微机原理 Ch1 计算机基础知识
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《微机原理》知识点
一、微型计算机基础知识
1、微型计算机系统的硬件组成、软件的作用及其与硬件的相依关系,微处理器、微型计算机和微型计算机系统
2、原码、反码、和补码的定义、求法以及补码加减运算
3、计算机中的数制及其转换
二、8086/8088微处理器
1、微处理器的内、外部逻辑结构,各寄存器的作用及使用方法。
2、8086/8088的存储组织方式、8086cpu的组成。
3、I/O组织方式,8086/8088微处理器对I/O设备的管理。
4、物理地址的概念及其计算
5、8086/8088的系统总线结构
三、8086/8088的指令系统和汇编语言程序设计
1、寻址方式,指令系统、伪指令
2、汇编语言源程序的一般格式以及程序设计的一般步骤
3、汇编语言程序设计的基本方法,能编写汇编语言程序(排序、查找、数据串替换等)
4、汇编语言的工作环境和上机步骤
四、半导体存贮器
1、存储器的分类、作用及性能指标、3级存储器结构
2、半导体读写存储器(RAM)的基本原理、静态RAM、动态RAM的特点、动态RAM的刷新方法
3、常用存储器芯片的用法以及存储器容量、位数的扩充方法,以及存储器与微处理器(总线)的连接方法
五、输入输出接口技术
1、I/O接口的作用和一般结构;I/O编址方式和I/O传送方式,中断的概念、分类
2、并行接口8255A的基本原理和基本特点、工作方式与控制字
3、中断的处理过程,中断向量表;中断类型码的概念
4、各种接口器件与CPU(总线)的连接方式。
第一章微型计算机基础知识第一章微型计算机基础知识第一章微机基础知识1.1计算机中的数和编码1.1.1计算机中的数制计算机最初是作为一种计算工具出现的,所以它最基本的功能是处理和处理对数。
数字由机器中设备的物理状态表示。
具有两种不同稳定状态和相互转换的设备可用于表示1位二进制数。
二进制数具有操作简单、物理实现方便、节省设备等优点。
因此,目前,几乎所有的二进制数都用计算机来表示。
然而,二进制数太长,无法写入,不容易阅读和记忆;此外,目前大多数微机是8位、16位或32位,是4的整数倍,4位二进制数是1位十六进制数;因此,在微型计算机中,二进制数被缩写为十六进制数。
十六进制数使用16个数字,例如0~9和a~F来表示十进制数0~15。
8位二进制数由2位十六进制数表示,16位二进制数由4位十六进制数表示。
这便于书写、阅读和记忆。
然而,十进制数是最常见和最常用的。
因此,我们应该熟练掌握十进制数、二进制数和十六进制数之间的转换。
表1-1列出了它们之间的关系。
表1-1十进制数、二进制数及十六进制数对照表十进制二进制十六进制012345678910111213141500000001001000110100010101100111100010011010101111001101 111011110123456789abcdef为了区别十进制数、二进制数及十六进制数3种数制,可在数的右下角注明数制,或者在数的后面加一字母。
如b(binary)表示二进制数制;d(decimal)或不带字母表示十进制数制;h(hexadecimal)表示十六进制数制。
1.二进制数和十六进制数之间的转换根据表1-1所示的对应关系即可实现它们之间的转换。
二进制整数被转换成十六进制数。
方法是将二进制数从右(最低位)到左分组:每4位为一组。
如果最后一组少于4位,则在其左侧加0以形成一个4位组。
每组由一位十六进制数表示。
例如:1111111000111b→1111111000111b→0001111111000111b=1fc7h要将十六进制数转换为二进制数,只需使用4位二进制数而不是1位十六进制数。
第一章计算机基础知识学习目标:1.掌握常用进位计数制及其互相转换;2.掌握数的原码、反码、补码表示法,并熟练掌握补码加减运算;3.掌握BCD、ASCLL码;4.掌握软、硬件概念及相互关系;5.理解数的定点和浮点表示;6.了解汉字字符集及其编码;了解图信息数字化。
教学重点:1.计算机中的数制及其编码;2.微机的基本组成和工作原理。
教学难点:1.机器数和真值;2.补码的表示方法和补码运算。
