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微机原理

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 osc_on5pjexo
发布于 2018/04/10 10:48
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第一章  微型计算机基础

第二章  微处理器与系统总线 

第三章   8086的指令系统与寻址方式

 

 

 !有很多东西没写。之后继续

第一章  微型计算机基础

第一节  微型计算机发展概况
  • 计算机是一种自动、高速、精确地进行信息处理的现代化电子设备。自从1946年第一台计算机诞生,计算机已经由电子管时代、晶体管时代、中小规模集成电路时代、发展到大规模、超大规模集成电路时代、第五代计算机、甚至量子计算机发展。
  • 微处理器也有了飞速的发展,从70年代初,由大规模集成电路组成的微型计算机问世,经历30余年-推出了四代产品(4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器及以上)在微型计算机发展过程中,最成功的也最具有影响力的是IBM PC系列微机,又称PC机(PERSONAL  COMPUTER)。
  • 在微型计算机发展的同时,软件系统也得到了迅速的发展。以操作系统为例,PC机最初使用的是DOS操作系统,随着PC机的升级,DOS操作系统以由开始的DOS1.0版本升级到DOS6.2版本。DOS操作系统虽然有着很大的改进,但它仍是一种采用命令行接口的单任务、单用户的操作系统。和DOS操作系统相比,MS Windows操作系统有更大的优越性.MS windows提供了一个具有图形功能的用户界面操作环境,使用户使用更方便,因此得到了广泛的应用。MS Windows也由 WIN 3.1发展到WIN95,WIN NT 、WIN 98、win xp  win2000 \win7、win8、win10。

第二节  微型计算机的硬件结构

  • 虽然计算机发展迅速,但至今为止机的硬件体系结构仍采用冯。诺依曼建立的经典结构,这结构的主要持点是:微型计箅机系统的硬件由五大部分组成,如图所示.这五部分分别是运算器、控制器、存诸器.输入设备和输出设备。其中运算器和控制器合称MPU,微机的各组成部分通过总线连接起来。总线包括地址总线AB(ADDRESS  BUS)、数据总线DB(DATA  BUS)和控制总线CB(CONTROLBUS).我们将微切计箅机的这种系统结构称为三总线结构,简称为为总线结构。

 

  •   按照认识习惯,微机硬件包括主板、CPU、内存、键盘、鼠标、显示器、硬盘、机箱以及各种接口卡。

第三节   微型计算机的运算基础

  二进制、八进制、十进制、十六进制以及原码、反码、补码

  数的编码方式:

    •     BCD------十进制数的二进制编码
    •     ACSII 码
    •     汉字编码
    •   unicode 万国码,gbk国内使用,utf8全世界

 

第四节  PC系列微机系统

一、主板结构

  • 主板是一块多頃印别电路板,h面集成了 CPU、存油器、系统时钟发生器、《盘适K器、开 关、跳线器等电子器件及总线和总线扩展柏*主板按所配用的CPU不同,分为XT主板、AT 板、386主板、4g6主板和Pentium主板*按使用总线的不同可分为ISA总线主板、EISA总线主 板、VEsk厣部总线和PC丨局邢总线主板等,有些PC机将软、硬件驱动适配器、显示器适配器和 串行U、并行口也集成在主板上,构成一体化结^的主板,可提高主机的可靠性和後定性,

 二、常用I/0适配器

  • 微型计算机的外设需通过适配器(又叫控制器)才能与CPU进行数据交换.常用的适配器有显示器适配器、软/硬盘驱动适配器、打印机适配器和串行接口等。
  • 显示适配器
  1. pc机的显示能力与显示器和显示适配器有关,目前常用的显示适配器如下,
  2. EGA(增强图形适配器)这神显示适配器是IBM公司于】984年随AT机推出的一 种功陡较强的显示适配器a它具有较好的字符和m形显示质量.
  3. VGA(视頻图形陈列适配器)这种M示适配器是IBM公司1987年推出的视频控制 器卡.VGA显示棋式为祺拟信号彩色显示器,具有丰苗的色彩.它晁示的宇符和围形质童比 EGA 好。
  4. SVGA(超级视頻图形冻列适配器)它比VGA功能更强,性能更好,可支持1024X 768的炅示分辨率.
  • 软/硬盘驱动器适配器

早期的软硬盘适配器功能单一,各自独立。发展到如今,已将软硬盘驱动器适配器集成在 一起,成为多功能卡,目前使用较多的软硬盘接口卡除了有软硬盘适配器外,还集成了两个串 行口,一个并行口和一个游戏口接口卡,与主板I/O扩展槽相对应,多功能卡也冇许多种类。 目前PC机大多采用IDE接口卡,采用的是ISA总线接口标准,具有体积小,芯线少(40芯扁 平电缆连接多磁头、大容量小型化硬盘的优点。另一种SCSI接口,通过50芯扁平电缆连接,可以同硬盘驵动器、光盘驱动器、打印机等多种外设连接,并通过命令与它们进行通信.故 越来越多的被采用.

