微機(jī)原理與接口技術(shù)_專升本資料

1、微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)微處理器匯編語言接口 概論（預(yù)備知識(shí)）概論（預(yù)備知識(shí)） 8086微處理器微處理器 尋址方式與指令系統(tǒng)尋址方式與指令系統(tǒng) 匯編語言程序設(shè)計(jì)匯編語言程序設(shè)計(jì) 接口接口計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器定時(shí)器定時(shí)器串并行接口串并行接口中斷中斷DMA控制器控制器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器總線總線第一章第一章 概述概述1.1 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.2 微型機(jī)的分類微型機(jī)的分類1.3 微型機(jī)系統(tǒng)的組成微型機(jī)系統(tǒng)的組成1.4 微型計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼與微型計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼與字符表示（重點(diǎn)）字符表示（重點(diǎn)）1.5 評(píng)估微型機(jī)性能的主要指標(biāo)評(píng)估微型機(jī)性能的主要指標(biāo)1.6 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)

2、用1.7 浮點(diǎn)數(shù)表示法（補(bǔ)充）浮點(diǎn)數(shù)表示法（補(bǔ)充）習(xí)題提問習(xí)題提問1.1 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1.1 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展史微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展史 發(fā)展歷史：電子管、晶體管、集成電路、大規(guī)模和發(fā)展歷史：電子管、晶體管、集成電路、大規(guī)模和 超大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路 發(fā)展方向：微型化、智能化、高性能、低成本發(fā)展方向：微型化、智能化、高性能、低成本1.1 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1.2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展特點(diǎn)微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展特點(diǎn) 數(shù)據(jù)總線寬度數(shù)據(jù)總線寬度（如（如Pentium 的的64位數(shù)位數(shù)據(jù)線）、集成度、時(shí)鐘頻率；精簡(jiǎn)指令集技據(jù)線）、集成度、時(shí)鐘頻率；精簡(jiǎn)指令集技術(shù)（針

3、對(duì)復(fù)雜指令集而言）、數(shù)字協(xié)處理術(shù)（針對(duì)復(fù)雜指令集而言）、數(shù)字協(xié)處理（如進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算的（如進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算的8087協(xié)處理器）和二級(jí)協(xié)處理器）和二級(jí)高速緩存技術(shù)；高速緩存技術(shù)；Pentium中采用的超標(biāo)量結(jié)中采用的超標(biāo)量結(jié)構(gòu)雙路執(zhí)行流水線技術(shù)（構(gòu)雙路執(zhí)行流水線技術(shù)（ Pentium能同時(shí)驅(qū)能同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)總線周期，一個(gè)機(jī)器周期中執(zhí)行多條動(dòng)兩個(gè)總線周期，一個(gè)機(jī)器周期中執(zhí)行多條指令）、分支預(yù)測(cè)技術(shù)、強(qiáng)化分支預(yù)測(cè)等。指令）、分支預(yù)測(cè)技術(shù)、強(qiáng)化分支預(yù)測(cè)等。 數(shù)據(jù)總線負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流量的大小，數(shù)據(jù)總線負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流量的大小，而數(shù)據(jù)總線寬度則決定了而數(shù)據(jù)總線寬度則決定了CPUCPU與二級(jí)緩存、內(nèi)存與二級(jí)

4、緩存、內(nèi)存以及輸入以及輸入/ /輸出設(shè)備之間一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘俊］敵鲈O(shè)備之間一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘俊?.2 微型機(jī)的分類微型機(jī)的分類分類分類v按機(jī)器組成分：位片式、單片式和多片式按機(jī)器組成分：位片式、單片式和多片式v按制造工藝分：按制造工藝分：MOS（金屬氧化物半導(dǎo)體）型和雙極型（金屬氧化物半導(dǎo)體）型和雙極型v按字長(zhǎng)分：按字長(zhǎng)分：4位、位、8位、位、16位、位、32位和位和64位位v按結(jié)構(gòu)分：?jiǎn)纹?、單板型和微型機(jī)按結(jié)構(gòu)分：?jiǎn)纹?、單板型和微型機(jī)v從操作系統(tǒng)角度分：?jiǎn)斡脩粜秃投嘤脩粜蛷牟僮飨到y(tǒng)角度分：?jiǎn)斡脩粜秃投嘤脩粜徒M成組成硬件系統(tǒng)：硬件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)：CPU（運(yùn)算器和控制器）、存

5、儲(chǔ)器、輸入（運(yùn)算器和控制器）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備輸出設(shè)備系統(tǒng)軟件、支撐軟件（各種編譯程序）、應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件、支撐軟件（各種編譯程序）、應(yīng)用軟件馮馮.諾依曼的結(jié)構(gòu)：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備諾依曼的結(jié)構(gòu)：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備1.3 微型機(jī)系統(tǒng)的組成微型機(jī)系統(tǒng)的組成輸入設(shè)備輸入設(shè)備存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器運(yùn)算器運(yùn)算器輸出設(shè)備輸出設(shè)備控制器控制器CPU寄存器數(shù)的編碼與字符表示數(shù)的編碼與字符表示(1)1.4.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制與轉(zhuǎn)換（進(jìn)位計(jì)數(shù)制與轉(zhuǎn)換（B其它、其它其它、其它B、OH D、D OH ）數(shù)制的兩大要素：基數(shù)和位權(quán)數(shù)制的兩大要素：基數(shù)和位權(quán)基數(shù)：某種進(jìn)制數(shù)的基本組

6、成數(shù)字基數(shù)：某種進(jìn)制數(shù)的基本組成數(shù)字位權(quán)：以基數(shù)為底，以數(shù)字所在的位置序號(hào)為指數(shù)所得到的冪。記位權(quán)：以基數(shù)為底，以數(shù)字所在的位置序號(hào)為指數(shù)所得到的冪。記為為N NR R，其中，其中NN數(shù)制的基數(shù)；數(shù)制的基數(shù)；RR數(shù)字所在的位置序號(hào)。數(shù)字所在的位置序號(hào)。 二進(jìn)制（二進(jìn)制（B B）：）：0 0、1 1，位權(quán)為，位權(quán)為2 2R R 八進(jìn)制（八進(jìn)制（O O）：）：0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7，位權(quán)為，位權(quán)為8 8R R 十進(jìn)制（十進(jìn)制（D D）：）：0909，位權(quán)為，位權(quán)為1010R R 十六進(jìn)制（十六進(jìn)制（H H）：）：0909、A A、B B、C C、D D、E

7、E、F F，位權(quán)為，位權(quán)為1616R R各種數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換方法：各種數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換方法：二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制：二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制：“按照位權(quán)展開相加按照位權(quán)展開相加”十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制：整數(shù)部分：十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制：整數(shù)部分：“除以要轉(zhuǎn)除以要轉(zhuǎn)換的數(shù)制的基數(shù)，取余倒排列換的數(shù)制的基數(shù)，取余倒排列”；小數(shù)部分：；小數(shù)部分：“乘以要轉(zhuǎn)換的數(shù)制乘以要轉(zhuǎn)換的數(shù)制的基數(shù)，取整正排列的基數(shù)，取整正排列”二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制、十六進(jìn)制：二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制、十六進(jìn)制：“三位或四位合一位三位或四位合一位”八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：八

8、進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：“一位拆三位或四位一位拆三位或四位”數(shù)的編碼與字符表示（數(shù)的編碼與字符表示（2）1.4.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示 計(jì)算機(jī)中的數(shù)是用二進(jìn)制表示的，有時(shí)要處理的全部是計(jì)算機(jī)中的數(shù)是用二進(jìn)制表示的，有時(shí)要處理的全部是正數(shù)就沒有符號(hào)問題，如表示地址的數(shù)，這樣的數(shù)稱為正數(shù)就沒有符號(hào)問題，如表示地址的數(shù)，這樣的數(shù)稱為無符無符號(hào)數(shù)號(hào)數(shù)。無符號(hào)數(shù)的表示很簡(jiǎn)單，。無符號(hào)數(shù)的表示很簡(jiǎn)單，8位無符號(hào)數(shù)表示的數(shù)的范位無符號(hào)數(shù)表示的數(shù)的范圍為圍為0255；16位表示位表示065535。以此類推，。以此類推，n位二進(jìn)制數(shù)表位二進(jìn)制數(shù)表示的無符號(hào)數(shù)的范圍是示的無符號(hào)數(shù)的范圍是02n-

