微型计算机原理及应用第四版清华大学出版社郑学坚编.ppt
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第1章二进制数加法电路1.1 复习笔记一、二进制数的相加1.两个二进制数相加示例【例1.1】(1)加数A和被加数B都是1位数,其和S变成2位数,这是因为相加结果产生进位之故。
(2)A和B都是2位数,相加结果S也是2位数,因为相加结果不产生进位。
(3)A和B都是2位数,相加结果S是3位数,这也是产生了进位之故。
(4)例1.1(4)是例1.1(3)的另一种写法,以便看出“进位”究竟是什么意义。
① 第1位(或称0权位)是不可能有进位的,要求参与运算的就只有两个数A0和B0,其结果为S0。
② 第2位(或称1权位)就是3个数A1,B1及C1参与运算了。
其中C1是由于第1位相加的结果产生的进位。
此3个数相加的结果其总和为S1=1,同时又产生进位C2,送入下一位(第3位)。
③ 第3位(或称2权位)也是3个数A2,B2及C2参加运算。
由于A2及B2都是0,所以S2即等于第3位的相加结果S2。
2.结论(1)两个二进制数相加时,可以逐位相加。
如二进制数可以写成:则从最右边第1位(即0权位)开始,逐位相加,其结果可以写成:其中各位是分别求出的:最后所得的和是:(2)右边第1位相加的电路要求:输入量为两个,即A0及B0;输出量为两个,即S0及C1。
这样的一个二进制位相加的电路称为半加器(half adder)。
(3)从右边第2位开始,各位可以对应相加。
各位对应相加时的电路要求:输入量为3个,即A i,B i,C i;输出量为两个,即S i,C i+1。
其中i=1,2,3,…,n。
这样的一个二进制位相加的电路称为全加器(full adder)。
二、半加器电路1.要求有两个输入端,用于两个代表数字(A0,B0)的电位输入;有两个输出端,用于输出总和S0及进位C1。
这样的电路可能出现的状态可以用图1-1中的表来表示。
此表在布尔代数中称为真值表。
图1-1 半加器的真值表及电路2.输出与输入之间的关系(1)考察C1与A0及B0的关系,即可看出这是“与”的关系,即:C1=A0×B0(2)考察S0与A0及B0的关系,可看出这是“异或”的关系,即:3.结论只有当A0及B0二者相异时,才起到或的作用;二者相同时,则其结果为0。
第3章微型计算机的基本工作原理1.写出本章中简化式计算机的指令系统的每条指令的汇编语言的助记符及其相应的机器语言的机器码。
答:2.程序计数器PC的内容是什么意义?答:PC中存放的是下一条将要执行的指令地址。
3.指令寄存器IR从PROM接收到指令字(8位)后的运行过程如何,起什么作用?答:IR从PROM接收到指令字(当L1=1,E R=1)后,将指令字分送到控制部件CON 和W总线上。
其中左四位为指令字段,右四位为地址字段。
4.试简述程序设计的4个步骤。
答:程序设计的4个步骤:(1)获得操作码表;(2)进行存储器分配;(3)将源程序翻译成目标程序;(4)此程序按存储单元的地址顺序存入计算机。
5.环形计数器有何用处?什么叫环形字?答:(1)环形计数器用于发出环形字,从而产生机器节拍。
(2)环形字是由多个移位寄存器的输入位组成,其中移位寄存器最低一位的串行输出端Q1反馈到最高位的串行输入端。
6.什么叫例行程序?什么叫机器周期、取指周期和执行周期?本章简化式计算机的机器周期包括几个时钟周期(机器节拍)?机器周期是否一定是固定不变的?答:(1)例行程序:例行程序是指完成一个处理过程并产生多个处理结果且通过CALL 语句调用执行的程序。
(2)机器周期:取出一条指令并执行完这条指令所需要的时间。
(3)取指周期:取出指令所需要的时间,通常由三个机器节拍构成。
(4)执行周期:执行一条指令所需要的时间,通常由三个机器节拍构成。
(5)本章简化式计算机的机器周期包括6个时钟周期。
(6)机器周期不是固定不变的,和具体的指令有关。
7.控制部件包括哪些主要环节?各有何用处?答:控制部件主要包括:(1)环形计数器(RC)环形计数器用于发出环形字,从而产生机器节拍。
(2)指令译码器(ID)指令寄存器IR中数据的高四位被送到控制部件,指令译码器对该指令的高四位译码,确定该指令需要执行的操作,即译码器能将编码信息译成某一控制线为高电位。