微機(jī)原理與接口技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社第一二章總結(jié)

1、馮諾依曼計(jì)算機(jī)核心：1）指令和數(shù)據(jù)用二進(jìn)制表示；2）程序漁村在存儲(chǔ)器中，執(zhí)行時(shí)逐條取岀并分析執(zhí)行；3）硬件五部分：運(yùn)算器，存儲(chǔ)器，控制器，輸入和輸岀設(shè)備。馮諾依曼原理的基本思想是程序存儲(chǔ)和程序控制計(jì)算機(jī)發(fā)展：1）1945-1958真空管（電子管？）； 2） 1958-1964晶體管；3）1964-1971集成；4）1971-今超大規(guī)模集成電路；5）人工智能計(jì)算機(jī)軟件分類(lèi)：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件浮點(diǎn)表示：用二進(jìn)制表示后，科學(xué)計(jì)數(shù)法移N位，同時(shí)乘上2的N次方（用二進(jìn)制表示）；0111 1111與N的和為階碼，最后第一位為符號(hào)位，8位階碼，23位位數(shù)。Double f階碼11位，long double

2、f階碼15位。編碼表示：壓縮 BCD非壓縮 BCD ASCII漢字編碼PS:1W=2B=16bit微處理器：1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)：運(yùn)算器、控制器、寄存器組、內(nèi)部總線；2）分類(lèi)：處理數(shù)據(jù)位數(shù)（2、& 16、32、64）；制造工藝（雙極型 TTL）總線名稱(chēng)特點(diǎn)傳輸備注數(shù)據(jù)總線雙向三態(tài)數(shù)據(jù)信息總線位數(shù)決定CPU向外部一次傳輸?shù)奈粩?shù)地址總線單項(xiàng)三態(tài)地址信息總線位數(shù)決定CPU尋址范圍控制總線狀態(tài)或控制信息計(jì)算機(jī)三大組成：CPU存儲(chǔ)器、I/O接口若CPU的數(shù)據(jù)總線與地址總線采用同一組信號(hào)線，可采用鎖存器將地址總線分離岀來(lái)。先進(jìn)技術(shù)：1）流水線技術(shù)；2）高速緩沖存儲(chǔ)技術(shù)；3）虛擬存儲(chǔ)技術(shù)；4） CISC和RISC

3、5）多核心技術(shù)。計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的單位是MI/S （即MIPS）含義為每秒鐘執(zhí)行百萬(wàn)條指令在一般處理器中班含有算術(shù)邏輯單元影響CPU處理速度的主要因素是資產(chǎn)給、主頻、 ALU結(jié)構(gòu)以及有無(wú)Cache8/16位二進(jìn)制無(wú)符號(hào)數(shù)表示的范圍0255/65535、8/16位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示范圍 -128/-32768+127/+32767進(jìn)位和溢岀的區(qū)別：進(jìn)位為數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)的正常情況，其進(jìn)位狀態(tài)通過(guò)CPU中進(jìn)位狀態(tài)為的狀態(tài)體現(xiàn)。一處為運(yùn)算結(jié)果超岀了所能表示的數(shù)據(jù)范圍，數(shù)據(jù)侵占了符號(hào)位。判斷是否溢出：1）雙進(jìn)位法：次高位和最高為的進(jìn)位，有一則溢出，無(wú)或都有則無(wú)溢出；2 ）同號(hào)相減無(wú)溢出，同號(hào)相加時(shí)結(jié)果符號(hào)與減數(shù)符

4、號(hào)相同有溢出，相同無(wú)溢出；異號(hào)則反。CPU功能劃分:EU（執(zhí)行單元）BX(16)=BH+BL基址寄存器CX(16)=CH+CL計(jì)數(shù)寄存器DX(16)=DH+DL數(shù)據(jù)寄存器SP(16)地址指針寄存器（偏移量）通用地址寄存器BP(16)地址指針寄存器（偏移量）存放存儲(chǔ)單元偏移量SI(16)變址寄存器（源操作）存放內(nèi)存操作數(shù)的DI(16)變址寄存器（目標(biāo)操作數(shù)指針）偏移地址AX（16）=AH+AL累加器通用數(shù)據(jù)寄存器BIU （總線接口單元）20位地址加法器：邏輯地址=段基值（16）:偏移量（16） （ CS:IP物理地址=段基值X 16+偏移量（五位 H）復(fù)位：CS=FFFFH,IP=0000HCS

5、（16） CODESS（16） STACK （堆棧段）段寄存器DS（16） DATAES（16） EXTRA1514131211109876543210OFDFIFTFSFZFAFDFCFFR（16）狀態(tài)標(biāo)志寄存器（9位有效=6狀態(tài)+3控制）OF溢出；DF方向；IF中斷； TF跟蹤； SF符號(hào)；ZF零標(biāo)志；AF半進(jìn)位；PF奇偶校驗(yàn)；CF進(jìn)位PF： 1奇0偶（二進(jìn)制中1的個(gè)數(shù)）TF: 1 （單步）；0 （自動(dòng)）SF: 1負(fù)0正DF： 1 （ Sk DI自動(dòng)遞減）；0（ Sk DI自動(dòng)遞增）其他的表示都是1是0否。DF、IF、TF為控制。808680886字節(jié)4字節(jié)2字節(jié)空自取操作1字節(jié)空自取操作