9、1。 有符號(hào)數(shù)有符號(hào)數(shù)中數(shù)的符號(hào)也用二進(jìn)制位表示，一般用最高有中數(shù)的符號(hào)也用二進(jìn)制位表示，一般用最高有效位表示符號(hào)，最高位是效位表示符號(hào)，最高位是0為正數(shù)，最高位是為正數(shù)，最高位是1為負(fù)數(shù)。符號(hào)為負(fù)數(shù)。符號(hào)數(shù)最常用的三種編碼方式：原碼、反碼與補(bǔ)碼（電腦中一般數(shù)最常用的三種編碼方式：原碼、反碼與補(bǔ)碼（電腦中一般是用補(bǔ)碼來表示有符號(hào)數(shù)）是用補(bǔ)碼來表示有符號(hào)數(shù)）數(shù)的編碼與字符表示（數(shù)的編碼與字符表示（3）1、原碼：實(shí)際上是數(shù)值化的符號(hào)位加上真值的絕對(duì)值、原碼：實(shí)際上是數(shù)值化的符號(hào)位加上真值的絕對(duì)值8位原碼表示的數(shù)的范圍是：位原碼表示的數(shù)的范圍是：16位原碼表示的數(shù)的范圍是：位原碼表示的數(shù)的范圍是：-

10、127+127-32767+32767以此類推以此類推n n位二進(jìn)制數(shù)表示的有符號(hào)數(shù)的原碼的范圍是：位二進(jìn)制數(shù)表示的有符號(hào)數(shù)的原碼的范圍是： -(2-(2n-1n-1-1) +(2-1) +(2n-1n-1-1)-1)需要注意的是需要注意的是+0+0與與-0-0的原碼不同，所以在原碼中的原碼不同，所以在原碼中0 0有正負(fù)之分。有正負(fù)之分。數(shù)的編碼與字符表示（數(shù)的編碼與字符表示（4）2、反碼：一個(gè)負(fù)數(shù)的原碼符號(hào)位不動(dòng)，其余位取反。、反碼：一個(gè)負(fù)數(shù)的原碼符號(hào)位不動(dòng)，其余位取反。正數(shù)原瑪與反碼相同。正數(shù)原瑪與反碼相同。8位反碼表示的數(shù)的范圍是：位反碼表示的數(shù)的范圍是：16位反碼表示的數(shù)的范圍是：位反

11、碼表示的數(shù)的范圍是：-127+127-32767+32767以此類推以此類推n n位二進(jìn)制數(shù)表示的有符號(hào)數(shù)的反碼的范圍是：位二進(jìn)制數(shù)表示的有符號(hào)數(shù)的反碼的范圍是： -(2-(2n-1n-1-1) +(2-1) +(2n-1n-1-1)-1)需要注意的是需要注意的是+0+0與與-0-0的反碼不同，所以在反碼中的反碼不同，所以在反碼中0 0有正負(fù)之分。有正負(fù)之分。3、補(bǔ)碼：一個(gè)負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼由其反碼末位加、補(bǔ)碼：一個(gè)負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼由其反碼末位加1求得。正求得。正數(shù)補(bǔ)碼與原碼相同。數(shù)補(bǔ)碼與原碼相同。8位補(bǔ)瑪表示的數(shù)的范圍是：位補(bǔ)瑪表示的數(shù)的范圍是：16位補(bǔ)瑪表示的數(shù)的范圍是：位補(bǔ)瑪表示的數(shù)的范圍是：數(shù)的編碼

12、與字符表示（數(shù)的編碼與字符表示（5）-128+127-32768+32767以此類推以此類推n n位二進(jìn)制數(shù)表示的有符號(hào)數(shù)的補(bǔ)碼的范圍是：位二進(jìn)制數(shù)表示的有符號(hào)數(shù)的補(bǔ)碼的范圍是： -(2-(2n-1n-1) +(2) +(2n-1n-1-1)-1)需要注意的是需要注意的是+0+0與與-0-0的補(bǔ)碼相同，所以在補(bǔ)碼中的補(bǔ)碼相同，所以在補(bǔ)碼中0 0沒有正負(fù)之分。沒有正負(fù)之分。試題試題例例2：寫出：寫出+127和和 127的的 8位位 原碼、反碼、補(bǔ)碼原碼、反碼、補(bǔ)碼127：原反補(bǔ)：原反補(bǔ)01111111127：原：原11111111 反反10000000 補(bǔ)補(bǔ)10000001例例3：存在二進(jìn)制編碼

13、：存在二進(jìn)制編碼 1111 1101，求解下列各題，求解下列各題 將將 1111 1101 看作一個(gè)普通的二進(jìn)制數(shù)，則其代表的看作一個(gè)普通的二進(jìn)制數(shù)，則其代表的十進(jìn)制數(shù)是（十進(jìn)制數(shù)是（ 253 ）；）；若若x原原=1111 1101，則，則x=（ -125 ）若若x反反=1111 1101，則，則x=（ -2 ）1. 若若x補(bǔ)補(bǔ)=1111 1101，則，則x=（ -3）1.4.3 字符表示法字符表示法 vASCII碼的表示碼的表示（用（用7位二進(jìn)制編碼表示位二進(jìn)制編碼表示 128個(gè)字符）個(gè)字符）v8421 BCD碼碼(二十進(jìn)制碼二十進(jìn)制碼) 計(jì)算機(jī)中還有一種數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法：每一位計(jì)算機(jī)中還

14、有一種數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法：每一位十進(jìn)制數(shù)用十進(jìn)制數(shù)用4位二進(jìn)制數(shù)表示，稱為二進(jìn)制編碼的十位二進(jìn)制數(shù)表示，稱為二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)-BCD碼或稱二碼或稱二十進(jìn)制編碼。它具有二十進(jìn)制編碼。它具有二進(jìn)制形式，又具有十進(jìn)制特點(diǎn)。進(jìn)制形式，又具有十進(jìn)制特點(diǎn)。 四位二進(jìn)制可表達(dá)十六種狀態(tài)，四位二進(jìn)制可表達(dá)十六種狀態(tài)，BCD碼只需要十碼只需要十種，所以有種，所以有6中冗余，從中冗余，從16種狀態(tài)中選取種狀態(tài)中選取10個(gè)狀態(tài)個(gè)狀態(tài)表示十進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)制數(shù)09的方法很多，可以產(chǎn)生多種的方法很多，可以產(chǎn)生多種BCD碼。碼。十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)8421碼碼00000100012001030011401005010

15、1601107011181000910011.5 評(píng)估微型機(jī)性能的主要指標(biāo)評(píng)估微型機(jī)性能的主要指標(biāo)1.5.1 字長(zhǎng)字長(zhǎng) 字長(zhǎng)決定了計(jì)算機(jī)內(nèi)部一次可以處理的二進(jìn)制代碼位數(shù)字長(zhǎng)決定了計(jì)算機(jī)內(nèi)部一次可以處理的二進(jìn)制代碼位數(shù).字長(zhǎng)與速度、字長(zhǎng)與計(jì)算精度的關(guān)系如何？字長(zhǎng)與速度、字長(zhǎng)與計(jì)算精度的關(guān)系如何？1.5.2 指令執(zhí)行時(shí)間指令執(zhí)行時(shí)間 指令執(zhí)行時(shí)間的長(zhǎng)短反映計(jì)算機(jī)速度的快慢，根據(jù)指令指令執(zhí)行時(shí)間的長(zhǎng)短反映計(jì)算機(jī)速度的快慢，根據(jù)指令的格式執(zhí)行不同指令需要的時(shí)間不同，因此就如何測(cè)量計(jì)的格式執(zhí)行不同指令需要的時(shí)間不同，因此就如何測(cè)量計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的問題，有如下幾種方法：算機(jī)運(yùn)行速度的問題，有如下幾種方法：

