微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用01

1第一章第一章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.1 概述概述1.2 計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼1.2.1 無(wú)符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算無(wú)符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算1.2.2 帶符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算帶符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算1.2.3 二進(jìn)制編碼二進(jìn)制編碼*1.2.4 計(jì)算機(jī)的定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示計(jì)算機(jī)的定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示1.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置1.3.1 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成1.3.2 微型計(jì)算機(jī)的分類微型計(jì)算機(jī)的分類2第一章第一章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.3.3 IBM PC和和PC/XT的配置的配置1.4 微處理器微處理器1.4.1 Intel 8086/80881.4.2 Intel 802861.4.3 Intel 803861.4.4 Intel 804861.4.5 Pentium 系列微處理器系列微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)CPU(Central Processing Unit)CPU(Central Processing Unit)：即中央處理單元，是即中央處理單元，是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的心臟，由運(yùn)算器和控制器組成。一臺(tái)計(jì)算機(jī)的心臟，由運(yùn)算器和控制器組成。微處理器（微處理器（Microprocessor)Microprocessor):把把CPUCPU和一組稱為寄存器和一組稱為寄存器（RegistersRegisters）的特殊存儲(chǔ)器集成在一片大規(guī)模集成電路的特殊存儲(chǔ)器集成在一片大規(guī)模集成電路或超大規(guī)模集成電路封裝之中，這個(gè)器件才被稱為微處理或超大規(guī)模集成電路封裝之中，這個(gè)器件才被稱為微處理器。（器。（Pentium Pentium 芯片）芯片）微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)：以微處理器為核心，加上一定數(shù)量的存儲(chǔ)器以微處理器為核心，加上一定數(shù)量的存儲(chǔ)器以及若干個(gè)外部設(shè)備，就構(gòu)成了微型計(jì)算機(jī)。（以及若干個(gè)外部設(shè)備，就構(gòu)成了微型計(jì)算機(jī)。（PCPC機(jī)、單機(jī)、單片機(jī)）片機(jī)）微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：以微型計(jì)算機(jī)為中心，配以相應(yīng)的外圍以微型計(jì)算機(jī)為中心，配以相應(yīng)的外圍設(shè)備以及控制微型計(jì)算機(jī)工作的軟件，就構(gòu)成了完整的微設(shè)備以及控制微型計(jì)算機(jī)工作的軟件，就構(gòu)成了完整的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。微型計(jì)算機(jī)的三種形式微型計(jì)算機(jī)的三種形式：微處理器微處理器微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)算機(jī)系統(tǒng)1.1 概述概述第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)4計(jì)算機(jī)發(fā)展史計(jì)算機(jī)發(fā)展史19641964：世界上第一臺(tái)電子計(jì)算：世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)機(jī)ENIACENIAC馮馮 諾依曼諾依曼19711971：IntelIntel公司公司 MCS-4MCS-4微型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 第一代微處理器第一代微處理器Intel4004Intel400419761976：MITSMITS公司第一臺(tái)微型公司第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)Altair 880019761976：蘋果公司微型計(jì)算機(jī)蘋果公司微型計(jì)算機(jī)蘋果蘋果19801980：IBMIBM公司第一臺(tái)個(gè)人臺(tái)式計(jì)公司第一臺(tái)個(gè)人臺(tái)式計(jì)算機(jī)算機(jī)IBM PCIBM PC操作系統(tǒng)：微軟公司的操作系統(tǒng)：微軟公司的MS-DOSMS-DOS微處理器：微處理器：Intel8088Intel8088第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)5微處理器發(fā)展史微處理器發(fā)展史Intel4004Intel8080、MC6800、Z80Intel8086/8088Intel80286Intel80386/80486Intel Pentium/Pro/MMX/Pentium4PentiumDIntel Core2 Duo酷?？