6、4/6字節(jié)指令隊(duì)列（先進(jìn)先岀）IP（16）指令指針寄存器存放偏移地址保存將要執(zhí)行的下一條指令所在位置?？偩€控制邏輯PS: BIU直接經(jīng)外部總線讀取數(shù)據(jù)ALU(16)算術(shù)邏輯單元（完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算）80486 CPU的數(shù)據(jù)總線和地址總線都是32位運(yùn)算器16位內(nèi)部數(shù)據(jù)總線作用：負(fù)責(zé)執(zhí)行指令作用：負(fù)責(zé)通過(guò)外部總寫(xiě)讀寫(xiě) CPU的外部數(shù)據(jù)關(guān)系：BIU經(jīng)總線從 M中讀取指令后存入指令隊(duì)列緩沖器，方便EU從指令隊(duì)列中獲取指令；當(dāng)EU要從外部獲取數(shù)據(jù)時(shí)，通知BIU, BIU經(jīng)總線操作獲得數(shù)據(jù)后，通過(guò)內(nèi)部總線提供給EUCPU=ALU+16位寄存器X 14+空制邏輯+指令隊(duì)列+20位加法器。8088片內(nèi)有4

7、字節(jié)隊(duì)列緩沖器;8088CPU構(gòu)成的系統(tǒng)中，需要1片8286數(shù)據(jù)總線收發(fā)器，而 8086要2片串操作指令中，DS放src的段基值，SI放src的指針；ES放dest的段基值，DI放dest的指針8086與8088的異同80868088可處理數(shù)據(jù)8或16位對(duì)外部存儲(chǔ)器的尋址范圍220B=1MB對(duì)I/O接口的尋址范圍216B=64KB內(nèi)部數(shù)據(jù)總線作用：傳送指令 機(jī)器碼/立即數(shù)/ 偏移地址量16位外部數(shù)據(jù)總線16位8位內(nèi)部指令隊(duì)列6字節(jié)，2字節(jié)空時(shí)BIU自取指令4字節(jié)，1字節(jié)空時(shí)BIU自取指令引腳定義28 M/IO34BHE（8位數(shù)據(jù)有效信號(hào)線）28 IO/M 34SS）（總線周期讀/寫(xiě)操作線）總線

8、中期用BHE選通（有高8位數(shù)據(jù)線）不用8086/8088CPU引腳定義（40引腳雙列直插式 DIP封裝，部分采用復(fù)用技術(shù)（分時(shí)、分狀態(tài)）公共引用定義最小工作模式定義最大工作模式定義AD15AD0地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用線HOLD 彳呆持請(qǐng)求，與DMA操作相關(guān)RQ/GT0總線請(qǐng)求輸入/允許輸岀信A19/S6A16/S3地址/狀態(tài)分時(shí)復(fù)用線HLDA保持響應(yīng)RQ/GT1號(hào)BH日S7高8位數(shù)據(jù)總線允許/狀態(tài)分時(shí)WRLOCK總線鎖存信號(hào)復(fù)用線，三態(tài)輸岀，低有效MN/MXRD（三態(tài)輸出，低有效）M/lO3總線周期狀態(tài)信號(hào)TESTREADYDT/R數(shù)據(jù)發(fā)送/接收S1RESETCLKDEN數(shù)據(jù)允許SoINTR可屏蔽

9、中斷請(qǐng)求信號(hào)）ALE地址鎖存允許QSo指令隊(duì)列狀態(tài)NMI （非屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)，上升沿有效VCCGNDINTA可屏蔽中斷響應(yīng)QS1構(gòu)成單處理器的簡(jiǎn)單系統(tǒng)構(gòu)成多處理器的復(fù)雜系統(tǒng)主要區(qū)別全部信號(hào)有8086/8088 CPU提供部分信號(hào)由8288總線控制器提供MN/MX接高電平MN/MX 接低電平，+8087， +8089代碼/信號(hào)組合意義S2S1S0相應(yīng)操作/8288發(fā)出的控制信號(hào)QS,QSd意義BHE/A0操作所用的數(shù)據(jù)線000發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)/ I N TA00無(wú)操作0/0讀/寫(xiě)一個(gè)偶地址字AD15AD0001讀 I/O 端口/ I O RC01從隊(duì)列中取出第一字節(jié)0/1讀/寫(xiě)一個(gè)奇地址字節(jié)A

