汇编语言第1章PPT

1、1微机原理与接口技术大家好！石家庄铁道学院四方学院主讲人：孙秀婷E-mail :2 课程简介与要求1.本课程的地位 微型计算机原理与接口技术是突出计算机应用的一门课程。是面向各高校开设的计算机课程（必修课）。2.教学目的及要求 掌握先进微处理器芯片结构、微型计算机实现技术、计算机主板构成、接口技术及其应用编程方法； 掌握微机技术新的发展趋势，提高分析和设计接口的能力。33、研究内容微型计算机的基本工作原理汇编语言程序设计方法微型计算机接口技术建立微型计算机系统的整体概念，形成微机系统软硬件开发的初步能力4教材及参考书教材：微型计算机原理与接口技术（第2版）. 冯博琴，吴宁主编. 清华大学出版社

2、参考书：现代微型计算机原理与接口技术教程 .杨文显主编 . 清华大学出版社微型计算机原理与接口技术 （第4版） .周荷琴，吴秀清编著.中国科学技术大学出版社 5第1章 微型计算机基础概论主要内容：微机系统的组成计算机中的常用计数制、编码及其相互间的转换无符号二进制数的算术运算和逻辑运算符号数的表示及补码运算二进制数运算中的溢出基本逻辑门及译码器6主要内容：微型计算机的发展微型计算机的工作过程微机系统的构成1.1 微型计算机系统71.1.1 、微型计算机的发展第一代计算机（电子管） ：1946 1958计算机发展概述： ENIAC用了17468个真空电子管耗电174千瓦，占地170平方米，重达3

3、0吨8第二代计算机（晶体管） ： 1958 19641955年，贝尔实验室研制出世界上第一台全晶体管计算机TRADIC1959年IBM公司研制出以晶体管为主要器件的IBM7090型电脑，从1960 1964年一直统治着科学计算的领域，并作为第二代电子计算机的典型代表。TRADIC计算机IBM7090计算机计算机发展概述9第三代计算机：集成电路时代， 1964 1970计算机发展概述 1961年，IBM董事长小沃森决定转向开发集成电路大型电脑，1964年4月7日，IBM公司研制出IBM360系列电脑。成为第三代电脑的标志性产品。 采用集成电路作为逻辑元件成为第三代计算机的最重要特征。小沃森10第

4、四代计算机：大规模和超大规模集成电路 1971至今计算机发展概述 采用大规模和超大规模集成电路的第四代计算机，使计算性能飞速提高，应用范围渗透到社会的每个角落。随着微处理器的问世和发展，微型计算机开始普及，计算机逐渐走进普通人家。11 微处理器，也称中央处理器（CPU，Central processing Unit）采用大规模、超大规模集成电路技术。 微处理器的发展过程大致分为六代：微型计算机的发展微型计算机是第四代计算机的典型代表；诞生于70年代初。它的发展伴随着微处理器的发展而发展。12微处理器的发展：Intel公司成立于1968年，格鲁夫（左）、诺依斯（中）和摩尔（右）。 Intel 4

5、004Intel 800813等等；Intel8080微处理器的发展：14微处理器的发展：Intel8086Intel80186Intel8028615Intel386Intel486微处理器的发展：16微处理器的发展：Intel Pentium17微处理器的发展：AMD公司K6处理器，18微处理器的发展：191.1.2 、微型计算机的工作过程冯 诺依曼计算机的工作原理 存储程序工作原理20冯 诺依曼计算机的特点：将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序，并放入存储器保存指令按其在存储器中存放的顺序执行；由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行；以运算器为核心，所有的执行都经过运

6、算器。21冯 诺依曼计算机体系结构运算器存储器控制器输入设备输出设备2223例如：7+10的操作MOV AL,7ADD AL,10HLT第一条指令 1011 0000（MOV AL，n） 0000 0111（n=7）第二条指令 0000 0100（ADD AL，n） 0000 1010（n=10或0AH）结束指令 1111 0100 (HLT)242526271.1.3.微机系统的构成 主机 硬件系统 外设 微机系统 系统软件 软件系统 应用软件CPU存储器输入/输出接口总线28计算机硬件系统结构29微处理器微处理器简称CPU，是计算机的核心。主要包括： 运算器 控制器 寄存器组3031存储器

