微机原理考点整理(孙力娟)

..第一章：计算机概述及基础知识微型机硬件结构：运算器,存储器,输入/输出设备,控制器。或：存储器,CPU,I/O接口。总线:总线是CPU与存储器、I/O接口交换信息的公共通道.按总线上信息传输的物理意义,总线分为:地址总线：传输CPU访问存储器,访问I/O端口的地址信号。数据总线：传输CPU读/写内存,读写I/O端口时的数据。控制总线：CPU发出的控制命令,或外部向CPU提出的请求。RAM：随机存储器,习惯上称为"内存"ROM:只读存储器。存放"基本输入/输出系统程序"<简称BIOS>。BIOS是计算机最底层的系统管理程序,操作系统和用户程序均可调用。I/O接口:是CPU和外部设备交换信息的"中转站"1字节即为8位二进制数,2字节即为1个"字",4字节即为1个"双字"。微处理器的性能指标最主要的是字长与主频。字长为CPU能同时处理的数据位数,也称数据宽度。主频和CPU运算速度密切相关,主频越高,速度越快。：8086微处理器32位名称1.通用寄存器：32位名称16位名称名称累加器基址变址16位名称名称累加器基址变址计数数据堆栈指针基址指针目的变址源变址EAXEAXEBXECXEDXESPEBPEDIESIIP、SP、BP、SI、DI：为寻址存贮单元提供偏移地址。其中：IP<InstructionPointer>-------指令指针SP<StackPointer>------堆栈指针BP<BasePointer>------基址指针SI<SourceIndex>------源变址寄存器DI<DestinationIndex>------目的变址寄存器EIPEFLAGEIPEFLAG指令指针标志指令指针标志代码数据代码数据附加堆栈4.32位微处理器工作模式实地址模式<实模式>保护虚拟地址模式<保护模式>虚拟8086模式5.8086微处理器有3个存储地址空间：物理空间、虚拟空间、线性空间。6.8086模式的特点：可以执行8086的应用程序段寄存器的用法和实地址模式时一样,即段寄存器内容左移4位加上偏移地址为线性地址。存储器寻址空间为1MB。若干个时钟周期可组成1个总线周期。总线周期：CPU从存储器或输入输出端口存取1个字节所需要的时间。总线周期至少由4个时钟周期组成,即四个总线状态。CPU每条指令的执行都由取指令、译码、执行,CPU读取并执行一条指令所花费的时间称谓指令周期,指令周期一般由若干个处理器周期组成。存储器1.按存储介质分半导体存储器：用半导体器件组成的存储器。磁表面存储器：用磁性材料做成的存储器。2.按存储方式分随机存储器：任何存储单元的内容都能被随机存取,且存取时间和存储单元的物理位置无关。顺序存储器：只能按某种顺序来存取,存取时间和存储单元的物理位置有关。3.按存储器的读写功能分只读存储器<ROM>：存储的内容是固定不变的,只能读出而不能写入的半导体存储器。随机读写存储器<RAM>：既能读出又能写入的半导体存储器。4.按信息的可保存性分非永久记忆的存储器：断电后信息即消失的存储器。永久记忆性存储器：断电后仍能保存信息的存储器。5.按在计算机系统中的作用分根据存储器在计算机系统中所起的作用,可分为:主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等。寄存器Cache寄存器Cache主存储器辅助存储器字：地址线8k指令系统1.指令的组成：操作码+操作数2.偏移地址可以由以下各种情况构成：•直接地址——包含在指令中的16位地址偏移量。•间接地址——由CPU内部某个16位寄存器的内容决定,如BX、BP、SI、DI。•基址——基址寄存器BX或BP加上指令中包含的8位或16位位移量。•变址——变址寄存器SI或DI加上指令中包含的8位或16位位移量。•基址加变址——由一个基址寄存器BX或BP加上一个变址寄存器SI或DI,再加上指令中包含的8位或16位位移量。3.状态标志寄存器ODITODITSZAPC状态标志：进位标志C〔CarryFlag——当结果的最高位产生一个进位或借位,则C=1,否则C=0。溢出标志O〔OverflowFlag——在算术运算中,带符号数的运算结果超出了8位或16位带符号数能表达的范围,则O=1,否则O=0。8位〔字节运算--128——+12716位〔字运算--32768——+32767符号标志S〔SignFlag——结果的最高位〔D15或D7为1,则S=1,否则S=0。零标志Z〔ZeroFlag——若运算的结果为0,则Z=1,否则Z=0。奇偶标志P〔ParityFlag——若结果中‘1’的个数为偶数,则P=1,否则,P=0。