犷?雙核雙核 Intel Celeron duo-core酷?？犷7四核四核4位位8位位16位位 32位位64位位雙核雙核四核四核第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)6數(shù)制數(shù)制二進(jìn)制數(shù)（以二進(jìn)制數(shù)（以B結(jié)尾）結(jié)尾）十六進(jìn)制數(shù)（以十六進(jìn)制數(shù)（以H結(jié)尾）結(jié)尾）十進(jìn)制數(shù)（以十進(jìn)制數(shù)（以D結(jié)尾）結(jié)尾）注：數(shù)在機(jī)器中是用二進(jìn)制表示的，但為了書寫方注：數(shù)在機(jī)器中是用二進(jìn)制表示的，但為了書寫方便我們用十六進(jìn)制表示，一個(gè)字節(jié)（便我們用十六進(jìn)制表示，一個(gè)字節(jié)（8位二進(jìn)制數(shù)）位二進(jìn)制數(shù)）用兩位十六進(jìn)制數(shù)來(lái)表示。用兩位十六進(jìn)制數(shù)來(lái)表示。例：例：10110011B179DB3H自學(xué)：二進(jìn)制的運(yùn)算和數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換自學(xué)：二進(jìn)制的運(yùn)算和數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換1.2 計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)7無(wú)符號(hào)數(shù)和帶符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)和帶符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)：無(wú)符號(hào)數(shù)的最高位不是符號(hào)位而是數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)的最高位不是符號(hào)位而是數(shù)值的一部分值的一部分。帶符號(hào)數(shù)帶符號(hào)數(shù):把二進(jìn)制數(shù)的最高一位定義為符號(hào)位，把二進(jìn)制數(shù)的最高一位定義為符號(hào)位，符號(hào)位為符號(hào)位為0表示正數(shù)，符號(hào)位為表示正數(shù)，符號(hào)位為1表示負(fù)數(shù)。表示負(fù)數(shù)。符號(hào)位符號(hào)位：如果是：如果是8位二進(jìn)制數(shù)，則符號(hào)位是位二進(jìn)制數(shù)，則符號(hào)位是D7，如如果是果是16位二進(jìn)制數(shù)，則符號(hào)位是位二進(jìn)制數(shù)，則符號(hào)位是D15。1.2 計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)8帶符號(hào)數(shù)的表示方法帶符號(hào)數(shù)的表示方法除非特別聲明，帶符號(hào)數(shù)都默認(rèn)由除非特別聲明，帶符號(hào)數(shù)都默認(rèn)由補(bǔ)碼補(bǔ)碼表示。表示。正數(shù)的補(bǔ)碼和原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼等于其對(duì)應(yīng)正數(shù)的正數(shù)的補(bǔ)碼和原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼等于其對(duì)應(yīng)正數(shù)的補(bǔ)碼按位求反（包括符號(hào)位）再加補(bǔ)碼按位求反（包括符號(hào)位）再加1 1。例：例：-97-97補(bǔ)補(bǔ) 1001 1111 1001 1111 -127 -127補(bǔ)補(bǔ)?1000 0001 1000 0001二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的帶符號(hào)數(shù)的真值的求法：正數(shù)的真值二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的帶符號(hào)數(shù)的真值的求法：正數(shù)的真值直接由補(bǔ)碼求得直接由補(bǔ)碼求得；負(fù)數(shù)的真值須將負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼按位取反負(fù)數(shù)的真值須將負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼按位取反加加1 1，得到真值的絕對(duì)值，然后再加上負(fù)號(hào)。，得到真值的絕對(duì)值，然后再加上負(fù)號(hào)。例：例：0111 1111=+1270111 1111=+127補(bǔ)補(bǔ) 1000 0000=1000 0000=?-128 -128補(bǔ)補(bǔ) u8 8位二進(jìn)制帶符號(hào)數(shù)可以表示的范圍？位二進(jìn)制帶符號(hào)數(shù)可以表示的范圍？8 8位無(wú)符號(hào)數(shù)可以表示的范圍？位無(wú)符號(hào)數(shù)可以表示的范圍？