7、定义： 用于存放计算机工作过程中需要操作的数据和程序。有关内存储器的几个概念内存单元的地址和内容内存容量内存的操作内存的分类32内存单元的地址和内容每个单元都对应一个地址，以实现对单元内容的寻址。1011011038F04H内存地址单元内容33内存容量内存由许多单元组成，每个内存单元规定存放8位二进制数，即一个字节。（1byte=8bit)内存所含存储单元的个数称为内存容量，单位为字节（byte,简写为：B)。内存容量的大小依CPU的寻址范围而定 （即CPU地址信号线的位数）例：22位地址信号线，则拥有222个内存单元， 内存容量为222B=4MB34内存操作读：将内存单元的内容取入CPU，原

8、单元内容 不改变；写：CPU将信息放入内存单元，单元中原来的 内容被覆盖。35 存储器的结构如图所示: 存储单元：256个（8位地址线）； 用两位十六进制数表示（00H0FFH) 存储内容：每一个存储单元中存放的8位二进制信息 (通常也用两位十六进制数表示)。36 37 存储器操作： 地址总线内存地址 地址译码器 存储单元 CPU发出读指令 读出数据到数据总线 CPU发出写指令 从数据总线写数据到 内存单元38 (1) 读操作39 (2) 写操作40内存储器的分类随机存取存储器（RAM）只读存储器（ROM）按工作方式可分为41输入/输出接口接口是CPU与外部设备间的桥梁CPUI/O接口外设接口

9、的功能:数据缓冲寄存；信号电平或类型的转换；实现主机与外设间的运行匹配。42接口的分类串行接口 输入接口并行接口 输出接口数字接口模拟接口43总线基本概念分类工作原理常用系统总线标准及其主要技术指标 （具体内容见后续课程）44软件系统软件：为运行、管理和维护计算机系统或为实现某一功能而编写的各种程序的总和及其相关资料。系统软件应用软件操作系统编译系统网络系统工具软件软件451.2 计算机中的数制及编码主要内容各种计数制的特点及表示方法；各种计数制之间的相互转换。461.2.1 常用计数法 十进制 二进制 十六进制471.十进制特点：以十为底，逢十进一；有0-9十个数字符号。用D表示。权值表达式

10、：482.二进制特点：以2为底，逢2进位；只有0和1两个符号。用B表示。权值表达式：493.十六进制特点：有0-9及A-F共16个数字符号，逢16进位。用H表示。权值表达式：50例：234.98D或（234.98）D1101.11B或（1101.11）BABCD . BFH或（ABCD . BF） H511.2.2 各种数值之间的转换非十进制数到十进制数的转换十进制到非十进制数的转换二进制与十六进制数之间的转换 521.非十进制数到十进制数的转换按相应的权值表达式展开 123+022+121+120+ 12-1+ 12-2 =8+2+1+0.5+0.25 =11.75 5161+11160+8

11、16-1 =80+11+0.5 =91.5例： 1011.11B= 5B.8H=532.十进制到非十进制数的转换到二进制的转换： 对整数：除2取余； 对小数：乘2取整。到十六进制的转换： 对整数：除16取余； 对小数：乘16取整。例：112.25=（ ）B 301.6875=( ) H543.二进制与十六进制间的转换用4位二进制数表示1位十六进制数例：25.5 = 11001.1B= 19.8H 11001010.0110101B =CA.6AH551.2.3 二进制编码BCD码（最常用的是8421码）用二进制编码表示的十进制数ASCII码西文字符编码 字符、符号以及十进制数必须转换为若干位二