教学内容:一、计算机中的运算基础1. 数制及其转换1)任意进制数的共同特点(n进制)n=2、8、10、16① n进制数最多是由n个数码组成十进制数的组成数码为:0~9二进制数的组成数码为:0、1八进制数的组成数码为:0~7十六进制数的组成数码为:0~9、A~F十六进制数和十进制数的对应关系是:0~9相同,A-10,B-11,C-12,D-13,C-14,F-15② n进制数的基数或底数为n,作算术运算时,有如下特点:低位向相邻高位的进位是逢n进1(加法);低位向相邻高位的借位是以1当本位n(减法)。
③各位数码在n进制数中所处位置的不同,所对应的权也不同以小数点为分界点:向左(整数部分):各位数码所对应的权依次是n0、n1、n2,…向右(小数部分):各位数码所对应的权依次是n-1、n-2、n-3,…例:2)数制的转换①非十进制数→十进制数转换方法:按位权展开求和例:101.11B = 1*22+1*20+1*2-1+1*2-2= 4+1+0.5+0.25= 5.75F94H = 15*162+9*161+4*160= 3988注意点:只有十进制数的下标可以省略,其他进制数不可以省略。
②十进制数→非十进制数(K进制数)转换方法:分成小数和整数分别转换。
整数部分:除K取余,直至商为0,先得的余数为低位;小数部分:乘K取整,先得的整数为高位。
例:把3988转换成16进制数十进制数转换为二进制数的另一种:逐次减2的最高次幂法。
第一章基础知识1.计算机的5代(1)电子管时代(2)晶体管时代(3)集成电路时代(4)大规模超大规模集成电路时代(5)智能计算机现在学习的微型计算机属于第四代计算机2.十进制←→二进制←→十六进制记住4位二进制各权重为8、4、2、1十进制二进制十六进制十进制二进制十六进制0 0000 00H 8 1000 08H1 0001 01H 9 1001 09H2 0010 02H 10 1010 0AH3 0011 03H 11 1011 0BH4 0100 04H 12 1100 0CH5 0101 05H 13 1101 0DH6 0110 06H 14 1110 0EH7 0111 07H 15 1111 0FH 例:13转换为二进制数:1101B例:7转换为二进制数: 0111B3、有符号数的补码表示正数=原数负数=取反+1 (数的大小需在上表范围内)例:-2补=100000010 =11111101+1=0FEH例:十进制数94转化为8位二进制数表示为 01011110B-94的8位二进制补码表示为10100010B4.用取补法将减法运算转为加法运算例:1111(2)-1010(2)=1111(2)+0101(2)+1=10101(2)=0101(2)例:1100(2)-0011(2)=1100(2)+1100(2)+1=11001(2)=1001(2)5.数的范围1BYTE(字节) 2BYTE无符号 0—255(00H-0FFH)0—65535 (0-0FFFFH)有符号(补码) -128— -1, 0-12780H—0FEH,0--7FH-32768—-1, 0--32767 8000H-0FFFEH,0—7FFFh6.编码表示(1). 字符的ASCII码常见字符 ASCII 转换方法“0”—“9” 30H--39H +30H“A”—“Z” “a”—“z” 41H--5AH61H--7AH+37H例数字字符“1”的ASCII码为:00110001B(30H)例数字字符“2”的ASCII码为:00110010B(31H)例数字字符“9”的ASCII码为:00111001B(39H)例英文字符“A”的ASCII码为:01000001B(41H)例英文字符“Z”的ASCII码为:01011010B(5AH)例如:“A”与0AH差37H一位十六进制数转换为ASCII码程序ADD AL,30HCMP AL,39HJA NEXTJMP STOPNEXT: ADD AL,7STOP:HLT(2).数字的BCD码1位十进制数用4位二进制数表示例:129=(0001,0010,1001)BCD(3)。
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:微机系统微型计算机系统软件外围设备:打印机、键盘、CRT 、磁盘控制器等微处理器(CPU )系统总线:AB 、CB 、DB (功能:为CPU 和其他部件之间提供数据、地址 和控制信息的传输通道)存储器:只读存储器(ROM )、随机存储器(RAM )(功能:用来存储信息)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)算术逻辑部件(ALU )累加器、寄存器控制器操作系统(OS )系统实用程序:汇编、编译、编辑、调试程序等(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:微处理器(CPU )总线接口部件(BIU ):负责与存储器、I/O 端口传送数据执行部件(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。