16、1.直接給出直接給出CPU的時(shí)鐘頻率，即主頻的時(shí)鐘頻率，即主頻2.根據(jù)不同類型指令出現(xiàn)的頻率乘上不同的系數(shù)，求平均值根據(jù)不同類型指令出現(xiàn)的頻率乘上不同的系數(shù)，求平均值3.以執(zhí)行時(shí)間最短的指令為標(biāo)準(zhǔn)來估算運(yùn)算速度以執(zhí)行時(shí)間最短的指令為標(biāo)準(zhǔn)來估算運(yùn)算速度決定著運(yùn)算器、通用寄決定著運(yùn)算器、通用寄存器和數(shù)據(jù)總線的位數(shù)存器和數(shù)據(jù)總線的位數(shù)CPU內(nèi)部的時(shí)鐘頻率，是內(nèi)部的時(shí)鐘頻率，是CPU進(jìn)行運(yùn)算時(shí)的工作頻率。一般來進(jìn)行運(yùn)算時(shí)的工作頻率。一般來說，主頻越高，一個(gè)時(shí)鐘周期里完成的指令數(shù)也越多，說，主頻越高，一個(gè)時(shí)鐘周期里完成的指令數(shù)也越多，CPU的的運(yùn)算速度也就越快。但由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，并非所有時(shí)鐘頻率運(yùn)算速

17、度也就越快。但由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，并非所有時(shí)鐘頻率相同的相同的CPU性能一樣。性能一樣。 什么是超頻？什么是超頻？什么是主頻、外頻、倍頻、超頻？什么是主頻、外頻、倍頻、超頻？ 主頻主頻，就是，就是CPU的時(shí)鐘頻率，簡(jiǎn)單說是的時(shí)鐘頻率，簡(jiǎn)單說是CPU運(yùn)算時(shí)的工運(yùn)算時(shí)的工作頻率作頻率(1秒內(nèi)發(fā)生的同步脈沖數(shù)秒內(nèi)發(fā)生的同步脈沖數(shù))的簡(jiǎn)稱。單位是的簡(jiǎn)稱。單位是Hz(赫茲赫茲)。它決定計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，主頻由過去它決定計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，主頻由過去MHZ發(fā)展到了現(xiàn)在的發(fā)展到了現(xiàn)在的GHZ(1G=1024M)。通常來講，在同系。通常來講，在同系列微處理器，主頻越高就代表計(jì)算

18、機(jī)的速度也越快，但對(duì)與列微處理器，主頻越高就代表計(jì)算機(jī)的速度也越快，但對(duì)與不同類型的處理器，它就只能作為一個(gè)參數(shù)來作參考。另外不同類型的處理器，它就只能作為一個(gè)參數(shù)來作參考。另外CPU的運(yùn)算速度還要看的運(yùn)算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標(biāo)。的流水線的各方面的性能指標(biāo)。由于主頻并不直接代表運(yùn)算速度，所以在一定情況下，很可由于主頻并不直接代表運(yùn)算速度，所以在一定情況下，很可能會(huì)出現(xiàn)主頻較高的能會(huì)出現(xiàn)主頻較高的CPU實(shí)際運(yùn)算速度較低的現(xiàn)象。因此主實(shí)際運(yùn)算速度較低的現(xiàn)象。因此主頻僅僅是頻僅僅是CPU性能表現(xiàn)的一個(gè)方面，而不代表性能表現(xiàn)的一個(gè)方面，而不代表CPU的整體性的整體性能。能。說到處理

19、器主頻，就要提到與之密切相關(guān)的兩個(gè)概念：說到處理器主頻，就要提到與之密切相關(guān)的兩個(gè)概念：倍頻與外頻。倍頻與外頻。什么是主頻、外頻、倍頻、超頻？什么是主頻、外頻、倍頻、超頻？ 外頻外頻是是CPU的基準(zhǔn)頻率，單位也是的基準(zhǔn)頻率，單位也是Hz(赫茲赫茲)。外。外頻是頻是CPU與主板之間同步運(yùn)行的速度，而且目前的絕與主板之間同步運(yùn)行的速度，而且目前的絕大部分電腦系統(tǒng)中外頻也是內(nèi)存與主板之間的同步運(yùn)大部分電腦系統(tǒng)中外頻也是內(nèi)存與主板之間的同步運(yùn)行的速度，在這種方式下，可以理解為行的速度，在這種方式下，可以理解為CPU的外頻直的外頻直接與內(nèi)存相連通，實(shí)現(xiàn)兩者間的同步運(yùn)行狀態(tài)；接與內(nèi)存相連通，實(shí)現(xiàn)兩者間的同

20、步運(yùn)行狀態(tài)； 什么是主頻、外頻、倍頻、超頻？什么是主頻、外頻、倍頻、超頻？ 倍頻倍頻即主頻與外頻之比的倍數(shù)。主頻、外頻、倍即主頻與外頻之比的倍數(shù)。主頻、外頻、倍頻，其關(guān)系式：頻，其關(guān)系式：主頻外頻主頻外頻倍頻。倍頻。早期的早期的CPU并沒并沒有有“倍頻倍頻”這個(gè)概念，那時(shí)主頻和系統(tǒng)總線的速度是這個(gè)概念，那時(shí)主頻和系統(tǒng)總線的速度是一樣的。隨著技術(shù)的發(fā)展，一樣的。隨著技術(shù)的發(fā)展，CPU速度越來越快，內(nèi)存、速度越來越快，內(nèi)存、硬盤等配件逐漸跟不上硬盤等配件逐漸跟不上CPU的速度了，而倍頻的出現(xiàn)的速度了，而倍頻的出現(xiàn)解決了這個(gè)問題，它可使內(nèi)存等部件仍然工作在相對(duì)解決了這個(gè)問題，它可使內(nèi)存等部件仍然工作

21、在相對(duì)較低的系統(tǒng)總線頻率下，而較低的系統(tǒng)總線頻率下，而CPU的主頻可以通過倍頻的主頻可以通過倍頻來無限提升來無限提升(理論上理論上)。 我們可以把外頻看作是機(jī)器內(nèi)的一條生產(chǎn)線，而我們可以把外頻看作是機(jī)器內(nèi)的一條生產(chǎn)線，而倍頻則是生產(chǎn)線的條數(shù)，一臺(tái)機(jī)器生產(chǎn)速度的快慢倍頻則是生產(chǎn)線的條數(shù)，一臺(tái)機(jī)器生產(chǎn)速度的快慢(主主頻頻)自然就是生產(chǎn)線的速度自然就是生產(chǎn)線的速度(外頻外頻)乘以生產(chǎn)線的條數(shù)乘以生產(chǎn)線的條數(shù)(倍頻倍頻)了。了。什么是主頻、外頻、倍頻、超頻？什么是主頻、外頻、倍頻、超頻？ 超頻超頻：目前：目前CPU的生產(chǎn)可以說是非常精密的，以至的生產(chǎn)可以說是非常精密的，以至于生產(chǎn)廠家都無法控制每塊于生

22、產(chǎn)廠家都無法控制每塊CPU到底可以在什么樣的頻到底可以在什么樣的頻率下工作，廠家實(shí)際上就已經(jīng)自己做了次測(cè)試，將能工率下工作，廠家實(shí)際上就已經(jīng)自己做了次測(cè)試，將能工作在高頻率下的作在高頻率下的CPU標(biāo)記為高頻率的，然后可以賣更高標(biāo)記為高頻率的，然后可以賣更高的價(jià)錢。但為了保證它的質(zhì)量，這些標(biāo)記都有一定的富的價(jià)錢。但為了保證它的質(zhì)量，這些標(biāo)記都有一定的富余，也就是說，余，也就是說， 一塊工作在一塊工作在600MHZ的的CPU，很有可能，很有可能在在800MHZ下依然穩(wěn)定工作，為了發(fā)掘這些潛在的富余下依然穩(wěn)定工作，為了發(fā)掘這些潛在的富余部分，我們可以進(jìn)行超頻。部分，我們可以進(jìn)行超頻。 現(xiàn)在的廠商基本