辅助进位标志A〔AuxitiaryFlag——在操作时,由低半字节<第3位>向高半字节,有进位或借位,则A=1,否则A=0。控制标志：方向标志D〔DirectionFlag——D=1,串操作时地址自动减量,D=0,串操作时地址自动增量。中断允许标志I〔Interrupt—enableFlag——I=1,则允许CPU接收外部的中断请求,I=0,则屏蔽外部中断请求。追踪标志T〔TraceFlag——T=1,使处理进入单步方式,以便于调试。4.等值伪指令EQU符号常数EQU表达式eg:BUFDB’THEQUICKBROWNFOX’;字符串长度19COUNTEQU$-BUF5.SEG运算符格式:SEG段名或变量名或标号名功能:计算某一逻辑段的段基址6.OFFSET运算符格式：OFFSET变量名或标号名功能：算出某个变量或标号名所在单元的偏移地址〔有效地址。设以"DATA"为段名的数据段中,存在BUFDB12,34,56代码段：MOVAX,SEGDATAMOVDS,AXMOVBX,OFFSETBUFMOVAL,[BX]；AL=12设"DATA"是数据段的段名,上述两条指令算出数据段的段基址,先赋给AX,再转赋DS。7.以下两条指令等价的：MOVBX,OFFSETBUFLEABX,BUF8.PTR运算符格式:类型说明符PTR地址表达式9.查表指令XLAT表头变量名功能：DS：[BX+AL]→AL或DS：[EBX+AL]→ALPUSHAXPOPBX；BX=AX标志寄存器入栈指令PUSHF功能：将标志寄存器Flag的内容压入堆栈保存。标志寄存器出栈指令POPF功能：把栈中内容弹出至标志寄存器Flag。注：该指令影响标志位O、S、Z、A、P、C。11.算术运算指令逻辑运算指令COPRD0SALOPRD,CNT——COPRD0SHLOPRD,CNT——逻辑左移SHROPRD,CNT——逻辑右移SAROPRD,CNT——算术右移ROLOPRD,CNT——循环左移ROROPRD,CNT——循环右移RCLOPRD,CNT——带进位的循环左移RCROPRD,CNT——带进位的循环右移转移和调用指令14.串操作指令1.串传送功能：把DS:[SI]的若干元素→ES:[DI]的若干单元基本型格式：字节串传送 MOVSB 字串传送MOVSW双字串传送 MOVSD2.串装入LODSB ;DS:[SI]的1个字节→AL,自动修改SILODSW ;DS:[SI]的2个字节→AX,自动修改SILODSD ;DS:[SI]的4个字节→EAX,自动修改SI3.串存储①基本型格式：STOSB ;AL→ES:[DI]的1个单元,自动修改DISTOSW ;AX→ES:[DI]的2个单元,自动修改DISTOSD ;EAX→ES:[DI]的4个单元,自动修改DI②有重复前缀的格式REPSTOSBREPSTOSWREPSTOSD4.串比较串比较：比较两串字符是否相等如： THE FOX两串字符对应字符相等,则两串字符相等,有一个字符不等,则两串字符不等①基本型格式字节串比较CMPSB字串比较 CMPSW双字比较 CMPSD..②有重复前缀的格式1REPECMPSBREPECMPSWREPECMPSD③有重复前缀的格式2REPNECMPSBREPNECMPSWREPNECMPSD..汇编语言程序设计EXE文件的编程格式特点：此格式允许源程序使用多个逻辑段〔包括据段、堆栈段、代码段及其它逻辑段；在实模式下,每个逻辑段的目标块不超过64K；适合编写大型程序。COM文件的编程格式特点：源程序只允许使用一个逻辑段,即代码段,不允许设置堆栈段;程序使用的数据,可以集中设置在代码段的开始或未尾;在代码段偏移地址<有效地址>为100H的单元,必须是程序的启动指令;代码段目标块小于64K。COM文件的编程格式适合于编写中小型程序。可执行文件的生成源程序的编辑生成.ASM文件将源程序汇编产生.DBJ文件将目标文件链接产生.EXE文件DOS系统I/O功能调用[功能号02H]显示一个字符,响应Ctrl_C。MOV DL,‘A’MOV AH,2INT 21H[功能号09H]显示字符串,响应Ctrl_C。入口参数:DS:DX＝字符串首地址,字符串必须以‘$'<即ASCII码24H>为结束标志MOV DX,OFFSETSTRINGMOV AH,9INT 21H[功能号4CH]返回DOSMOVAH,4CHINT21HBIOS键盘输入功能调用[功能号0EH]显示一个字符MOV DL,‘A’MOV AH,0EHINT 10HEg:将BX寄存器的内容以二进制数格式显在屏幕上宏指令与子程序的异同共同点：宏指令与子程序都可简化程序设计,增强程序的可读性不同点：子程序调用是由CPU完成的,宏指令调用是在汇编过程中由汇编程序完成的子程序调用可以减小目标程序的体积,宏指令则不能子程序:①子程序用PROC/ENDP定界②子程序分为：段内子程序、段间子程序、无参数子程序、有参数子程序③在子程序设计中,要明确地定义出这个子程序的入口参数和出口参数,使调用者能方便地使用子程序。