微机原理复习要点微机原理是计算机科学与技术的基础课程,以下是微机原理的复习要点,总结为四个方面:一、计算机的基本组成1.计算机的基本组成:计算机由中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备和存储设备组成。
2.中央处理器(CPU)的组成:CPU由运算器、控制器和寄存器组成。
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,寄存器用于暂存数据和指令。
3.内存的分类:内存可以分为主存和辅助存储器。
主存是CPU直接访问的存储器,辅助存储器用于长期存储数据。
4.输入输出设备的分类:输入设备用于将外部信息输入计算机,输出设备用于将计算机的结果输出给用户。
5.存储设备的分类:存储设备用于长期保存数据,包括硬盘、光盘、U盘等。
二、计算机的运行原理1.计算机的指令执行过程:指令的执行包括取指令、分析指令、执行指令、存储结果等多个步骤。
2.计算机的时序控制:时序控制是指控制指令的执行顺序和时序,包括时钟信号的产生和分配。
3.计算机的硬件与指令的对应关系:计算机的硬件是根据指令的特点和要求设计出来的,不同指令对应不同的硬件电路。
4.计算机的存储管理:存储管理是指计算机如何管理和组织数据的存储方式,包括程序的存储、数据的存储和存储器的管理。
三、微机系统的组成和工作原理1.微机系统的组成:微机系统由中央处理器、存储器、总线、输入输出设备和接口电路等组成。
2.微机系统的工作原理:微机系统通过总线将各个组成部分连接起来,实现数据和控制信号的传输和交换。
3.微机系统的启动过程:微机系统的启动过程包括硬件的初始化、操作系统的加载和执行。
四、汇编语言的基本知识1.汇编语言的基本概念:汇编语言是一种低级语言,用符号表示指令和数据,并通过汇编程序转换为机器语言。
2.汇编语言的指令格式:汇编语言的指令包括操作码和操作数,操作码表示要执行的操作,操作数表示操作的对象。
3.寻址方式:寻址方式是指操作数在内存中的位置的表示方法,包括直接寻址、间接寻址、寄存器寻址等。
第1章微型计算机基础知识一、选择题1.80486CPU进行算术和逻辑运算时,可处理的信息的长度为( )。
A、32位B、16位C、8位D、都可以2.在下面关于微处理器的叙述中,错误的是( ) 。
A、微处理器是用超大规模集成电路制成的具有运算和控制功能的芯片B、一台计算机的CPU含有1个或多个微处理器C、寄存器由具有特殊用途的部分内存单元组成,是内存的一部分D、不同型号的CPU可能具有不同的机器指令3.若用MB作为PC机主存容量的计量单位,1MB等于( )字节。
A、210个字节B、220个字节C、230个字节D、240个字节4.运算器在执行两个用补码表示的整数加法时,判断其是否溢出的规则为( )。
A、两个整数相加,若最高位(符号位)有进位,则一定发生溢出B、两个整数相加,若结果的符号位为0,则一定发生溢出C、两个整数相加,若结果的符号位为1,则一定发生溢出D、两个同号的整数相加,若结果的符号位与加数的符号位相反,则一定发生溢出5.运算器的主要功能是( )。
A、算术运算B、逻辑运算C、算术运算与逻辑运算D、函数运算6.运算器由很多部件组成,其核心部分是( )。
A、数据总线B、算术逻辑单元C、累加器D、多路开关7.在一般的微处理器中,( )包含在CPU中。
A、内存B、输入/输出单元C、磁盘驱动器D、算术逻辑单元8.80486CPU的标志寄存器中,OF标志表示运算结果的( )情况。
A、进/借位B、符号C、溢出D、辅助进位9.若某数据段位于存储区38000H~47FFFH,则该数据段的段基址为()。
A、38000HB、47FFFHC、3000HD、3800H10.程序设计中所使用的地址是()。
A、逻辑地址B、有效地址C、物理地址D、段基址11.80X86执行程序时,对存储器进行访问时,物理地址可由()组合产生。