23、上都已經(jīng)把倍頻鎖死，要超頻只有現(xiàn)在的廠商基本上都已經(jīng)把倍頻鎖死，要超頻只有從外頻下手，通過倍頻與外頻的搭配來對(duì)主板的跳線或從外頻下手，通過倍頻與外頻的搭配來對(duì)主板的跳線或在在BIOS中設(shè)置軟超頻，從而達(dá)到計(jì)算機(jī)總體性能的部分中設(shè)置軟超頻，從而達(dá)到計(jì)算機(jī)總體性能的部分提升。所以在購買的時(shí)候要盡量注意提升。所以在購買的時(shí)候要盡量注意CPU的外頻。的外頻。 backback1.5 評(píng)估微型機(jī)性能的主要指標(biāo)評(píng)估微型機(jī)性能的主要指標(biāo)1.5.3 內(nèi)部存儲(chǔ)器容量（衡量單位是什么？）內(nèi)部存儲(chǔ)器容量（衡量單位是什么？）位：描述內(nèi)部存儲(chǔ)器容量的最小單位；位：描述內(nèi)部存儲(chǔ)器容量的最小單位；字節(jié)：描述內(nèi)部存儲(chǔ)器容量的

24、基本單位；字節(jié)：描述內(nèi)部存儲(chǔ)器容量的基本單位；1024B=1KB 1024KB=1MB 1024MB=1GB1024GB=1TB（210=1024）1.5.4 外部設(shè)備配置外部設(shè)備配置字節(jié)字節(jié)1.6 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用v科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算v信息管理系統(tǒng)信息管理系統(tǒng)v工業(yè)控制過程（實(shí)時(shí)控制）工業(yè)控制過程（實(shí)時(shí)控制）v網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)v智能儀器表與家用電器智能儀器表與家用電器v計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造補(bǔ)充補(bǔ)充 數(shù)的定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示數(shù)的定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示n1. 數(shù)的定點(diǎn)表示法n2. 數(shù)的浮點(diǎn)表示法1. 數(shù)的定點(diǎn)表示法數(shù)的定點(diǎn)表示法n規(guī)定一個(gè)固定的小數(shù)點(diǎn)的位置，并

25、把用這種方規(guī)定一個(gè)固定的小數(shù)點(diǎn)的位置，并把用這種方法表示的數(shù)稱為定點(diǎn)數(shù)。法表示的數(shù)稱為定點(diǎn)數(shù)。nMSB表示最高有效位，表示最高有效位， LSB表示最低有效位。表示最低有效位。n當(dāng)小數(shù)點(diǎn)固定在當(dāng)小數(shù)點(diǎn)固定在MSB的前面時(shí)，定點(diǎn)數(shù)為純小的前面時(shí)，定點(diǎn)數(shù)為純小數(shù)，當(dāng)小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)，當(dāng)小數(shù)點(diǎn)固定在LSB的后面時(shí)，定點(diǎn)數(shù)為的后面時(shí)，定點(diǎn)數(shù)為純整數(shù)。純整數(shù)。符號(hào)MSBLSB數(shù)的浮點(diǎn)表示法數(shù)的浮點(diǎn)表示法 將一個(gè)二進(jìn)制數(shù)用一種普通形式表示為：將一個(gè)二進(jìn)制數(shù)用一種普通形式表示為：2E F，其中，其中E表示表示階碼階碼，F(xiàn) 稱為稱為尾數(shù)尾數(shù)。我們把用階碼和尾數(shù)表示的數(shù)。我們把用階碼和尾數(shù)表示的數(shù)稱為浮點(diǎn)數(shù)。稱為浮

26、點(diǎn)數(shù)。 前半部分前半部分e0e1e2為階碼，其中為階碼，其中e0為階符；后半部分為階符；后半部分N0M-1M-2為尾數(shù)，其中為尾數(shù)，其中N0為尾符。階碼通常為帶符為尾符。階碼通常為帶符號(hào)的整數(shù)，尾數(shù)通常為帶符號(hào)的純小數(shù)。號(hào)的整數(shù)，尾數(shù)通常為帶符號(hào)的純小數(shù)。 例例: 寫出二進(jìn)制數(shù)寫出二進(jìn)制數(shù)-110.0011在計(jì)算機(jī)中的浮點(diǎn)數(shù)形式。在計(jì)算機(jī)中的浮點(diǎn)數(shù)形式。設(shè)階碼取設(shè)階碼取4位補(bǔ)碼，尾數(shù)是位補(bǔ)碼，尾數(shù)是8位原碼。位原碼。 解：解： -110.0011= -0 . 11000112+3 浮點(diǎn)數(shù)形式為浮點(diǎn)數(shù)形式為:e0e1e2N0M-1M-2001111100011浮點(diǎn)數(shù)規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)規(guī)格化n為了使浮點(diǎn)

27、數(shù)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)形式，也為了充分利用尾為了使浮點(diǎn)數(shù)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)形式，也為了充分利用尾數(shù)的有效數(shù)位提高運(yùn)算精度，一般采用浮點(diǎn)數(shù)的規(guī)數(shù)的有效數(shù)位提高運(yùn)算精度，一般采用浮點(diǎn)數(shù)的規(guī)格化表形式。所謂規(guī)格化是指尾數(shù)格化表形式。所謂規(guī)格化是指尾數(shù)M的最高位的最高位nM-1=1必須是有效數(shù)字位。對(duì)于必須是有效數(shù)字位。對(duì)于原碼尾數(shù)，無論是原碼尾數(shù)，無論是正數(shù)、負(fù)數(shù)，正數(shù)、負(fù)數(shù)，M-1=1時(shí)是規(guī)格化形式；若尾數(shù)是補(bǔ)時(shí)是規(guī)格化形式；若尾數(shù)是補(bǔ)碼，當(dāng)碼，當(dāng)N是正數(shù)時(shí)，是正數(shù)時(shí)，M-1=1，N是負(fù)數(shù)時(shí)，是負(fù)數(shù)時(shí)，M-1=0才是規(guī)格化形式才是規(guī)格化形式?？梢园l(fā)現(xiàn)，尾數(shù)是補(bǔ)碼時(shí)的規(guī)格可以發(fā)現(xiàn)，尾數(shù)是補(bǔ)碼時(shí)的規(guī)格化形式，尾數(shù)最高位

28、與符號(hào)位相反?；问剑矓?shù)最高位與符號(hào)位相反。n浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算過程中，一旦運(yùn)算結(jié)果出現(xiàn)非規(guī)格化形浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算過程中，一旦運(yùn)算結(jié)果出現(xiàn)非規(guī)格化形式，立即移動(dòng)尾數(shù)，將其轉(zhuǎn)換成規(guī)格化形式，與此式，立即移動(dòng)尾數(shù)，將其轉(zhuǎn)換成規(guī)格化形式，與此同時(shí)，階碼相應(yīng)有所加或減，保證同時(shí)，階碼相應(yīng)有所加或減，保證N值不變。值不變。例例 ：某計(jì)算機(jī)運(yùn)算結(jié)果如下所示，階碼是：某計(jì)算機(jī)運(yùn)算結(jié)果如下所示，階碼是4 4位以位以2 2為底的補(bǔ)碼，尾為底的補(bǔ)碼，尾數(shù)取數(shù)取8 8位定點(diǎn)小數(shù)（含符號(hào)位）位定點(diǎn)小數(shù)（含符號(hào)位）問：?jiǎn)枺海? 1）若該尾數(shù)是原碼時(shí)，求其計(jì)算機(jī)中規(guī)格化形式）若該尾數(shù)是原碼時(shí)，求其計(jì)算機(jī)中規(guī)格化形式 （2 2）若尾數(shù)

29、是補(bǔ)碼，求其規(guī)格化形式）若尾數(shù)是補(bǔ)碼，求其規(guī)格化形式01101 1111001解：解：（1 1）因?yàn)槲矓?shù)是原碼，最高位）因?yàn)槲矓?shù)是原碼，最高位M M-1-1=1=1，所以已經(jīng)是規(guī)格化形式了。，所以已經(jīng)是規(guī)格化形式了。（2 2）因?yàn)槲矓?shù)是補(bǔ)碼，尾符和）因?yàn)槲矓?shù)是補(bǔ)碼，尾符和M M-1-1都是都是1 1，所以不是規(guī)格化形式。，所以不是規(guī)格化形式。尾數(shù)左移，低位補(bǔ)尾數(shù)左移，低位補(bǔ)0 0，相當(dāng)于小數(shù)位右移，直到，相當(dāng)于小數(shù)位右移，直到M M-1-1=0=0為止，因?yàn)橹?，因?yàn)槲矓?shù)移動(dòng)為尾數(shù)移動(dòng)4 4位，階碼需減位，階碼需減4 4，由，由01100110變?yōu)樽優(yōu)?0100010，由此得到規(guī)，由此得到規(guī)格化

