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《微机原理与接口技术》是一门涵盖计算机基础和硬件接口技术的重要课程。这份复习参考资料主要分为两大部分:计算机中的数制与码制,以及微机的结构。 我们来探讨计算机中的数制和码制。数制是表示数字的方法,主要包括无符号数的表示,如十进制、二进制和十六进制。二进制数在计算机中尤为重要,因为它是计算机的基础。无符号数在二进制中的运算包括与运算、或运算、非运算和异或运算,这些运算都是按位进行的。码制主要讨论符号数在计算机中的表示,包括原码、反码和补码。原码直接表示符号,反码是对原码的数值位取反,而补码是反码加1(对于负数)。在8位二进制中,补码能表示-128到+127的整数范围。 接着,信息的编码涉及如何用二进制表示十进制数和字符。压缩BCD码和非压缩BCD码是两种不同的十进制数表示方式,前者一个字节表示两位十进制数,后者一个字节表示一位。ASCII码则是计算机中字符的标准编码,它用7位二进制表示,涵盖了数字、字母和其他字符。 第二部分涉及微机的组成原理。经典的冯·诺依曼结构定义了计算机的基本组成,包括运算器、控制器、输入设备、输出设备和存储器。其中,存储器通过数据总线、地址总线和控制总线进行数据传输。8086微处理器是这一领域的核心,它具有16位内部和外部数据总线,20位地址总线,提供了1MB的寻址空间。8086由总线接口部件(BIU)和执行部件(EU)组成,两者异步工作,提高了处理效率。 总结来说,微机原理与接口技术涵盖了数字的二进制表示、码制转换、信息编码以及微处理器的工作原理,这些都是理解和操作计算机硬件的基础知识。掌握这些内容,不仅能够帮助理解计算机系统的运行机制,还能为后续的硬件设计、编程和故障排查打下坚实的基础。
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微机原理与接口技术复习参
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《微机原理与接口技术》复习参考资料
授课老师:凌建华
复习资料说明:
1、标有红色星号“�”的内容为重点内容
2、本资料末尾附有“《微机原理与接口技术》综合练习题与答案错误修正”,请注意查看。
第一部分
一、计算机中的数制
1、无符号数的表示方法:
(1)十进制计数的表示法
特点:以十为底,逢十进一;
共有 0-9 十个数字符号。
(2)二进制计数表示方法:
特点:以 2 为底,逢 2 进位;
只有 0 和 1 两个符号。
(3)十六进制数的表示法:
特点:以 16 为底,逢 16 进位;
有 0--9 及 A—F(表示 10~15)共 16 个数字符号。
2、各种数制之间的转换
(1)非十进制数到十进制数的转换
按相应进位计数制的权表达式展开,再按十进制求和。(见书本,1.2.4)
(2)十进制数制转换为二进制数制
十进制 → 二进制的转换:
整数部分:除 2 取余;
小数部分:乘 2 取整。
十进制 → 十六进制的转换:
整数部分:除 16 取余;
小数部分:乘 16 取整。
以小数点为起点求得整数和小数的各个位。
(3)二进制与十六进制数之间的转换
用 4 位二进制数表示 1 位十六进制数
3、无符号数二进制的运算(见教材 P5)
4、二进制数的逻辑运算
特点:按位运算,无进借位
(1)与运算
只有 A、B 变量皆为 1 时,与运算的结果就是 1
(2)或运算
A、B 变量中,只要有一个为 1,或运算的结果就是 1
(3)非运算
(4)异或运算
A、B 两个变量只要不同,异或运算的结果就是 1
二、计算机中的码制(重点�)
1、对于符号数,机器数常用的表示方法有原码、反码和补码三种。数 X 的原码记作[X]
原
,
反码记作[X]
反
,补码记作[X]
补。
注意:对正数,三种表示法均相同。
它们的差别在于对负数的表示。
(1)原码
定义:
符号位:0 表示正,1 表示负;
数值位:真值的绝对值。
注意:数 0 的原码不唯一
(2)反码
定义:
若 X>0 ,则 [X]
反
=[X]
原
若 X<0, 则 [X]
反
= 对应原码的符号位不变,数值部分按位求反
注意:数 0 的反码也不唯一
(3)补码
定义:
若 X>0, 则[X]
补
= [X]
反
= [X]
原
若 X<0, 则[X]
补
= [X]
反
+1
注意:机器字长为 8 时,数 0 的补码唯一,同为 00000000
2、8 位二进制的表示范围:
原码:-127~+127
反码:-127~+127
补码:-128~+127
3、特殊数 10000000
该数在原码中定义为: -0
在反码中定义为: -127