1.2 計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)9帶符號(hào)數(shù)和無(wú)符號(hào)數(shù)的關(guān)系帶符號(hào)數(shù)和無(wú)符號(hào)數(shù)的關(guān)系 1.2 計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼對(duì)于一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，到底是帶符號(hào)數(shù)還是不帶符號(hào)數(shù)，計(jì)對(duì)于一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，到底是帶符號(hào)數(shù)還是不帶符號(hào)數(shù)，計(jì)算機(jī)是不知道的，完全由運(yùn)算的人來(lái)確定，就是說(shuō)，二進(jìn)制算機(jī)是不知道的，完全由運(yùn)算的人來(lái)確定，就是說(shuō)，二進(jìn)制數(shù)的含義是人為賦予的。由于采用了補(bǔ)碼表示法，計(jì)算機(jī)在數(shù)的含義是人為賦予的。由于采用了補(bǔ)碼表示法，計(jì)算機(jī)在處理帶符號(hào)數(shù)和不帶符號(hào)數(shù)的運(yùn)算時(shí)，處理方法完全一致，處理帶符號(hào)數(shù)和不帶符號(hào)數(shù)的運(yùn)算時(shí)，處理方法完全一致，運(yùn)算結(jié)果運(yùn)算結(jié)果在其可以表示的范圍內(nèi)在其可以表示的范圍內(nèi)的總是正確。的總是正確。機(jī) 器運(yùn) 算表 示符 號(hào) 數(shù)表 示無(wú) 符 號(hào)數(shù) 10111001 00101011 11100100+)-71補(bǔ) 43補(bǔ)-28補(bǔ)+)185 43 228+)第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)10二進(jìn)制編碼二進(jìn)制編碼BCD碼碼BCD有十個(gè)不同的數(shù)字符號(hào)，且是逢十進(jìn)位的，但它的有十個(gè)不同的數(shù)字符號(hào)，且是逢十進(jìn)位的，但它的每一位是用四位二進(jìn)制編碼來(lái)表示的，因此稱為二進(jìn)制每一位是用四位二進(jìn)制編碼來(lái)表示的，因此稱為二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制碼。編碼的十進(jìn)制碼。注：注：BCD碼和二進(jìn)制碼不能直接轉(zhuǎn)換，而是要通過(guò)十進(jìn)碼和二進(jìn)制碼不能直接轉(zhuǎn)換，而是要通過(guò)十進(jìn)制碼制碼例：例：(0111 0011)BCD=73D=0100 1001B 0111 0011B=115D=(0001 0001 0101)BCD。壓縮壓縮BCD碼碼的每一位用的每一位用4位二進(jìn)制表示，位二進(jìn)制表示，00001001表示表示09，一個(gè)字節(jié)表示兩位十進(jìn)制數(shù)。例如：，一個(gè)字節(jié)表示兩位十進(jìn)制數(shù)。例如：0111 0011非壓縮非壓縮BCD碼碼用一個(gè)字節(jié)表示一位十進(jìn)制數(shù)，高用一個(gè)字節(jié)表示一位十進(jìn)制數(shù)，高4位總位總是是0000，低，低4位的位的00001001表示表示09。例如：。例如：0000 0011 1.2 計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)11二進(jìn)制編碼二進(jìn)制編碼1.2 計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼BCD編碼表編碼表十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)BCD碼碼十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)BCD碼碼0000081000100019100120010100001 000030011110001 000140100120001 001050101130001 001160110140001 010070111150001 0101第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)12二進(jìn)制編碼二進(jìn)制編碼ASCII碼碼 字母、數(shù)字、符號(hào)等各種字符都必須按照特定的規(guī)則用字母、數(shù)字、符號(hào)等各種字符都必須按照特定的規(guī)則用二進(jìn)制編碼才能在計(jì)算機(jī)中表示。二進(jìn)制編碼才能在計(jì)算機(jī)中表示。ASCII碼是一種全世碼是一種全世界普遍采用的字符編碼。界普遍采用的字符編碼。ASCII碼用碼用7位二進(jìn)制編碼表示位二進(jìn)制編碼表示128種字符。種字符。數(shù)字?jǐn)?shù)字09的編碼是的編碼是01100000111001，它們的高，它們的高3位均是位均是011，后，后4位正好與其對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼相符。位正好與其對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼相符。英文字母英文字母AZ的的ASCII碼從碼從1000001（41H）開(kāi)始順序遞開(kāi)始順序遞增，字母增，字母az的的ASCII碼從碼從1100001（61H）開(kāi)始順序遞開(kāi)始順序遞增，這樣的排列對(duì)信息檢索十分有利。增，這樣的排列對(duì)信息檢索十分有利。1.2 計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)13二進(jìn)制編碼二進(jìn)制編碼1.2 計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼 ASCII 字符表0000010100111001011101110000NULDLESP0Pp0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC22BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENGNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;Kk1100FFFS,Nn1111SIUS/?OoDEL注：H 表示高 3 位，L 表示低 4 位。