30、形式為格化形式為0 010 1 0010000 0 010 1 0010000 第一章 習(xí)題開始各種數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換方法：各種數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換方法：1011110.101B=_O=_H=_D 296D=_B 4532D=_B 1011110.101B=_O=_H=_D 296D=_B 4532D=_B 4098D=_B 65535D=_B 0FFH=_D4098D=_B 65535D=_B 0FFH=_D例例2 2：寫出：寫出+127+127和和 127127的的 8 8位位 原瑪、反碼、補(bǔ)碼原瑪、反碼、補(bǔ)碼例例3 3：存在二進(jìn)制編碼：存在二進(jìn)制編碼 1111 11011111 1101，

31、求解下列各題，求解下列各題 將將 1111 1101 1111 1101 看作一個(gè)普通的二進(jìn)制數(shù)，則其代表的十進(jìn)看作一個(gè)普通的二進(jìn)制數(shù)，則其代表的十進(jìn)制數(shù)是（制數(shù)是（ ）；）；若若xx原原=1111 1101=1111 1101，則，則x=x=（ ）若若xx反反=1111 1101=1111 1101，則，則x=x=（ ）1.1. 若若xx補(bǔ)補(bǔ)=1111 1101=1111 1101，則，則x=x=（ ）例例4 4：D8H=1101 1000BD8H=1101 1000B，看作無符號(hào)數(shù)時(shí)，其代表的十進(jìn)制數(shù)為，看作無符號(hào)數(shù)時(shí)，其代表的十進(jìn)制數(shù)為? ?看看作是符號(hào)數(shù)的補(bǔ)碼時(shí)，代表的十進(jìn)制數(shù)是作是符

32、號(hào)數(shù)的補(bǔ)碼時(shí)，代表的十進(jìn)制數(shù)是? ?v8086的編程結(jié)構(gòu)的編程結(jié)構(gòu)v8086的工作模式及引腳功能的工作模式及引腳功能v最小模式系統(tǒng)最小模式系統(tǒng)v8086的操作和時(shí)序的操作和時(shí)序v8086的存儲(chǔ)器及的存儲(chǔ)器及I/O組織組織v內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧v習(xí)題提問習(xí)題提問第二章第二章 80868086微處理器微處理器基礎(chǔ)知識(shí)：基礎(chǔ)知識(shí)：8086字長(zhǎng)為字長(zhǎng)為16位，內(nèi)存空間為位，內(nèi)存空間為1M2.1.1 8086的編程結(jié)構(gòu)的編程結(jié)構(gòu) 編程結(jié)構(gòu)是指從程序員和使用者的角度看到的結(jié)編程結(jié)構(gòu)是指從程序員和使用者的角度看到的結(jié)構(gòu)。構(gòu)。 8086CPU由由執(zhí)行部件執(zhí)行部件EU（Execution Unit）和）和總總線接口

33、部件線接口部件BIU（Bus Interface Unit）兩部分組成）兩部分組成（如圖所示）。（如圖所示）。地址加法器，用于產(chǎn)生20位物理地址。假設(shè)CS=8200H，IP=1234H，則當(dāng)前指令所在內(nèi)存的物理地址為83234H指令隊(duì)列緩沖器用于解決以往CPU取指令期間，運(yùn)算器的等待問題從指令隊(duì)列緩沖器取出指令，進(jìn)行譯碼，產(chǎn)生各種控制信號(hào)，控制各部件的工作內(nèi)存外設(shè)1、執(zhí)行部件、執(zhí)行部件EUn功能：負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行功能：負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行n組成：組成：n通用寄存器組通用寄存器組n專用寄存器組專用寄存器組n算術(shù)邏輯運(yùn)算單元算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALUn標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器FRn內(nèi)部控制邏輯內(nèi)部控制邏輯EU 寄

34、存器是指在指令執(zhí)行過程中用于臨時(shí)存放數(shù)據(jù)或寄存器是指在指令執(zhí)行過程中用于臨時(shí)存放數(shù)據(jù)或結(jié)果的寄存單元結(jié)果的寄存單元（1）通用寄存器）通用寄存器 4 4個(gè)個(gè)1616位的通用寄存器：位的通用寄存器：AXAX、BXBX、CXCX、DXDX。也可看作是。也可看作是8 8個(gè)個(gè)8 8位位寄存器：寄存器：AHAH、ALAL、BHBH、BLBL、CHCH、CLCL、DHDH、DLDL。 1 1）AXAX（AHAH、ALAL）累加器：有些指令約定）累加器：有些指令約定AXAX或或ALAL寄存器為累加寄存器為累加器，如乘法、除法、輸入器，如乘法、除法、輸入/ /輸出指令等。輸出指令等。 2 2）BXBX（BHBH

35、、BLBL）基址寄存器：可用作間接尋址的地址寄存器）基址寄存器：可用作間接尋址的地址寄存器和基地址寄存器，和基地址寄存器，BHBH、BLBL可用作可用作8 8位數(shù)據(jù)寄存器。位數(shù)據(jù)寄存器。 3 3）CXCX（CHCH、CLCL）計(jì)數(shù)器：在循環(huán)和串操作中充當(dāng)計(jì)數(shù)器，指）計(jì)數(shù)器：在循環(huán)和串操作中充當(dāng)計(jì)數(shù)器，指令執(zhí)行后，令執(zhí)行后，CXCX寄存器內(nèi)容自動(dòng)變化。寄存器內(nèi)容自動(dòng)變化。 4 4）DXDX（DHDH、DLDL）數(shù)據(jù)寄存器：除用作通用寄存器外，在）數(shù)據(jù)寄存器：除用作通用寄存器外，在I/OI/O指指令中用作口地址寄存器，乘除指令中做輔助累加器。令中用作口地址寄存器，乘除指令中做輔助累加器。（2）專用

36、寄存器組）專用寄存器組 8086CPU除有除有4個(gè)個(gè)16位的通用寄存器外，還有位的通用寄存器外，還有4個(gè)個(gè)16位專用寄位專用寄存器，分別是：存器，分別是： 基數(shù)指針寄存器基數(shù)指針寄存器BP(Base Pointer Register) 堆棧指針寄存器堆棧指針寄存器SP(Stack Pointer Register) 源變址寄存器源變址寄存器SI(Source Index Register) 目的變址寄存器目的變址寄存器DI(Destination Index Register) BP、SP常用來指示相對(duì)于段起始地址的偏移量。常用來指示相對(duì)于段起始地址的偏移量。BP一般用于一般用于訪問堆棧段任意

37、單元，訪問堆棧段任意單元，SP用于訪問堆棧段棧頂單元。用于訪問堆棧段棧頂單元。SI、DI可用作可用作寄存器間接地址、相對(duì)尋址、基址變址尋址、相對(duì)基址變址尋址寄寄存器間接地址、相對(duì)尋址、基址變址尋址、相對(duì)基址變址尋址寄存器，訪問數(shù)據(jù)段任意單元。存器，訪問數(shù)據(jù)段任意單元。（3）算術(shù)邏輯單元（）算術(shù)邏輯單元（ALU） 完成完成16位或者位或者8位的算術(shù)邏輯運(yùn)算。位的算術(shù)邏輯運(yùn)算。（4 4）標(biāo)志寄存器（）標(biāo)志寄存器（Flag RegisterFlag Register）標(biāo)志寄存器共有標(biāo)志寄存器共有16位，其中位，其中7位未用，內(nèi)容如下：位未用，內(nèi)容如下：1514131211109876543210OF