A、SS和IPB、CS和IPC、DS和IPD、CS和BP12.某处理器与内存进行数据交换的外部数据总线为32位,它属于()。
A、8位处理器B、16位处理器C、32位处理器D、64位处理器13.在堆栈操作中,隐含使用的通用寄存器是()。
A、AXB、BXC、SID、SP14.主要决定微机性能的是()A、CPUB、耗电量C、质量D、价格15.十进制负数–38的八位二进制补码是()A、01011011BB、11011010BC、11011011BD、01011010B 16.若某台微型计算机的型号是奔四800,则其中800的含义是()A、CPU中有800个寄存器B、CPU中有800个运算器C、该微机的内存为800MBD、时钟频率为800MHZ17.在计算机内部,一切信息的存取,处理和传送都是以()形式进行。
A、EBCDIC码B、ASCII码C、十六进制编码D、二进制编码18.16位PC机中整数的有效范围是()A、- 32768―32767B、- 32767―32767C、0―65535D、- 32768―32767或0―65535 19.在()表示中,二进制数11111111B表示十进制数–1A、原码B、反码C、补码D、BCD码20.用8位的二进制数的补码形式表示一个带符号数,它能表示的整数范围是()A、-127—+127B、-128—+128C、-127—+128D、-128—+127 21.计算机中运算器和控制器合称为()A、CPUB、ALUC、主机D、ENIAC22.32位的个人计算机,一个字节(Byte)由()位(bit)组成。
A、4B、8C、16D、3223.假设机器中浮点数的表示格式如下:当尾数用补码,阶码(阶码基数为2,尾数以规格化数表示)用补码表示时,- 123 . 625的表示形式为 ( )。
A、0111100001000110B、0111111111011010C、0111100001000101D、100000000100011024.从功能上,8086的CPU由()两部分组成。
A、SP、ALUB、控制器、FLAGSC、EU、BIUD、EU、ALU25.标志寄存器FLAGS 中存放两类标志,即( )。
A 、符号标志、溢出标志B 、控制标志、状态标志C 、方向标志、进位标志D 、零标志、奇偶标志26.若AL=3BH ,AH=7DH ,则AL 和AH 中的内容相加后,标志CF 、SF 和OF 的状态分别是( )。
A 、0、1、1B 、1、1、1C 、0、0、0D 、1、1、027.若AL=3BH ,AH=7DH ,则AL 和AH 中的内容相减后,标志CF 、AF 和PF 的状态分别是( )。
A 、0、0、1B 、1、1、1C 、0、1、0D 、1、0、028.下列有关指令指针寄存器的说法中,哪一个是正确的( )。
A 、IP 存放当前正在执行的指令在代码段中的偏移地址B 、IP 存放下一条将要执行的指令在代码段中的偏移地址C 、IP 存放当前正在执行的指令在存储器中的物理地址D 、IP 存放当前正在执行的指令在存储器中的段地址29.最小模式时,当M/IO -----为低电平时,表示CPU 正在对( )进行访问。
A 、存储器B 、I/O 端口C 、外部存储器D 、EPROM30.下面有关MN/M X ----------的叙述正确的是( )A 、是工作模式选择信号,由CPU 产生,为高电平时CPU 工作在最小模式,为低电平时,CPU 工作在最大模式B 、是工作模式选择信号,由CPU 产生,为低电平时CPU 工作在最小模式,为高电平时,CPU 工作在最大模式C、是工作模式选择信号,由外部输入,为低电平时CPU工作在最小模式,为高电平时,CPU工作在最大模式D、是工作模式选择信号,由外部输入,为高电平时CPU工作在最小模式,为低电平时,CPU工作在最大模式31.某CPU的主频为250MHZ,则它的时钟周期为()A、250nsB、50nsC、40nsD、4ns32.如果访问存储器时使用BP寻址,则默认的段寄存器是()A、CSB、ESC、DSD、SS33.某单元在数据段中,已知DS=1000H,偏移地址为1200H,则它的物理地址为()A、10000HB、11200HC、12100HD、13000H34.某系统中,已知SS=2360H,SP=0800H,若将20H个字节的数据入栈,则SP 的内容为()A、0780HB、0820HC、23E20HD、07E0H35.