第七章 微机原理分析

微机原理实验报告概述：微机原理是计算机科学与技术专业中的一门重要课程，通过实验学习，可以加深对计算机内部运行原理的理解，提高软硬件的开发和调试能力。

本实验报告将介绍我对微机原理实验的学习和思考。

实验一：二进制转换实验在这个实验中，我首先了解了二进制数的概念以及其和十进制数的转换方法。

通过实际操作，我加深了对计算机内部数据表示方式的理解。

这对于后续学习计算机系统结构和编程语言至关重要。

实验二：逻辑门电路实验逻辑门电路是计算机硬件的基础组成部分，通过实验，我学会了使用逻辑门芯片构建各种逻辑电路，并能够通过真值表分析和验证逻辑电路的正确性。

这对于理解计算机内部的数据处理和控制逻辑有着直接的帮助。

实验三：运算器设计实验在这个实验中，我通过学习和设计算术逻辑单元(ALU)，了解了计算机的算术操作过程，并能够通过运算器实现基本算术运算。

这对于理解计算机内部数据的处理和计算机指令的执行有着重要的意义。

实验四：存储器与外设实验存储器是计算机系统的重要组成部分，通过实验，我深入了解了存储器的类型、组织结构和访问方式，并通过外设与存储器的交互，实践了计算机系统的输入和输出过程。

实验五：微处理器实验微处理器是计算机系统中最核心的部件，通过实验，我学习了微处理器的基本运行原理，能够通过汇编语言编写程序，并通过微处理器执行程序实现特定的功能。

这个实验为我今后学习计算机体系结构和操作系统打下了坚实的基础。

实验总结：通过这几个实验，我深入了解了微机原理课程的实践内容和相关知识。

实验的过程中，我不仅学会了使用仪器设备和工具，还培养了自己的动手能力和团队合作精神。

通过不断的实践，我对计算机内部结构和运行原理有了更深刻的理解，也提高了我的问题解决能力和创新思维。

未来展望：微机原理实验的学习只是计算机科学与技术专业中的一小部分。

我希望在今后的学习过程中能加深对计算机体系结构、操作系统、编程语言等方面的学习，并不断深入钻研，成为一名优秀的计算机科学与技术专业人才。

微机原理知识点归纳总结微机原理是计算机专业的基础课程之一，它是学习计算机硬件和软件原理的入门课程。

本文将对微机原理课程的主要知识点进行归纳总结，希望可以帮助读者更好地理解微机原理，并为日后的学习和工作提供帮助。

一、计算机系统计算机系统是由硬件和软件两部分组成的，硬件是计算机的物理构成，软件是控制硬件工作的程序。

计算机系统的主要组成部分包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备（I/O设备）和总线。

1. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机系统的核心部件，它负责执行计算机程序的指令和控制计算机的操作。

中央处理器由运算器和控制器两部分组成，运算器负责执行算术和逻辑运算，控制器负责控制指令的执行顺序和数据的流动。

2. 存储器存储器是计算机系统用来存储数据和程序的设备，它分为主存储器（RAM）和辅助存储器（ROM、硬盘等）。

主存储器用来临时存储程序和数据，辅助存储器用来长期存储程序和数据。

3. 输入输出设备（I/O设备）输入输出设备用来与外部环境进行交互，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。

它们负责将数据输入到计算机系统中或者将计算机系统的输出结果显示或打印出来。

4. 总线总线是计算机系统各个部件之间传输数据和控制信号的通道，它分为地址总线、数据总线和控制总线。

地址总线用来传输地址信息，数据总线用来传输数据，控制总线用来传输控制信号。

二、数据的表示和运算1. 二进制数计算机是以二进制形式进行运算的，因此需要了解二进制数的表示和运算规则。

二进制数由0和1组成，其表示方法和十进制数类似，但是各位上的权值是2的幂次方。

2. 字符编码计算机系统中的字符是使用字符编码进行表示的，常用的字符编码包括ASCII码和Unicode。

ASCII码是美国标准信息交换码，每个字符用一个字节表示；而Unicode是一种全球字符集，包括了几乎所有国家的字符，每个字符用两个字节表示。

3. 整数表示和运算计算机系统中的整数是通过二进制补码形式进行表示和运算的。

第七章部分习题解答1、指出：（1）MOV AX，V AR；（2）LEA AX，V AR；（3）MOV AX，OFFSET V AR三条指令之间的异同（V AR为数据段的一个变量名称）解: (1)将V AR的一个字送AX，相当于MOV AX，[V AR](2) 将VAR的偏移地址送AX(3) 将VAR的段内偏移地址送AX，功能与(2)相同。

2、若程序中多次使用某一程序段，问将该程序段设计成子程序和定义成宏指令各有何优缺点？答:设计成子程序在整个程序占用内存少，但执行时间长；定义成宏指令程序汇编后占用内存多，但执行时间短。