HL附錄附錄1.1 ASCII（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)交換標(biāo)準(zhǔn)碼）字符表（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)交換標(biāo)準(zhǔn)碼）字符表（7位表）位表）第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)14位、字、字節(jié)、雙字和字長(zhǎng)位、字、字節(jié)、雙字和字長(zhǎng) 位（位（bit）是計(jì)算機(jī)所能表示的最小最基本的數(shù)據(jù)單位，是計(jì)算機(jī)所能表示的最小最基本的數(shù)據(jù)單位，它指的是取值只能為它指的是取值只能為0或或1的一個(gè)二進(jìn)制數(shù)值位。位作的一個(gè)二進(jìn)制數(shù)值位。位作為單位時(shí)記作為單位時(shí)記作b 字節(jié)（字節(jié)（byte）由由8個(gè)位二進(jìn)制位組成，通常用作計(jì)算存?zhèn)€位二進(jìn)制位組成，通常用作計(jì)算存儲(chǔ)容量的單位。字節(jié)作為單位時(shí)記作儲(chǔ)容量的單位。字節(jié)作為單位時(shí)記作B。例如例如8086/8088有有20位地址線，它的存儲(chǔ)器尋址范圍位地址線，它的存儲(chǔ)器尋址范圍（容量）是（容量）是220字節(jié)，記做字節(jié)，記做1MB。1K=1024=210；1M=1024K=220；1G=1024M=230；1T=1024G=240；1KB1K8b 字（字（word)是計(jì)算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的基本單位是計(jì)算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的基本單位,它通它通常取決于微處理器內(nèi)部通用寄存器的位數(shù)和數(shù)據(jù)總線常取決于微處理器內(nèi)部通用寄存器的位數(shù)和數(shù)據(jù)總線的寬度。的寬度。雙字雙字(DW)1.2 計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)15位、字、字節(jié)、雙字和字長(zhǎng)位、字、字節(jié)、雙字和字長(zhǎng) 字長(zhǎng)字長(zhǎng)是字所包含的二進(jìn)制位數(shù)，即微處理器一次可以是字所包含的二進(jìn)制位數(shù)，即微處理器一次可以直接處理的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)。微處理器的字長(zhǎng)有直接處理的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)。微處理器的字長(zhǎng)有4位、位、8位、位、16位和位和32位等等。例如：位等等。例如：8088稱為準(zhǔn)稱為準(zhǔn)16位微處理位微處理器，而器，而80386SX稱為準(zhǔn)稱為準(zhǔn)32位微處理器。位微處理器。IBM PC/XT機(jī)規(guī)定：機(jī)規(guī)定：字（字（W）2字節(jié)字節(jié)16位位 雙字（雙字（DW）4字節(jié)字節(jié)32位位 四字（四字（QW）8字節(jié)字節(jié)64位位1.2 計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼半字節(jié)字節(jié)字雙字03034707078F8F1 01 71 81 F第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)16微型計(jì)算機(jī)的組成微型計(jì)算機(jī)的組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件硬件軟件軟件主機(jī)主機(jī)外部設(shè)備外部設(shè)備CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器I/O接口接口運(yùn)算器運(yùn)算器控制器控制器寄存器寄存器系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件圖圖1.5 微型計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)1.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)17微型計(jì)算機(jī)硬件之一：微型計(jì)算機(jī)硬件之一：CPU運(yùn)算器（運(yùn)算器（ALU）：完成數(shù)據(jù)的算術(shù)和邏輯完成數(shù)據(jù)的算術(shù)和邏輯運(yùn)算運(yùn)算控制器控制器：一般由指令寄存器、指令譯碼器：一般由指令寄存器、指令譯碼器和控制電路組成。和控制電路組成。寄存器寄存器：存放經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)，速度快。：存放經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)，速度快。1.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)18微型計(jì)算機(jī)硬件之二：存儲(chǔ)器微型計(jì)算機(jī)硬件之二：存儲(chǔ)器用于存放數(shù)據(jù)和程序用于存放數(shù)據(jù)和程序內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容：內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容：內(nèi)存的操作：讀和寫內(nèi)存的操作：讀和寫內(nèi)存的分類：內(nèi)存的分類：RAM和和ROM1.