12、进制格式的代码才能为计算机所处理，这就是信息和数据的二进制编码。56BCD码压缩BCD码用4位二进制码表示一位十进制数扩展BCD码用8位二进制码表示一位十进制数57BCD码与二进制数之间的转换先转换为十进制数，再转换二进制数；反之同样。例：（0001 0001 .0010 0101）BCD =11 .25 =（1011 .01） B58ASCII码字符的编码，用7位二进制码表示128个字符和符号。字节的最高位D7恒为零，有时在需要时可在最高位D7位加校验位。熟悉：数字09的ASCII码为:30H39H 大写字母AZ的ASCII码为:41H5AH 小写字母az的ASCII码为:61H7AH59A

13、SCII码的校验奇校验 加上校验位后编码中“1”的个数为奇数。 例：A的ASCII码是41H（1000001B）， 以奇校验传送则为C1H（11000001B）偶校验 加上校验位后编码中“1”的个数为偶数。 上例若以偶校验传送，则为41H。601.3 无符号数的运算算术运算逻辑运算无符号数有符号数二进制数的运算61主要内容无符号二进制数的算术运算无符号数的表达范围运算中的溢出问题无符号数的逻辑运算基本逻辑门和译码器621. 无符号数的算术运算加法运算（1+1=0（有进位）减法运算（0-1=1（有借位）乘法运算（注意乘数为1时的规律）除法运算（注意除数为1时的规律）63乘除运算例00001011

14、0100 =00101100B 000010110100= 即：商=00000010B 余数=11B642. 无符号数的表示范围： 0 X 2n-1 若运算结果超出这个范围，则产生溢出。得到不正确的结果。对无符号数：运算时，当最高位向更高位 有进位（或借位）时则产生 溢出。65例： 最高位向前有进位，产生溢出663. 逻辑运算与 或 非 异或67“与”、“或” 、“非”、“异或”运算 任何数和“0”相“与”，结果为0。 任何数和“1”相“或”，结果为1。“非”运算即按位求反两个二进制数相“异或”：相同为0，相异则为1684. 逻辑门掌握：与、或、非门逻辑符号和逻辑关系（真值表）；与非门、或非门

15、的应用。695. 译码器74LS138译码器：G1G2AG2BCBAY0Y7 掌握：各引脚功能；输入端与输出端关系（真值表）701.4 有符号数的运算71计算机中符号数的表示 符号位 + 数值 机器数“0” 表示正“1” 表示负72例 +52 = +0110100 = 0 0110100 真值 符号位 机器数-52 = -0110100 = 1 0110100 真值 符号位 机器数731.4.1 符号数的表示 原码 反码 补码74原码最高位为符号位，用“0”表示正，用“1”表示负；其余为真值部分。优点： 真值和其原码表示之间的对应关系简单，容易理解；缺点： 计算机中用原码进行加减运算比较困难，

16、0的表示不唯一。75数0的原码8位数0的原码：+0=0 0000000 -0=1 0000000 即：数0的原码不唯一。76反码对一个机器数X：若X0 ，则 X反=X原若X0， 则X补= X反= X原若X0， 则X补= X反+1例 X= 52= 0110100 X原=10110100 X反=11001011 X补= X反+1=11001100对一个机器数X：790的补码：+0补= +0原=00000000-0补= -0反+1=11111111+1 =1 00000000 对8位字长，进位被舍掉所以： +0补= -0补=00000000 80特殊数10000000对无符号数:（10000000）

17、B=128在原码中定义为： -0在反码中定义为： -127在补码中定义为： -12881符号数的表示范围 对8位二进制数：原码：11111111B01111111B ( -127 +127)反码：10000000B01111111B ( -127 +127)补码：10000000B01111111B ( -128 +127)821.4.2 补码数与十进制数之间的转换对用补码表示的二进制数： 1）求出真值 2）进行转换83例：将一个用补码表示的二进制数转换为十进制数X补=0 0101110B 正数 所以：数值=0101110B X=+46X补=1 1010010B 负数所以：真值不等于-1010010B而是：X=X补补=11010010补= - 0101110 = - 46841.4.3 符号数的算术运算通过引进补码，可将减法运算转换为加法运算。即：X+Y补=X补+Y补 X-Y补=X+(-Y)补 =X补+-Y补85例X=-0110100，Y=+1110100，求X+Y=？X原=10110100 X补= X反+1=11001100Y补= Y原=01110100所以：