3、下面列出的是一个汇编源程序中的一个程序段。

试以图形表示出DATA段中各变量在存储器中的存储位置（标明偏移地址及有关单元的内容，制表示）；写出CODE段内汇编后的可执行指令。

TABLDA TA SEGMENTTABL DB‘ABCD’2 DUP（2 DUP（1，2），3）V AR DW 4 DUP（？）DA TA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS：CODE，D S：DATAORG 100HLEB1：LEA SI，TABLMOV BX，OFFSET V ARMOV AX，LENGTH V ARMOV AX，TYPE V ARMOV AL，SIZE V ARMOV AH，SIZE TABLMOV CX，（OFFSET V AR－（OFFSET TABL）V ARLEA DX，LEB1解: DATA段各变量的存储情况如右图所示，对CODE段可执行指令注释如下：LEB1：LEA SI，TABL ;将TABL的偏移地址送SIMOV BX，OFFSET V AR ;将V AR的偏移地址送BXMOV AX，LENGTH V AR ;将V AR的项数(4)的送AXMOV AX，TYPE V AR ;将V AR的符号名类型值02送AXMOV AL，SIZE V AR ;将为V AR分配的字节(08)送ALMOV AH，SIZE TABL ; 将为TABL分配的字节(0EH)送ALMOV CX，（OFFSET V AR）－（OFFSET TABL）;将OEH送CXLEA DX，LEB1 将LEB1(100H)送DX。

微型机系统主机包含CPU、内存储器、I/O接口电路冯诺依曼体系设计思想：①数据、信息以及为处理这些数据和信息而编写的程序代码（指令）都是以二进制形式表示的。

② 程序和数据事先存放在存储器中，计算机在工作时能够高速地从存储器中取出指令加以执行（存储程序计算机）。

③ 由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部件组成计算机系统。

（系统）总线：计算机中各功能部件间传送信息的公共通道总线分为地址总线AB（8086 20位）、数据总线DB（8086 16位）、控制总线CB微处理器(CPU)由运算器(ALU)和控制器(CU)构成I/O接口是微型计算机与输入输出设备之间信息交换的桥梁。

高速缓冲存储器Cache的使用，大大减少了CPU读取指令和操作数所需的时间，使CPU的执行速度显著提高。

微机系统增加了高速缓冲存储器后，使系统的存储器体系形成三级组织结构，即由高速缓冲存储器Cache、主存和外存组成。

Cache中存放的是CPU即将访问的指令和数据，或者是访问频繁的指令和数据。

局部性原理：时间局部性：一个数据（或指令）被访问，在不久的将来，很可能被再次使用；空间局部性：一个数据（或指令）被访问，它附近的数据可能很快就会被使用。

所以，层次结构的存储器系统，可以将最近访问过的内容放入Cache，将近期访问过内容所属的整个块放入Cache。

8086/8088中使用的存储器管理机制是：分段实方式8086的结构：8086微处理器为了充分使用总线以提高程序的执行速度被设计成为两个独立的功能部件：执行部件（EU）和总线接口部件（BIU）BIU由总线接口部件由段寄存器、指令指针、地址形成逻辑、总线控制逻辑和指令队列等组成。

负责完成CPU与存储器（内存或主存）或I/O设备之间的数据传送。

① 取指令到指令队列缓冲器② 从内存或外设端口读取数据③ 向内存或外设端口发送数据④ 形成20位物理地址。

在执行转移程序时，BIU使指令预取队列复位，从指定的新地址取指令，并立即传给执行单元执行。

微机原理各章知识要点、小结五篇第一篇：微机原理各章知识要点、小结各章知识要点、小结第一章微型计算机系统概述本章知识要点：•微型计算机的发展。

•微型计算机的特点。

•微型计算机系统的组成。

•微型计算机的主要性能指标。

本章小结：本章首先介绍了微型计算机的发展、组成。

然后对计算机的结构进行了简单介绍，并介绍了微型计算机的3种不同的总线结构。

最后，介绍了计算机的软、硬件的概念，区别和联系以及计算机的主要性能指标。

在学习完本章内容之后，需要掌握如下内容。

•微型计算机的发展阶段和特点。

•微型计算机属于第四代计算机，为冯〃诺伊曼结构。

•微型计算机系统由硬件和软件组成。

硬件由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等5部分组成。

•微型计算机中的软硬件概念、分类、联系以及区别。

•微型计算机的主要性能指标有字长、存储器容量、运算速度、外部设备配置、系统软件配置、性价比等。

• 1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB 第二章计算机中的信息表示本章知识要点：•进位计数制及其相互转换。

•二进制数的运算规则。

•计算机中带符号数与小数点的表示方法。

•计算机中的常用码制。

本章小结：本章着重介绍了计算机中数据的表示方法，重点讲述了二、八、十、十六进制数的相关概念及各类进制数之间相互转换的方法，无符号数和带符号数的机器内部表示以及字符编码和汉字编码等内容。