38、DFIFTFSFZFAFPFCF 根據(jù)功能，根據(jù)功能，8086的標(biāo)志分為條件標(biāo)志和控制標(biāo)志。的標(biāo)志分為條件標(biāo)志和控制標(biāo)志。條條件標(biāo)志（件標(biāo)志（6位）位）用于寄存程序運(yùn)行的狀態(tài)信號(hào)（由硬件根據(jù)用于寄存程序運(yùn)行的狀態(tài)信號(hào)（由硬件根據(jù)運(yùn)算結(jié)果自動(dòng)設(shè)定），這些標(biāo)志往往用作后續(xù)指令判斷的依運(yùn)算結(jié)果自動(dòng)設(shè)定），這些標(biāo)志往往用作后續(xù)指令判斷的依據(jù)；據(jù)；控制標(biāo)志（控制標(biāo)志（3位）位）由軟件設(shè)定，用于串處理的方向控制、由軟件設(shè)定，用于串處理的方向控制、中斷響應(yīng)允許控制及單步陷阱控制。中斷響應(yīng)允許控制及單步陷阱控制。進(jìn)位標(biāo)志進(jìn)位標(biāo)志，當(dāng)加法最高位產(chǎn)生進(jìn)位或減法最高位產(chǎn)生借位時(shí)，CF=1，否則CF=0輔助進(jìn)位標(biāo)志輔

39、助進(jìn)位標(biāo)志（半進(jìn)位），字節(jié)運(yùn)算時(shí)低半個(gè)字節(jié)向高半個(gè)字節(jié)有進(jìn)位或借位時(shí)，AF=1奇偶標(biāo)志奇偶標(biāo)志，若運(yùn)算結(jié)果的低8位操作數(shù)中有偶數(shù)個(gè)1，PF=1，否則PF=00標(biāo)志標(biāo)志，當(dāng)運(yùn)算結(jié)果為0時(shí)，ZF=1符號(hào)標(biāo)志符號(hào)標(biāo)志，接受運(yùn)算結(jié)果最高位的值，當(dāng)最高位為1時(shí)，SF=1，表示該數(shù)是負(fù)數(shù)陷阱標(biāo)志陷阱標(biāo)志，用于單步操作,TF=1時(shí),每條指令執(zhí)行后產(chǎn)生陷阱,進(jìn)入系統(tǒng)控制程序中斷允許標(biāo)志中斷允許標(biāo)志，IF=1時(shí)允許可屏蔽中斷，IF=0則禁止。該標(biāo)志可由中斷控制指令設(shè)置或清除方向標(biāo)志方向標(biāo)志，在串處理指令中，用于控制串處理的方向。當(dāng)DF=0時(shí)，每次操作后變址寄存器SI、DI自動(dòng)增量，處理方向由低地址向高地址；當(dāng)D

40、F=1時(shí)自動(dòng)減量。該標(biāo)志由方向控制指令設(shè)置或清除溢出標(biāo)志溢出標(biāo)志，當(dāng)運(yùn)算結(jié)果超出了機(jī)器所能表示的數(shù)的范圍時(shí)，會(huì)產(chǎn)生溢出，這時(shí)OF=1，否則OF=0有關(guān)溢出的判斷方法有關(guān)溢出的判斷方法 通常通常CFCF用于無符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果的溢出判斷，而用于無符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果的溢出判斷，而OFOF則用于有符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果則用于有符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果的溢出判斷。若兩個(gè)正數(shù)相加（或正數(shù)減負(fù)數(shù)）結(jié)果為負(fù)，或兩個(gè)負(fù)數(shù)相加（或的溢出判斷。若兩個(gè)正數(shù)相加（或正數(shù)減負(fù)數(shù)）結(jié)果為負(fù)，或兩個(gè)負(fù)數(shù)相加（或負(fù)數(shù)減正數(shù)）結(jié)果為正數(shù)，則負(fù)數(shù)減正數(shù)）結(jié)果為正數(shù)，則OF=1OF=1；當(dāng)正數(shù)與負(fù)數(shù)相加時(shí)不會(huì)產(chǎn)生溢出，；當(dāng)正數(shù)與負(fù)數(shù)相加時(shí)不會(huì)產(chǎn)生溢出，OF

41、=0OF=0。即即兩個(gè)同號(hào)的數(shù)相加有可能產(chǎn)生溢出；兩個(gè)異號(hào)的數(shù)相減有可能產(chǎn)生溢出。兩個(gè)同號(hào)的數(shù)相加有可能產(chǎn)生溢出；兩個(gè)異號(hào)的數(shù)相減有可能產(chǎn)生溢出。例如：例如： 1100 1010 1100 1010 則則CF= PF= AF=CF= PF= AF=+ + 0111 10000111 1000 ZF= SF= OF= ZF= SF= OF= 0101 0000 1100 1010 0101 0000 1100 1010 則則CF= PF= AF=CF= PF= AF=+ + 0110 1101 0111 00100110 1101 0111 0010 ZF= SF= OF= ZF= SF= OF

42、=有關(guān)溢出的判斷方法有關(guān)溢出的判斷方法溢出的判斷有三種方法：溢出的判斷有三種方法：1.1.單符號(hào)位判斷方法單符號(hào)位判斷方法原理：當(dāng)兩個(gè)同號(hào)數(shù)相加，若所得結(jié)果符號(hào)與兩數(shù)符號(hào)不同，表示有原理：當(dāng)兩個(gè)同號(hào)數(shù)相加，若所得結(jié)果符號(hào)與兩數(shù)符號(hào)不同，表示有溢出。溢出。2.2.采用最高有效位的進(jìn)位判斷采用最高有效位的進(jìn)位判斷原理：兩同號(hào)數(shù)相加，若最高有效位與符號(hào)位產(chǎn)生的進(jìn)位情況不同，原理：兩同號(hào)數(shù)相加，若最高有效位與符號(hào)位產(chǎn)生的進(jìn)位情況不同，則有溢出，反之，無溢出。則有溢出，反之，無溢出。3.3.變形補(bǔ)碼判斷方法變形補(bǔ)碼判斷方法原理：將參加運(yùn)算的操作數(shù)的符號(hào)位均用兩位表示，即原理：將參加運(yùn)算的操作數(shù)的符號(hào)位均

43、用兩位表示，即“00”00”表示正號(hào)；表示正號(hào)；“11”11”表示負(fù)號(hào)，這種形勢(shì)的補(bǔ)碼叫變形補(bǔ)碼。采用變形補(bǔ)碼參加運(yùn)算表示負(fù)號(hào)，這種形勢(shì)的補(bǔ)碼叫變形補(bǔ)碼。采用變形補(bǔ)碼參加運(yùn)算的兩個(gè)操作數(shù)，若運(yùn)算完成后，結(jié)果的雙符號(hào)位為的兩個(gè)操作數(shù)，若運(yùn)算完成后，結(jié)果的雙符號(hào)位為“01”01”或或“10”10”，則說，則說明有溢出。而且明有溢出。而且“01”01”表示正溢或上溢；表示正溢或上溢；“10”10”表示負(fù)溢或下溢。表示負(fù)溢或下溢。2、總線接口部件、總線接口部件BIU（1）段寄存器）段寄存器8086CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是16位，即所有的寄存器都是位，即所有的寄存器都是16位的，位的，而其外部

44、尋址空間（即內(nèi)存大?。槎渫獠繉ぶ房臻g（即內(nèi)存大小）為1MB，需要，需要20條地址線。條地址線。在尋址方式中經(jīng)常用在尋址方式中經(jīng)常用16位寄存器存放存儲(chǔ)器地址位寄存器存放存儲(chǔ)器地址00001H00003H00005HFFFFFH00000H00002H00004HFFFFEH 很明顯，很明顯，16位地址能夠表示位地址能夠表示64K個(gè)個(gè)單元，只占單元，只占1M空間的空間的1/16，那么剩，那么剩下的單元我們?cè)撊绾卧L問呢？下的單元我們?cè)撊绾卧L問呢？ 為了解決這一問題，在為了解決這一問題，在8086中對(duì)內(nèi)存中對(duì)內(nèi)存采取了采取了段式管理段式管理，共分，共分4種段：種段：1.代碼段（存放程序代碼）代碼

45、段（存放程序代碼）2.數(shù)據(jù)段（存放程序運(yùn)行時(shí)所需數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)段（存放程序運(yùn)行時(shí)所需數(shù)據(jù)）3.堆棧段堆棧段4.附加段（附加數(shù)據(jù)段）附加段（附加數(shù)據(jù)段）2、總線接口部件、總線接口部件BIU00001H00003H00005HFFFFFH00000H00002H00004HFFFFEH1M內(nèi)存的地址范圍為：內(nèi)存的地址范圍為：00000HFFFFFH00000HFFFFFH16位寄存器的編址范圍為：位寄存器的編址范圍為：0000HFFFFH因?yàn)椋阂驗(yàn)椋篨XXXH + XXXXH XXXXXH所以：使用兩個(gè)地址的加和來構(gòu)成實(shí)際地址所以：使用兩個(gè)地址的加和來構(gòu)成實(shí)際地址 (物理地址物理地址)也就是：也就是：