在子程序中在合理地保存主程序和子程序都用到的寄存器和存储单元,以使主程序能正确地运行。参数传送主要有三种方式：①利用寄存器传送参数②利用堆栈传送参数③利用内存单元传送参数p124例.把键盘输入的一位数<0～9>,转换成等值二进数显示P141总线计算机系统的总线按其所传输信号的性质分为3类：地址总线、数据总线、控制总线。总线的性能主要从以下3个方面来衡量：总线宽度、总线频率、传输率。总线信息的传送方式：串行传输,并行传输、分时传输。输入/输出系统接口:是CPU与外部设备交换信息的中转站接口电路的功能应具有数据暂存功能与外设之间有联络功能寻址功能中断管理功能有数据转换功能<并→串,串→并>端口：能与CPU交换信息<使用IN,OUT>的寄存器称为I/O端口寄存器,简称端口端口分类:数据口:存放CPU向外设输出或外设输入的数据。控制口:存放控制信息--控制接口电路、外设的工作。状态口:存放状态信息反映外设的状态。注意：接口电路必须具有数据口。I/O端口的编址方式：把端口和存储单元等同看待,统一编址。特点:凡访问存储单元的指令都可访问I/O端口,端口地址占用存储空间。I/O端口独立编址特点:I/O端口不占用存储空间,CPU要有专用的I/O指令。DX间址的输入/输出指令端口地址为两个字节时,用间接寻址方式,此时最多可寻址216个端口,而且端口地址必须放在寄存器DX中。INAL,DX;[DX]的端口内容→ALOUTDX,AL;AL→[DX]的端口寄存器INAX,DX;[DX]→AL,[DX+1]→AHOUTDX,AX;AL→[DX],AH→[DX+1]的端口寄存器如:MOVDX,3F8HINAL,DX;从3F8H端口取数→AL微机系统与I/O端口的信息交换有四种方式:无条件传送查询方式中断方式DMA方式无条件传送的输入方式：输入端可用三态缓冲器与CPU的数据总线相连。无条件传送的输出方式：输出端与锁存器相连。查询方式：用查询方式交换信息,必先了解外设的状态。和无条件传送方式相比,查询方式的接口电路中要设置供CPU查询的电路。查询式输入：外设->CPUCPU先读取状态口,查询D7位是否为1,若是,输入数据准备好,然后读取数据端口,取走数据。状态口地址=200H数据口地址=201HRSCAN:MOVDX,200H<状态端口地址>INAL,DXTESTAL,80HJZRSCANMOVDX,201HINAL,DX查询式输出：D0位为0时,表示输出设备空闲状态口地址=200H=数据口地址TSCAN:MOVDX,200HINAL,DXTESTAL,1JNZTSCANMOVDX,200HMOVAL,某数OUTDX,AL中断控制方式：若采用查询方式工作,就不能保证系统实时地对外设的请求作出响应。为了提高CPU的效率,使系统有实时性能,导致了中断处理技术的产生直接存储器存取方式〔DMA方式：用硬件实现在外设与内存间直接进行数据交换,而不通过CPU定时器/计数器82548254内部集成了3个16位的计数器,每个计数器有6种工作方式,计数初值可设定为二进制或BCD码。最高工作频率10兆,有读出命令。计数初值N=fCLKi/fOUTi8254的6种工作方式的区别在于：输出波形不同启动计数器的触发方式不同技术过程中门控信号GATE对计数操作的影响不同有的工作方式具备"初值自动重装"的功能。有6种工作方式,均在CLK下降沿计数一次。有2种启动方式:软件启动,硬件启动。软件启动:GATA=1,初值写入后,开始计数。硬件启动:初值写入后,不计数。当GATE从0→1后开始计数。方式0:软件启动,计数结束OUT引脚输出正跃变信号方式1:硬件启动,<可重触发的>的单脉冲发生器方式2:软件启动,分频器<脉冲发生器>方式3:软件启动,方波发生器方式4:软件启动,单脉冲发生器方式5:硬件启动,单脉冲发生器初始化MOVAL,10100110BOUT43H,ALMOVAL,40OUT42H,AL中断系统与8259A中断控制器中断定义：CPU暂停执行现行程序,转而处理随机程序,处理完毕后再返回被中断的程序,此过程称之为：中断。INTn指令的执行过程—CPU响应软件中断的过程标志寄存器压栈。使标志寄存器的T标志置0,