在学习完本章内容之后，需要掌握如下内容。

•掌握计算机内部的信息处理方法和特点。

•熟悉原码、反码、补码等各类数制之间的相互转换。

•理解无符号数和带符号数的表示方法。

•掌握各种BCD码的特点及其之间的相互转换。

•了解循环码和余3码的表示方法。

1/7 •掌握在计算机中如何运用字符的ASCII码表示非数字信息的。

•了解汉字编码以及在计算机中对汉字的表示方法。

第三章微处理器本章知识要点：• CPU的发展过程。

• 80486的内部基本结构。

• 80486的外部基本引脚。

• CPU的内部寄存器。

第7章习题参考答案1．列举中断的具体应用。

要点：符合如下四种的均可（1）响应外部突发事件。

（2）实时多任务调度。

（3）实现外设与CPU的并行处理（4）分时多任务操作系统的基础。

2．中断的分类方式及其关系。

要点：可屏蔽中断和不可屏蔽中断内部中断和外部中断软件中断和硬件中断3．中断向量表的功能时什么，8086/8088CPU 如何对中断源识别并跳转到正确的中断服务程序入口？要点：中断向量表是存放中断服务程序入口地址的一个特定的内存区域，中断号都与一个中断服务程序的入口地址相对应，实现中断处理程序的直接跳转。

8086/8088cpu通过中断号标识中断源，外部中断的中断号由中断控制器（如8259a）提供，内部中断中断号和不可屏蔽中断号系统固定分配。

发生中断时：1）将标志寄存器、CS、IP内容压入堆栈。

2）获取中断类型号n，生成中断向量表地址4*n。

3）从中断向量表地址为4*n的存储单元中取出中断向量送入CS和IP，继而转去执行中断服务子程序。

4．中断的一般处理流程包括那些步骤，分别完成什么功能？要点：中断处理的一般过程由中断请求、中断优先级判别、中断响应、现场保护、中断服务、现场恢复和中断返回构成。

中断请求：发起中断信号中断判优：优先级判断确定响应那个中断中断响应：通过中断屏蔽确定是否响应中断，回复中断响应信号现场保护：保存状态寄存器、地址寄存器和相关重要寄存器中断服务：中断处理程序现场恢复：恢复状态寄存器、地址寄存器和其他重要寄存器中断返回：跳转到断点5．8259A如何进行优先级管理？要点：全嵌套方式、特殊全嵌套方式和优先级自动循环方式，分别针对单片，级联和特殊情况下的应用。

6．设8259A的端口地址为80H和81H，用程序清除中断服务寄存器的ISR6。

要点：MOV AL, 66H ：EOI=1；SL=1；R=0；L2L1L0=6OUT 80H, AL ；设置OCW27．2片8259A组成的级联系统，设备A接在从片的IR0上，从片接在主片的IR4上，说明A设备发生中断到CPU响应的全过程。

前言微型计算机是电子计算机技术飞速发展的产物，具有体积小、重量轻、耗电少、价格低廉、可靠性高、结构灵活等特点。

微型计算机最早的是美国IBM公司用INTEL公司的8086CPU芯片制造的IBM-PC机，现在已经由低档的8位机8080、8086、8088，发展到16位的80286，32位的80386、80486、PENTUIM、PENTUIM II、PENTUIM III等高档机型。

主机的内存容量也由最初的48K字节增加到640K、2M、…、128M甚至更大。

处理速度也越来越快，工作稳定性显著提高。

当前，微型机技术正往两个方向发展，一个是高性能、多功能的方向，另一个是价格低廉、功能转移的方向。

在不久的将来，微型机将发展成为融工作、学习、娱乐于一体，集电脑、电视、电话于一身的综合办公设备和新型家用电器，以及信息高速公路上的数字化、多媒体智能终端。

未来的微机在我们工作学习和日常生活中将会充当重要角色，它不仅会改变我们的生活方式，而且会改变我们的文化特征，会出现我们今天无法想象的事物，微机必将成为人类文明之侣。

通过本课程掌握微机关键技术的原理和实现方法，使用户深入理解、牢固掌握、灵活运用微型机最主要的技术，从而能够在日新月异的计算机领域更快地理解、熟悉、掌握新的发展。

在软件方面，本教学软件以介绍8086指令系统为基础，重点讨论 Intel公司的ASM-86汇编语言程序设计；而在硬件方面则着重讨论8086的体系结构、接口技术、 Intel公司的I/O配套支持器件及其应用，为用户开发应用8086系列微型计算机（包括IBM-PC机）打下必要的基础。

第一章绪论本章介绍计算机基础知识，内容包括计算机的发展、特点、分类及应用；计算机中常用的数制以及不同数制间的相互转换；数据的编码；二进制数的算术运算和逻辑运算；数据的存贮组织等。

其中涉及到不少名词、术语及其相关概念，必须弄懂和掌握，为我们以后学习作好必要的知识准备。

世界上第一台计算机，是1946年2月由美国宾夕法尼亚大学研制成功的。