【微机原理】是计算机科学中的基础课程,主要讲解计算机硬件系统的组成原理和工作方式。在冯博琴、吴宁合著的《微型计算机原理与接口技术》中,第一、第二章涵盖了计算机的基础知识,包括计数制、数据表示、运算操作以及CPU执行程序的基本流程。
1. **计数制**:计算机中常见的计数制有二进制(Binary)、八进制(Octal)、十进制(Decimal,BCD表示二进制编码的十进制)和十六进制(Hexadecimal)。这些不同的计数制在计算机内部用于表示数据和指令。
2. **机器码与真值**:机器码是数字在计算机内部的二进制形式,是计算机可以直接识别和处理的数据;真值则是这些数字在实际应用中的真实含义或数值。
3. **数制转换**:转换不同计数制之间的数值是微机原理中的基本技能。例如,10100110B转换为十进制是166,十六进制是A6H;0.11B转换为十进制是0.75等。
4. **二进制数的表示**:8位和16位二进制数的原码、补码和反码分别表示的数的范围不同。原码用于表示正负值,补码和反码主要用于负数的表示,其中补码是最常用的一种。8位二进制的原码范围是-127到+127,补码和反码范围扩大到包括-128。
5. **原码、补码和反码的计算**:例如,-1110011B的原码是11110011B,补码是10001101B,反码是11001010B。
6. **加减法运算**:在补码表示下,可以进行二进制数的加减运算,如X=-1110111B,Y=+1011010B,X+Y的结果是11100011B;X-Y的结果需要考虑溢出情况,这里是11101001B。
7. **ASCII码**:ASCII码是一种字符编码标准,4A3-!的ASCII码分别为34H、41H、33H、3DH、21H。
8. **奇偶校验**:奇校验和偶校验用于检查数据传输的错误。例如,字符4和9的ASCII码加上奇校验是34H和B9H,偶校验则是B4H和39H。
9. **CPU执行程序过程**:CPU从内存中取出指令,存入指令寄存器IR,然后进行指令译码并执行指令,执行完成后更新程序计数器PC,获取下一条指令地址,如此循环,直到程序结束。
10. **8086 CPU结构**:8086包含执行单元(Execution Unit, EU)和总线接口单元(Bus Interface Unit, BIU)。EU负责指令执行,BIU负责数据和指令的传输。在执行程序时,BIU先从内存中取指令放入指令队列,然后EU取指令执行,两者协作完成程序的执行。
通过这些知识点的学习,学生能够理解计算机内部如何存储和处理数据,以及CPU如何执行指令,这是深入学习计算机系统、操作系统、编译原理等高级主题的基础。在后续章节中,还会涉及更复杂的概念,如存储系统、指令集、中断系统、输入输出等,这些都是微机原理的重要组成部分。