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置地址地址234FDH1100 1111(CFH)內(nèi)容內(nèi)容00000H00001HFFFFFH第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)19模型機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)模型機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)注：存儲(chǔ)器單元的地址：共有注：存儲(chǔ)器單元的地址：共有256個(gè)存儲(chǔ)器單元，對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行編號(hào)，個(gè)存儲(chǔ)器單元，對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行編號(hào)，就是存儲(chǔ)器單元的地址就是存儲(chǔ)器單元的地址 存儲(chǔ)器單元的內(nèi)容：每個(gè)存儲(chǔ)器單元可以放一個(gè)存儲(chǔ)器單元的內(nèi)容：每個(gè)存儲(chǔ)器單元可以放一個(gè)8位二進(jìn)制編碼，位二進(jìn)制編碼，就是它的內(nèi)容就是它的內(nèi)容1.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)20微型計(jì)算機(jī)硬件之三和四：微型計(jì)算機(jī)硬件之三和四：I/O接口及設(shè)備接口及設(shè)備接口電路：接口電路：I/O適配器適配器接口和存儲(chǔ)器一樣，也有地址接口和存儲(chǔ)器一樣，也有地址數(shù)字量輸入輸出接口：并行接口、串行接口、數(shù)字量輸入輸出接口：并行接口、串行接口、中斷接口中斷接口模擬量輸入輸出接口：數(shù)模轉(zhuǎn)換器模擬量輸入輸出接口：數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A和模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D1.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)21微型計(jì)算機(jī)硬件之三和四：微型計(jì)算機(jī)硬件之三和四：I/O接口及設(shè)備接口及設(shè)備輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀和輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀和A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器等器等輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)和繪圖儀等輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)和繪圖儀等 磁盤、磁盤、U盤等既是輸入設(shè)備也是輸出設(shè)盤等既是輸入設(shè)備也是輸出設(shè)備備輸入設(shè)備和輸出設(shè)備統(tǒng)稱為外設(shè)輸入設(shè)備和輸出設(shè)備統(tǒng)稱為外設(shè)1.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)22微型計(jì)算機(jī)的外部結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)的外部結(jié)構(gòu)圖圖1.7 微型計(jì)算機(jī)的外部結(jié)構(gòu)框圖微型計(jì)算機(jī)的外部結(jié)構(gòu)框圖1.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器I/O接接口口輸輸入入設(shè)設(shè)備備I/O接接口口數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 DB控制總線控制總線 CB地址總線地址總線 AB輸輸出出設(shè)設(shè)備備CPU第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)23總線總線總線：連接微型計(jì)算機(jī)各個(gè)部件總線：連接微型計(jì)算機(jī)各個(gè)部件地址總線地址總線 AB（Address Bus):地址總線的位數(shù)決定了直接地址總線的位數(shù)決定了直接尋址的地址空間的大小。地址空間的范圍僅決定于地址線尋址的地址空間的大小。地址空間的范圍僅決定于地址線的位數(shù)，與數(shù)據(jù)總線的位數(shù)無(wú)關(guān)，在每一個(gè)內(nèi)存單元中存的位數(shù)，與數(shù)據(jù)總線的位數(shù)無(wú)關(guān)，在每一個(gè)內(nèi)存單元中存放一個(gè)字節(jié)。單向總線，放一個(gè)字節(jié)。單向總線，CPU 接口或存儲(chǔ)器接口或存儲(chǔ)器例：例：32位地址線表示為位地址線表示為A31A0可以尋址的空間為可以尋址的空間為2324GB數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB（Data Bus）：使得數(shù)據(jù)可以在使得數(shù)據(jù)可以在CPU與與I/O接接口和口和CPU與存儲(chǔ)器之間雙向傳輸，雙向總線與存儲(chǔ)器之間雙向傳輸，雙向總線CPU 接接口或存儲(chǔ)器口或存儲(chǔ)器控制總線控制總線（Control Bus）：用來(lái)傳送各種控制信號(hào)，包括用來(lái)傳送各種控制信號(hào)，包括CPUCPU送往存儲(chǔ)器和輸入輸出設(shè)備的讀、寫、中斷信號(hào)，還送往存儲(chǔ)器和輸入輸出設(shè)備的讀、寫、中斷信號(hào)，還包括其它外設(shè)傳送給包括其它外設(shè)傳送給CPUCPU的時(shí)鐘、中斷請(qǐng)求和準(zhǔn)備就緒信的時(shí)鐘、中斷請(qǐng)求和準(zhǔn)備就緒信號(hào)。