  • 其它接口电路

(1)打印机适配器

打印机是重要的输出设备,通常连接在并行端口成RS—232串行n.目前一般把打印机接口集成在多功能卡上打印机接口可以有多个,DOS操作系统称第一个打印机接口为 LPT1,其它依次为LPT2和LPT3等。

(2)串行接口

串行口又称RS—232端口,用来连接打印机,Modem和鼠标器等,S前由行口一般集成 在多功能卡或者主板上。DOS系统中有串行口 1(COMl)和串行口 2(COM2)。DOS 3. 3以后 的版本允许有COM3和COM4,但它们的用途受到限制.

除上述接口电路外,486微机系统中还常常配置一些其它的接口电路,以扩展系统的功 .为了节省空间,简化安装过程.提高系统的可靠性,常将不同的I/O适配器电路做在一块 电路板上,构成特殊功能卡。例如网卡,扫描仪接口卡、多媒体功能卡等。

 

 

第二章  微处理器与系统总线 

第一节  8086的基本结构及功能 

  1. 执行单元
    • 运算器 8个通用寄存器 1个标志寄存器 EU部分控制电路
  2. 总线接口单元
    • 功能: 从内存中取指令到指令预取队列 指令预取队列是并行流水线工作的基础 负责与内存或输入/输出接口之间的数据传送 在执行转移程序时,BIU使指令预取队列复位,从指定的新地址取指令,并立即传给执行单元执行。

 

 

    • 寄存器

内存空间的唯一地址(20位)称为物理地址是由两部分组成的:基地址×16 + 偏移地址

    • 存储器寻址
    • 8086/8088CPU的引脚功能

  • 分时复用 
    • 分时复用就是一个引脚在不同的时刻具有两个甚至多个作用
    • 最常见的总线复用是数据和地址引脚复用
    • 总线复用的目的是为了减少对外引脚个数
    • 8088 /8086CPU的数据地址线采用了总线复用方法

第三节  总线

  • 处理器总线时序
    • 8086的总线操作主要有
    • 存储器读、存储器写、 I/O读操作、 I/O写操作
    • 中断响应操作,总线请求及响应操作
    • 指令周期 → 总线周期 → 时钟周期 
  • 指令周期
    • 指执行一条指令所需要的时间。
  • 总线周期
    • CPU进行一次数据传送的时间。
    • 一个总线周期至少包括4个时钟周期
  • 时钟周期
    • 相邻两个脉冲之间的时间间隔。由计算机主频决定

 

 第三章   8086的指令系统与寻址方式

  •  指令及指令系统;
    • 指令: 控制计算机完成某种操作的命令。微处理器所能执行的,每一种基本操作的二进制表达形式。
    • 指令系统: 处理器所具有和能够执行的所有指令的集合
    • 指令的兼容性: 指令系统是向上兼容的。
  • 指令的格式;
    •  

  • 指令中的操作数类型;
    • 立即数
    • 寄存器操作数
    • 存储器操作数

 

  • 指令字长与机器字长;
    • 指令字长: 由操作码的长度、操作数地址长度、操作数个数决定。
  • 指令的执行时间
  • CISC和RISC指令系统
    • CISC(complex instruction set computer)
      • 指令的功能强,种类多,常用指令用硬件实现;

      • 指令系统复杂,难使用。

    • RISC指令系统

      • 指令功能较弱,种类少,格式简单;

      • 多数指令在一个计算机周期内完成;

      • 对存储器的结构和存取速度要求较高。

 

寻址方式

数可能的来源或存放处:

    • 由指令直接给出
    • 寄存器
    • 内存单元

寻找操作数所在地址的方法可以有三种大类型

    • 指令直接给出的方式
    • 存放于寄存器中的寻址方式
    • 存放于存储器中的寻址方式

 

一、立即寻址 

  • MOV AX,1200H 

二、寄存器寻址

  • MOV AX,BX

三、直接寻址

  • MOV AX,[1200H]

四、寄存器间接寻址

  • MOV AX,[BX] 设BX=1200H

五、寄存器相对寻址 

  • MOV AX,[BX+DATA] 设:DS=2000H,BX=0220H,DATA=05H 则:AX=[20225H]

六、基址变址寻址 

  • MOV SI,1100H MOV BX,SI MOV AX,[SI+BX]

七、基址、变址、相对寻址 

  • 操作数的偏移地址为: 基址寄存器内容+变址寄存器内容+位移量
  • 操作数的段地址由选择的基址寄存器决定。
  • 基址变址相对寻址方式主要用于二维表格操作。
    • MOV DI,1100H MOV BP,DI MOV AL,[BP][DI]5

八、隐含寻址 

  •  MUL  BL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                 

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