D．运算器 CPU不能直接访问的存储器是（A B D ）。 A．光盘B．硬盘C．内存D．U盘 CPU的主要功能有（C D ）。 A．打印B．存储数据C．运算D．控制 以下不属于运算器基本功能的是（ A B D ）。 A．存储各种数据和程序B．对系统各部件实行控制 C．进行算术运算和逻辑运算D．传输各种信息 以下不属于控制器基本功能的是（A B C ）。 传输各种信息
《微型计算机技术及接口》部分习题参考答案 习题 1 部分答案 1.3 假设四种CPU主存地址分别为16根、20根、24根以及32根，试问每种CPU可寻址内存多少字节？ 解：64K字节，1M字节，16M字节，4G字节 1.4 设字长为16位，将下列十进制数转换成二进制数，十六进制数以及BCD数。 ①65 ②129 ③257 ④513 解：①0000000001000001B，0041H，（0000000001100101）BCD ②0000000010000001B，0081H，（0000000100101001）BCD ③0000000100000001B，0101H，（0000001001010111）BCD ④0000001000000001B，0201H，（0000010100010011）BCD 1.5 设字长为8位，写出x、y的原码、反码和补码，并且用补码计算x+y，问是否有溢出？ ①x=-78 y=35 ②x=-64 y=-66 解：①［X］原=11001110，［X］反=10110001，［X］补=10110010 ［Y］原=00100011，［Y］反=00100011，［Y］补=00100011 因为：［X］补=10110010［Y］补=00100011 那末：［X］补+［Y］补=11010101=［X+Y］补X+Y=-00101011没有溢出 ②［X］原=11000000，［X］反=10111111，［X］补=11000000 ［Y］原=11000010，［Y］反=10111101，［Y］补=10111110 因为：［X］补=11000000［Y］补=10111110 那末：［X］补+［Y］补，有溢出 1.6 试用8位二进制写出以下数、字母以及控制命令的ASCⅡ码，还要写成奇校验、偶校验、标记校验及空格校验的ASCⅡ码。 ①B ②8 ③CR ④NUL 1.7 设两个BCD数X=1000 1001，Y=0111 0101，试用列竖式的方法计算X+Y。
微型计算机原理及应用 内容提要 本书以主流机IBM PC系列及兼容机为主要对象，系统地叙述了微型计算机的组成及各组成部分的工作原理；叙述了汇编语言程序设计的思路、方法和技术；阐述了微型计算机的接口技术及应用。全书共分8章，内容包括计算机基础、微处理器，存储器，8086/8088的结构，指令系统和汇编语言语法，分支、循环、子程序的设计，DOS系统功能调用，ROM BIOS中断调用，磁盘文件管理等。涵盖了几乎所有常用典型接口技术，包括存储器接口、并行接口、人-机接口、串行通信接口、D/A和A/ D接口、硬磁盘机接口，并对接口问题的一些共性技术，如I/O接口地址译码、总线、中断、DMA和定时/计数技术等集中讨论。每章开始列出该章内容提要和学习目标，结尾列有本章内容小结、练习和思考题。 本书既涉及微型计算机的共性技术，也涉及计算机系统中各类常用外部设备的接口技术，内容丰富，层次分明，实例丰富，便于教学、自学和应用。本书既可供高等学校工科计算机和非计算机类有关专业作为本科生、研究生或高层次专业技术培训教材，也可供从事计算机应用与开发的科研及工程技术人员自学参考。 编辑推荐 本书在内容组织上既注重全面性和实用性，又强调系统性与新颖性。全书由浅入深、全面系统地介绍了微型计算机的组成、工作原理、接口电路和典型应用等，使读者建立微型计算机系统的整体概念，掌握微型计算机系统软硬件开发的初步方法，了解简单计算机应用系统的工作原理和设计方法。每章中都有大量的例题和综合应用实例。 目录 绪论 第一章微型计算机基础
第一节计算机中数的表示方法及运算 第二节微型计算机概述 第二章微处理器（CPU） 第一节8086CPU 第二节各种常见的CPU特点简介 第三章存储器 第一节存储器的分类 第二节存储器的工作原理 第三节8086的存储器结构 第四节CPU与存储器的连接 第四章8086指令系统 第一节概述 第二节8086的寻址方式 第三节8086指令系统 第五章汇编语言程序设计 第一节汇编语言基本语法 第二节常用伪指令 第三节汇编语言程序结构 第四节DOS和BIOS服务程序调用 第五节汇编语言程序设计 第六章输入输出接口电路 第一节I/O接口概述 第二节I/O接口电路地址译码技术 第三节总线技术 第四节并行接口 第五节串行通信接口 第七章CPU与接口间信息传送及定时/计数器第一节中断技术 第二节DMA技术 第三节定时/计数器8253/8254 第八章D/A和A/D转换器接口 第一节D/A转换器接口 第二节A/D转换器接口 第三节微型计算机系统的A/D、D/A通道 第四节高速微机数据采集系统 参考文献
第一章概述 一、计算机中地数制 1、无符号数地表示方法： <1）十进制计数地表示法 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）十六进制数地表示法： 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、各种数制之间地转换 <1）非十进制数到十进制数地转换 按相应进位计数制地权表达式展开,再按十进制求和.<见书本1.2.3,1.2.4）<2）十进制数制转换为二进制数制 ●十进制→二进制地转换： 整数部分：除2取余； 小数部分：乘2取整. ●十进制→十六进制地转换： 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地各个位. <3）二进制与十六进制数之间地转换 用4位二进制数表示1位十六进制数 3、无符号数二进制地运算<见教材P5） 4、二进制数地逻辑运算 特点：按位运算,无进借位<1）与运算 只有A、B变量皆为1时,与运算地结果就是1 <2）或运算 A、B变量中,只要有一个为1,或运算地结果就是1 <3）非运算 <4）异或运算 A、B两个变量只要不同,异或运算地结果就是1 二、计算机中地码制 1、对于符号数,机器数常用地表示方法有原码、反码和补码三种.数X地原码记作[X]原,反码记作[X]反,补码记作[X]补.b5E2RGbCAP 注意：对正数,三种表示法均相同. 它们地差别在于对负数地表示. <1）原码 定义： 符号位：0表示正,1表示负； 数值位：真值地绝对值. 注意：数0地原码不唯一
<2）反码 定义： 若X>0 ,则 [X]反=[X]原 若X<0,则 [X]反= 对应原码地符号位不变,数值部分按位求反 注意：数0地反码也不唯一 <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地补码唯一,同为000000002、8位二进制地表示范围： 原码：-127~+127 反码：-127~+127 补码：-128~+127 3、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>２= 128 三、信息地编码 1、十进制数地二进制数编码 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码地每一位用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位地0000~1001表示0~9p1EanqFDPw字符地编码 计算机采用7位二进制代码对字符进行编码 <1）数字0~9地编码是0110000~0111001,它们地高3位均是011,后4位正好与其对应地二进制代码
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