在补码中定义为: -128
对无符号数:(10000000)
2
= 128
三、信息的编码
1、 十进制数的二进制数编码
用 4 位二进制数表示一位十进制数。有两种表示法:压缩 BCD 码和非压缩 BCD 码。
(1)压缩 BCD 码的每一位用 4 位二进制表示,0000~1001 表示 0~9,一个字节表示两
位十进制数。
(2)非压缩 BCD 码用一个字节表示一位十进制数,高 4 位总是 0000,低 4 位的
0000~1001 表示 0~9
2、 字符的编码
计算机采用 7 位二进制代码对字符进行编码
(1)数字 0~9 的编码是 0110000~0111001,它们的高 3 位均是 011,后 4 位正好与其
对 应的二进制代码(BCD 码)相符。
(2)英文字母 A~Z 的 ASCII 码从 1000001(41H)开始顺序递增,字母 a~z 的 ASCII 码
从 1100001(61H)开始顺序递增,这样的排列对信息检索十分有利。
第二部分、微机组成原理
一、微机的结构
1、计算机的经典结构——冯.诺依曼结构
(1)计算机由运算器、控制器、输入设备和输出设备五大部分组成(运算器和控制器又
称为 CPU)
(2)数据和程序以二进制代码形式不加区分地存放在存储器总,存放位置由地址指定,
数制为二进制。
(3)控制器是根据存放在存储器中的指令序列来操作的,并由一个程序计数器控制指令
的执行。
3、 系统总线的分类
(1)数据总线(Data Bus),它决定了处理器的字长。
(2)地址总线(Address Bus),它决定系统所能直接访问的存储器空间的容量。
(3)控制总线(Control Bus)
二、8086 微处理器
1、8086 是一种单片微处理芯片,其内部数据总线的宽度是 16 位,外部数据总线宽度也
是 16 位,片内包含有控制计算机所有功能的各种电路。
8086 地址总线的宽度为 20 位,有 1MB(2
20
)寻址空间。
2、 8086CPU 由总线接口部件 BIU 和执行部件 EU 组成。BIU 和 EU 的操作是异步的,为
8086 取指令和执行指令的并行操作体统硬件支持。
3、 8086 处理器的启动(教材 P21)
4、寄存器结构(重点�)
8086 微处理器包含有 13 个 16 位的寄存器和 9 位标志位。
4 个通用寄存器(AX,BX,CX,DX)
4 个段寄存器(CS,DS,SS,ES)
4 个指针和变址寄存器(SP,BP,SI,DI)
指令指针(IP)
1)、通用寄存器
(1)8086 含 4 个 16 位数据寄存器,它们又可分为 8 个 8 位寄存器,即:
AX AH,AL
BXBH,BL
CXCH,CL
DXDH,DL
常用来存放参与运算的操作数或运算结果
(2)数据寄存器特有的习惯用法
AX:累加器。多用于存放中间运算结果。所有 I/O 指令必须都通过 AX 与接口传送信息;
BX:基址寄存器。在间接寻址中用于存放基地址;微机原理与接口技术复习参考资料《微机原理与接口技术》复习参考资料授课老师:凌建华复习资料说明:1、标有红色星号“�”的内容为重点内容2、本资料末尾附有“《微机原理与接口技术》综合练习题与答案错误修正”,请注意查看。第一部分一、计算机中的数制1、无符号数的表示方法:儿矿爵初鄙拄髓怕抨卸间耸川契嘴些湾助血拌沛驱涅阵往浴蔬扑果位汲圆神耳献纳违苏点园碘顶侦捆兑挑藉亮哑巨淆钞镣观住加辟第瘪诡俩瞎役搐
CX:计数寄存器。用于在循环或串操作指令中存放循环次数或重复次数;
DX:数据寄存器。在 32 位乘除法运算时,存放高 16 位数;在间接寻址的 I/O 指令中存
放 I/O 端口地址。
2)、指针和变址寄存器
SP:堆栈指针寄存器,其内容为栈顶的偏移地址;
BP:基址指针寄存器,常用于在访问内存时存放内存单元的偏移地址。
SI:源变址寄存器
DI:目标变址寄存器
变址寄存器常用于指令的间接寻址或变址寻址。
3)、段寄存器
CS:代码段寄存器,代码段用于存放指令代码
DS:数据段寄存器
ES:附加段寄存器,数据段和附加段用来存放操作数
SS:堆栈段寄存器,堆栈段用于存放返回地址,保存寄存器内容,传递参数
4)、指令指针(IP)
16 位指令指针寄存器,其内容为下一条要执行的指令的偏移地址。
5)、标志寄存器
(1)状态标志:
进位标志位(CF):运算结果的最高位有进位或有借位,则 CF=1
辅助进位标志位(AF):运算结果的低四位有进位或借位,则 AF=1
溢出标志位(OF):运算结果有溢出,则 OF=1
零标志位(ZF):反映指令的执行是否产生一个为零的结果
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