46、段地址段地址16偏移地址物理地址偏移地址物理地址段地址存放在四個(gè)段寄存器：段地址存放在四個(gè)段寄存器：CS、DS、SS、ES里面；里面；偏移量根據(jù)不同的尋址方式存放在程序計(jì)數(shù)器偏移量根據(jù)不同的尋址方式存放在程序計(jì)數(shù)器IP或其他寄存器或其他寄存器（如（如BX、BP、SI、DI等）等）例如：例如：給定的某個(gè)邏輯段段地址為給定的某個(gè)邏輯段段地址為3008H，段內(nèi)偏移地址為，段內(nèi)偏移地址為002FH，則其對(duì)應(yīng)的真正物理地址為：則其對(duì)應(yīng)的真正物理地址為： 3008H16+002FH=300AFH 在內(nèi)存中的實(shí)際存放為：在內(nèi)存中的實(shí)際存放為：30080H0000H0001H002FH 我們可以看出，在我們可

47、以看出，在3008H段中，段中，第一個(gè)單元的地址為第一個(gè)單元的地址為30080H，即：，即： 3008H160000H=30080H最后一個(gè)單元的地址為：最后一個(gè)單元的地址為： 3008H16FFFFH=4007FH4007FHFFFFH因此，因此，XXXXH段的地址范圍為：段的地址范圍為：XXXXH16 0000HXXXXH16FFFFH即一個(gè)段的最大為即一個(gè)段的最大為0000HFFFFH64K內(nèi)存節(jié)、內(nèi)存節(jié)與段地址的關(guān)系內(nèi)存節(jié)、內(nèi)存節(jié)與段地址的關(guān)系 任何一個(gè)段的段地址左移任何一個(gè)段的段地址左移4位后，其最低位后，其最低4位都是位都是0，例如，例如00000H、00010H、00020H、0

48、0030H000F0H、00100H、00110H、00120H、F43D0H等都可假設(shè)為是一個(gè)段地址左等都可假設(shè)為是一個(gè)段地址左移移4位后的結(jié)果。位后的結(jié)果。 大家觀察，上面所列舉的每相鄰的兩個(gè)地址編碼之間的間大家觀察，上面所列舉的每相鄰的兩個(gè)地址編碼之間的間隔是多少個(gè)字節(jié)？隔是多少個(gè)字節(jié)？ 在在8086中將中將1MB空間以空間以16個(gè)個(gè)字節(jié)為一個(gè)內(nèi)存節(jié)，共分成字節(jié)為一個(gè)內(nèi)存節(jié)，共分成64k個(gè)節(jié)。每個(gè)節(jié)的首地址的最低個(gè)節(jié)。每個(gè)節(jié)的首地址的最低4位都是位都是0，例如從，例如從22480H2248FH的內(nèi)存空間即為一個(gè)內(nèi)存節(jié)，這樣的內(nèi)存節(jié)的首地址的的內(nèi)存空間即為一個(gè)內(nèi)存節(jié)，這樣的內(nèi)存節(jié)的首地址的

49、高高16位部分即可作為一個(gè)段的段地址，也就是說一個(gè)段的首地位部分即可作為一個(gè)段的段地址，也就是說一個(gè)段的首地址一定是某個(gè)內(nèi)存節(jié)的首地址。址一定是某個(gè)內(nèi)存節(jié)的首地址。段寄存器段寄存器剛才提到，在剛才提到，在8086中設(shè)有中設(shè)有4個(gè)段寄存器個(gè)段寄存器v CS代碼段寄存器（編寫的程序代碼需存放在內(nèi)存中，代碼段寄存器（編寫的程序代碼需存放在內(nèi)存中，此時(shí)需要把其首地址的高此時(shí)需要把其首地址的高16位存放在位存放在CS中，例如若中，例如若CS值值為為3000H，則意味著當(dāng)前運(yùn)行的程序存放在內(nèi)存地址，則意味著當(dāng)前運(yùn)行的程序存放在內(nèi)存地址30000H開始的單元中，）開始的單元中，）v DS數(shù)據(jù)段寄存器（例如存

50、放一個(gè)數(shù)組的數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)段寄存器（例如存放一個(gè)數(shù)組的數(shù)據(jù)，若DS=2488H，則說明該數(shù)組存放在，則說明該數(shù)組存放在24880H開始的內(nèi)存單元開始的內(nèi)存單元中）中）v SS堆棧段寄存器堆棧段寄存器v ES附加段寄存器附加段寄存器若某個(gè)段寄存器內(nèi)容為若某個(gè)段寄存器內(nèi)容為23F0H，而，而段的長(zhǎng)度為段的長(zhǎng)度為64K，則其結(jié)束地址為：，則其結(jié)束地址為：23F00H+07FFFH=2BEFFH指令指針寄存器指令指針寄存器IP 用于存放當(dāng)前指令的偏移地址，該寄存器一定與代碼用于存放當(dāng)前指令的偏移地址，該寄存器一定與代碼段寄存器結(jié)合使用段寄存器結(jié)合使用CS（2200H）指令指令10000H（IP）0001

51、H指令指令20002H0003H0004H指令指令30005H0006H指令指令40007H根據(jù)條件轉(zhuǎn)移到指根據(jù)條件轉(zhuǎn)移到指令令20008H指令指令50009H000AH3、總線接口部件和執(zhí)行部件的管、總線接口部件和執(zhí)行部件的管理理 由于指令隊(duì)列緩沖器的存在，實(shí)現(xiàn)了由于指令隊(duì)列緩沖器的存在，實(shí)現(xiàn)了EU與輸入與輸入/輸出接口部件的輸出接口部件的并行工作，從而提高了效率?？偩€接口部件與并行工作，從而提高了效率?？偩€接口部件與EU互相配合工作，其動(dòng)互相配合工作，其動(dòng)作有以下幾方面管理原則：作有以下幾方面管理原則：v當(dāng)當(dāng)8086指令隊(duì)列中有兩字節(jié)空閑時(shí)，總線接口部件自動(dòng)從內(nèi)存中將指令隊(duì)列中有兩字節(jié)空閑

52、時(shí)，總線接口部件自動(dòng)從內(nèi)存中將指令取到指令隊(duì)列中，指令取到指令隊(duì)列中，v每當(dāng)每當(dāng)EU要執(zhí)行一條指令時(shí)，它就從指令隊(duì)列頭部取出指令，后續(xù)指要執(zhí)行一條指令時(shí)，它就從指令隊(duì)列頭部取出指令，后續(xù)指令自動(dòng)向前推進(jìn)。令自動(dòng)向前推進(jìn)。EU要花幾個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行指令。執(zhí)行指令中若要訪要花幾個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行指令。執(zhí)行指令中若要訪問內(nèi)存或問內(nèi)存或I/O設(shè)備，設(shè)備，vEU就向總線接口部件申請(qǐng)總線周期，若就向總線接口部件申請(qǐng)總線周期，若BIU總線空閑，則立即響應(yīng)；總線空閑，則立即響應(yīng)；若若BIU正在取一條指令，則待取指令操作完成后響應(yīng)正在取一條指令，則待取指令操作完成后響應(yīng)EU的總線請(qǐng)求的總線請(qǐng)求v當(dāng)指令隊(duì)列已滿，當(dāng)指令

53、隊(duì)列已滿，EU又沒有申請(qǐng)總線時(shí)，又沒有申請(qǐng)總線時(shí)，BIU進(jìn)入空閑狀態(tài)進(jìn)入空閑狀態(tài)v當(dāng)遇到轉(zhuǎn)移、調(diào)用及返回指令時(shí)，自動(dòng)清除指令隊(duì)列緩沖器中已有當(dāng)遇到轉(zhuǎn)移、調(diào)用及返回指令時(shí)，自動(dòng)清除指令隊(duì)列緩沖器中已有指令，從新地址開始，重新填充指令隊(duì)列，以適應(yīng)新的指令執(zhí)行順序指令，從新地址開始，重新填充指令隊(duì)列，以適應(yīng)新的指令執(zhí)行順序2.1.2 8086的工作模式及引腳功能的工作模式及引腳功能1、8086的工作模式的工作模式 8086CPU提供了兩種工作模式：提供了兩種工作模式：最小工作模式最小工作模式和和最大工作最大工作模式模式。工作在何種模式，將根據(jù)需要由硬件連接決定。工作在何種模式，將根據(jù)需要由硬件連接決