某系统中,已知建立堆栈时SS=2360H,SP=0800H,经过一段时间后,SP的内容变为0700H,则堆栈中有多少个字的数据()A、80HB、50HC、100D、100H36.设某一个单元的物理地址是54321H,则正确的逻辑地址表示为()A、4321H:50000HB、54320H:1HC、5430H:0021HD、5432H:00001H 37.如果一个程序在执行前CS=1000H,IP=2000H,该程序的起始地址是()A、3000HB、12000HC、21000HD、1000H38.如果一个堆栈从地址1250H:0100H开始,SP=0050,则SS的段地址是()A、12600HB、1260HC、1265HD、125BH39.若已知[X]补=11101011B,[Y]补=01001010B,则[X – Y ]补=()A、10100001BB、11011111BC、10100000BD、溢出二、判断题1.80486的逻辑段不允许有段的重叠和交叉。
2.在80486的32位标志寄存器中,其每一位都有一定的含义。
3.若一个数据块的起始地址为20A0H:0F6H,则该数据块起始地址的实际地址是21B60H。
4.SP的内容可以不指向堆栈的栈顶。
5.寄存器寻址其运算速度较低。
6.字长是描述CPU数据总线宽度的指标。
7.计算机的堆栈是一种特殊的数据存储区,数据存取采用先进先出的原则。
8.当运算结果各位全部为零时,标志ZF=0。
9.逻辑地址不是物理地址,但它是唯一的。
三、填空题1.计算机是通过( )、( )、( )总线把各个部件连接在一起,构成一个系统。
2.8086的数据总线是 ( )位,地址总线是( )位。
3.PC机主存储器中的基本存储单元的长度是( )。
4.80486可访问8位、 ( )和 ( )位的寄存器。
5.在微处理器的实地址方式下,段寄存器的作用是( )。
6.若一个数中含有3个“1”,则其奇偶标志为 ( )。
8.80486工作在实模式下时,若需对堆栈区进行操作,其物理地址是由( )和( )组合产生。
9.程序设计中使用的地址称为( ),而CPU对存储器单元进行操作时使用的地址称为( )。
10.按存储器的分级原则,其容量最大的一级存储器成为( )。
11.按存储器的分级原则,其速度最快的一级存储器成为( )。
12.微机的主要性能指标中,字长是指( )。
13.微型计算机由( )和( )两大部分组成。
14.上电复位时,若CPU的CS=0FFFFH,IP=0000H,则第一条指令从()H方取15.8088与外部交换数据的总线宽度是位, EU内部总线宽度是位。
16.设AL=80H,AH=83H,AL和AH中的内容相加后,CF= ,OF= ,ZF= ,PF= ,AF= ,SF= 。
17.8086/8088将整个存储空间划分为许多逻辑段,每个逻辑段容量在以内,各个逻辑段相互重叠。
18.8086/8088中,某单元只能有一个地址,但可以有多个地址。
19.如果对堆栈进行操作,则段基址来源于,偏移地址来源于。
20.某存储单元物理地址为32413H,则相对于段地址为3000H,其偏移地址为,若它的偏移地址是1003H,则其段地址为。
21.在8086/8088系统中,所有读写存储器或I/O端口操作都是由通过系统总线完成的。
四、简答题1.简述EU和BIU的主要功能?2.8086和8088的主要区别是什么?一、选择题1.D 2.C 3.B 4.D 5.C 6.B 7.D 8.C 9.D 10.A 11.B 12.C 13.D 14.A 15.B 16.D 17.D 18.D 19.C 20.D 21.A 22.B 23.A 24.C 25.B 26.A 27. B 28.B 29.B 30.C 31.D 32.D 33. B 34.D 35.A 36.C 37.B 38.B 39.A二、判断题1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.√ 7.× 8.× 9.×三、填空题1.地址;数据;控制2.16,203.字节4.16,325.存放段基址6.08.SS,SP9.逻辑地址,物理地址10.外存11.寄存器12.一次能处理的二进制位数13.软件,硬件14.FFFF0H15. 8、1616. 1,1,0,1,0,017. 64KB、可以18.物理,逻辑19. SS、SP20. 2413H、3141H21. BIU(总线接口单元)四、简答题1.参考答案:EU的主要功能是执行指令,完成指令规定的所有操作。