10、D15AD8010寫(xiě) I/O 端口/IOWC10隊(duì)列已空1/0讀/寫(xiě)一個(gè)偶地址字節(jié)AD7AD0011暫停11從隊(duì)列中取出后續(xù)指令100取指令/MRDCS4S3意義101讀存儲(chǔ)單元/MRDC00用ES110寫(xiě)存儲(chǔ)單元/MWTC01用SS111無(wú)效10用CS時(shí)鐘周期T: 2個(gè)CLK的前沿之間的間隔，由系統(tǒng)主頻決定；總線周期：CPU完成一個(gè)基本操作所用時(shí)間，由、T2、T3、T4組成，含：M讀/寫(xiě)總線周期；I/O接口讀/寫(xiě)總線周期。讀/寫(xiě)總線周期4T, CPU讀數(shù)據(jù)發(fā)生在3,寫(xiě)數(shù)據(jù)發(fā)生在2復(fù)位時(shí)序隨時(shí)可以發(fā)生； CPU的地址有效發(fā)生在 Ti 等待狀態(tài)周期TW僅能出現(xiàn)在T3、T4之間，空閑狀態(tài)Ti在兩個(gè)

11、中斷響應(yīng)周期之間有三個(gè)（僅8088）, 8086 :不執(zhí)行總線操作，T4后。數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)電路的基本邏輯單元是三態(tài)門(mén)；8086/8088 CPU數(shù)據(jù)總線和部分地址總線采用分時(shí)服用技術(shù)，系統(tǒng)中可通過(guò)基本邏輯單元鎖_存器，獲得穩(wěn)定的地址信息。8086 CPU地址/數(shù)據(jù)復(fù)用線可通過(guò)鎖存器分離岀地址信息，此時(shí)控制線ALE應(yīng)輸岀高電平。物理地址：完成對(duì)存儲(chǔ)器單元或I/O端口尋址的實(shí)際地址，具有唯一性。尋址范圍=2人物理地址邏輯地址：在程序中對(duì)存儲(chǔ)器的尋址，不唯一。R尋址速度比M尋址快。8086/8088 CPU將所能尋址的1MB存儲(chǔ)空間分位若干段，每段存儲(chǔ)容量最多位64KB,可重疊，連續(xù)斷開(kāi)、相交I/O端

12、口的編址方式：統(tǒng)一編址（M單元地址和I/O端口地址在同一個(gè)地址空間，由于I/O端口地址占M單元地址，減少了 M的尋址空間，但訪問(wèn)M單元和I/O可用相同的指令）和獨(dú)立編址（ M單元地址和I/O端口地址具有不同的地址空間，M和I/O端口都具有獨(dú)立的且較大的尋址空間，CPU用不同的控制線來(lái)區(qū)別，采用不同的指令訪問(wèn)M單元或I/O端口）。在計(jì)算機(jī)中，若 CPU的地址線位數(shù)為 N（ N條地址線），則訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元的數(shù)量為2N個(gè)，訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元的范圍位 02N-i。8088只有8位外部數(shù)據(jù)總線，船速自數(shù)據(jù)需要2個(gè)總線周期，先帝字節(jié)，再高字節(jié)；8086有16位外部數(shù)據(jù)總線，位能傳輸16位數(shù)據(jù),對(duì)存儲(chǔ)器1MB空

13、間采用奇存儲(chǔ)體和偶存儲(chǔ)體，由BHE與A?？刂?。8086下，在偶地址字，在一個(gè)讀/寫(xiě)周期內(nèi)，低8位數(shù)據(jù)線傳送低字節(jié)，高8位數(shù)據(jù)線傳送高字節(jié)；字節(jié)操作時(shí)，偶地址低8位數(shù)據(jù)線工作，高8位空閑，奇地址相反；對(duì)于奇地址字，必須由兩個(gè)讀/寫(xiě)周期完成， 第一個(gè)低空高送低字節(jié)，第二個(gè)低送高字節(jié)高空。8086系統(tǒng)中，在執(zhí)行條用指令或中斷響應(yīng)時(shí)，斷電會(huì)自動(dòng)進(jìn)展加以保護(hù)；且可以通過(guò)改變指令指針I(yè)P的內(nèi)容來(lái)改變指令執(zhí)行順序。堆棧定義操作用途最大地址位棧地（固定）棧指針指向堆棧的頂部最大深度位64KB,先進(jìn)后出1:設(shè)置SS SP堆棧深度2： PUSH src3： POP dest緩沖器；保護(hù)斷點(diǎn)&現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變換

14、出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠(chéng)危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外 者，蓋追先帝之殊遇，欲報(bào)之于陛下也。誠(chéng)宜開(kāi)張圣聽(tīng)，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞 忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下平明之理；不 宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡(jiǎn)拔以遺陛下：愚以為宮中之事，事無(wú)大小，悉 以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱(chēng)之曰能”是以眾議舉寵為督：愚以為營(yíng)中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也；親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。先帝在時(shí)，每與臣論此事，未嘗不嘆息 痛恨于桓、靈也。侍中、尚書(shū)、長(zhǎng)史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣，愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計(jì)日而待也臣本布衣，躬耕于南陽(yáng)，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顧臣于草廬之中，咨臣 以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于敗軍之際，奉命于危難之間，爾來(lái)二十有一年矣。先帝知臣