54、定。最小工作模式：系統(tǒng)中只有最小工作模式：系統(tǒng)中只有8086一個(gè)微處理器。在這種系統(tǒng)中，一個(gè)微處理器。在這種系統(tǒng)中，所有的總線控制信號(hào)都直接由所有的總線控制信號(hào)都直接由8086產(chǎn)生。系統(tǒng)中總線控制邏輯產(chǎn)生。系統(tǒng)中總線控制邏輯電路最少。電路最少。最大工作模式：系統(tǒng)中包括兩個(gè)以上處理器，其中一個(gè)最大工作模式：系統(tǒng)中包括兩個(gè)以上處理器，其中一個(gè)8086做做主處理器，其他處理器稱為協(xié)處理器。與主處理器，其他處理器稱為協(xié)處理器。與8086協(xié)同工作的協(xié)處協(xié)同工作的協(xié)處理器有用于數(shù)值運(yùn)算的協(xié)處理器理器有用于數(shù)值運(yùn)算的協(xié)處理器8087，輸入，輸入/輸出協(xié)處理器輸出協(xié)處理器8089。配置協(xié)處理器的系統(tǒng)，主處理器

55、不用處理費(fèi)時(shí)的復(fù)雜運(yùn)算和配置協(xié)處理器的系統(tǒng)，主處理器不用處理費(fèi)時(shí)的復(fù)雜運(yùn)算和I/O設(shè)備服務(wù)，提高了主處理器的運(yùn)行效率。設(shè)備服務(wù)，提高了主處理器的運(yùn)行效率。CLK：時(shí)鐘信號(hào)，輸入RESET：復(fù)位信號(hào)，輸入。8086要求復(fù)位信號(hào)至少維持4個(gè)時(shí)鐘周期的高電平，以完成CPU內(nèi)部寄存器的復(fù)位操作。復(fù)位信號(hào)出現(xiàn)，CPU就結(jié)束當(dāng)前的操作，進(jìn)入復(fù)位操作，即將FR、IP、DS、SS、ES及指令隊(duì)列清0，將CS置為FFFFH，當(dāng)復(fù)位信號(hào)降為低電平時(shí)，CPU從FFFF0H地址開始執(zhí)行指令。所以系統(tǒng)程序在該物理地址單元放一條轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)移到引導(dǎo)程序的入口。2 2、80868086的引腳功能的引腳功能AD15AD0在T1

56、狀態(tài)輸出地址信號(hào)，在T2、T3狀態(tài)，若為總線讀周期則總線浮空，若為總線寫周期，則總線上輸出數(shù)據(jù)。NMI：非屏蔽中斷，輸入，該信號(hào)為一個(gè)由低到高的上升沿有效信號(hào)。它不受中斷允許標(biāo)志IF的影響。一旦產(chǎn)生NMI信號(hào)，CPU處理完一條指令后，立即進(jìn)入非屏蔽中斷處理。最小/最大模式控制信號(hào)，輸入。該引腳接+5V時(shí)，CPU工作在最小模式，接地工作在最大模式A19/S6A16/S3 地址狀態(tài)復(fù)用引腳，輸出。在總線周期的T1狀態(tài)，A19A16輸出最高4位地址信號(hào)，在T2、T3、TW、T4狀態(tài)，S6S3輸出狀態(tài)信息，意義如下：S6為0表示8086CPU占用總線。S5表明中斷允許標(biāo)志IF的設(shè)置情況，若IF=1，則

57、為允許可屏蔽中斷，S5=1；若IF=0，則為禁止可屏蔽中斷，S5=0。S4、S3指明正在使用的段寄存器，組合情況如右表：S3S4含義含義00正在使用正在使用ES01正在使用正在使用SS10正在使用正在使用CS11正在使用正在使用DSINTR：可屏蔽中斷，輸入。高電平有效。CPU在每條指令的最后一個(gè)時(shí)鐘周期對(duì)INTR信號(hào)進(jìn)行采樣，當(dāng)INTR為高電平時(shí)，若IF=1，則在一條指令結(jié)束后即響應(yīng)中斷請(qǐng)求，進(jìn)入中斷處理。RD：讀信號(hào)，三態(tài)，輸出。低電平有效。在CPU 執(zhí)行讀操作時(shí)，RD在T2、T3、TW期間有效。到底是讀存儲(chǔ)器還是讀I/O端口還取決于M/IO信號(hào)。M/IO為高時(shí)，讀存儲(chǔ)器，否則讀I/O端口

58、。READY：準(zhǔn)備好信號(hào)，輸入，高有效。當(dāng)CPU訪問存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備，而存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備來不及在T4結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，就應(yīng)在T3之前提供一個(gè)低電平READY信號(hào)。BHE/S7：高8位數(shù)據(jù)允許/狀態(tài)復(fù)用引腳，輸出。在T1狀態(tài)該引腳輸出BHE信號(hào)（低電平有效），表示高8位數(shù)據(jù)線D15D0上數(shù)據(jù)有效。BHE/S7：高：高8位數(shù)據(jù)允許位數(shù)據(jù)允許/狀態(tài)復(fù)用引腳，輸出。在狀態(tài)復(fù)用引腳，輸出。在T1狀態(tài)該引腳輸狀態(tài)該引腳輸出出BHE信號(hào)（低電平有效），表示高信號(hào)（低電平有效），表示高8位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線D15D8上數(shù)據(jù)有效。上數(shù)據(jù)有效。說明：數(shù)據(jù)線低說明：數(shù)據(jù)線低8位對(duì)應(yīng)內(nèi)存單元的偶地址部分，高位對(duì)應(yīng)內(nèi)存單

59、元的偶地址部分，高8位對(duì)應(yīng)內(nèi)存單位對(duì)應(yīng)內(nèi)存單元的奇地址部分（奇偶地址如何劃分？），即偶地址存放低字節(jié)數(shù)元的奇地址部分（奇偶地址如何劃分？），即偶地址存放低字節(jié)數(shù)據(jù)，奇地址存放高字節(jié)數(shù)據(jù)；而且一個(gè)完整的總線周期中，從內(nèi)存據(jù)，奇地址存放高字節(jié)數(shù)據(jù)；而且一個(gè)完整的總線周期中，從內(nèi)存中讀寫數(shù)據(jù)的順序都是從低字節(jié)開始到高字節(jié)共中讀寫數(shù)據(jù)的順序都是從低字節(jié)開始到高字節(jié)共16位。位。BHE與與A0合起來可向總線上存儲(chǔ)器接口傳送下表所示信息：合起來可向總線上存儲(chǔ)器接口傳送下表所示信息：請(qǐng)思考：上表中為何不能出現(xiàn)請(qǐng)思考：上表中為何不能出現(xiàn)1與與1的組合？的組合？從偶地址開始讀/寫一個(gè)字 AD15AD0從偶地址開

60、始讀寫一個(gè)字節(jié) AD7AD0從奇地址開始讀/寫一個(gè)字節(jié) AD15AD80 1 AD15AD81 0 AD7AD02.1.3 最小模式系統(tǒng)最小模式系統(tǒng)最小模式系統(tǒng)處理器？個(gè)，最小模式系統(tǒng)處理器？個(gè)，MN/MX引腳接向？引腳接向？1、最小模式下第、最小模式下第2431腳信號(hào)功能腳信號(hào)功能（1）WR：寫信號(hào)，輸出：寫信號(hào)，輸出（2）M/IO：存儲(chǔ)器或：存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備控制信號(hào)，輸出設(shè)備控制信號(hào)，輸出WR、RD及及M/IO三個(gè)信號(hào)合起來決定系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?，見三個(gè)信號(hào)合起來決定系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较颍娤卤硐卤鞩/O讀I/O寫存儲(chǔ)器讀存儲(chǔ)器寫（3）HOLD：總線保持請(qǐng)求信號(hào)，輸入。當(dāng)系統(tǒng)中其他：總