作為一個(gè)整體是雙向的，每一根的方向是一定的單向號(hào)。作為一個(gè)整體是雙向的，每一根的方向是一定的單向的。的。1.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、分類和配置第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)IBM PC/XT 配置配置微處理器：微處理器：8088,協(xié)處理器協(xié)處理器8087總線控制器：總線控制器：8288時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生與驅(qū)動(dòng)器時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生與驅(qū)動(dòng)器8284可編程定時(shí)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器8253DMA控制器控制器8237可編程中斷控制器可編程中斷控制器8259RAM和和ROMI/O接口電路和擴(kuò)展槽接口電路和擴(kuò)展槽24第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)25圖圖1.9 Intel 8086/8088的功能結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)1.4 微處理器微處理器AH ALBH BLCH CLDH DLSPBPDISI通通 用用 寄寄 存存 器器AXBXCXDXALU數(shù)據(jù)總線（數(shù)據(jù)總線（16位）位）運(yùn)算寄存器運(yùn)算寄存器ALU標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器EU 控控制系統(tǒng)制系統(tǒng)執(zhí)行單元執(zhí)行單元EUCSDSSSESIP內(nèi)部暫存器內(nèi)部暫存器1 2 3 4 5 6數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線8088:8位位8086:16位位總線總線 控控制邏輯制邏輯地址總線地址總線20位位指令隊(duì)列指令隊(duì)列80888086Q總線總線（8位）位）指令指針指令指針段寄存器段寄存器外部外部總線總線總線接口總線接口單元單元BIU第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)26MOV AL,110110000 00000001ADD AL,200000100 00000010MOV 0008,AL10100010 00001001HLT11110100微型計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程微型計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程1.4 微處理器微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)27圖圖1.10 8086/8088的內(nèi)部寄存器的內(nèi)部寄存器1.4 微處理器微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)28通用寄存器通用寄存器 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器AX，BX，CX，DX，AH，AL，BH，BL，CH，CL，DH，DL（16-8）習(xí)慣：習(xí)慣：AX累加器累加器(Accumulator)；BX基址寄存器；基址寄存器；CX(Count)計(jì)數(shù)寄存器計(jì)數(shù)寄存器,循環(huán)循環(huán)-串操作；串操作；DX數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器，I/O port,雙字除（雙字除（H16）；）；地址指針寄存器地址指針寄存器SP，BP：SP：Stack Pointer R,堆棧指針寄存器堆棧指針寄存器 BP：Base PointerR，基址指針寄存器基址指針寄存器 變址寄存器變址寄存器SI，DI：SI：Source Index R，源變址寄存器源變址寄存器 DI：Destination Index R，目的變址寄存器目的變址寄存器1.4 微處理器微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)29段寄存器和控制寄存器段寄存器和控制寄存器1.4 微處理器微處理器段寄存器：段寄存器：CS：代碼段寄存器代碼段寄存器 SS：堆棧段寄存器堆棧段寄存器 DS：數(shù)據(jù)段寄存器數(shù)據(jù)段寄存器 ES：附加數(shù)據(jù)段寄存器附加數(shù)據(jù)段寄存器控制寄存器控制寄存器 IP：指令指針寄存器指令指針寄存器 FLAGS：標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)30標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器FLAG狀態(tài)標(biāo)志位狀態(tài)標(biāo)志位：CF,PF,AF,ZF,SF,OFCF進(jìn)位標(biāo)志位：進(jìn)位標(biāo)志位：當(dāng)進(jìn)行加法或減法運(yùn)算時(shí)，若最高位發(fā)生進(jìn)位或借當(dāng)進(jìn)行加法或減法運(yùn)算時(shí)，若最高位發(fā)生進(jìn)位或借位則位則CF1，否則否則CF0。PF奇偶標(biāo)志位：奇偶標(biāo)志位：當(dāng)邏輯運(yùn)算結(jié)果中當(dāng)邏輯運(yùn)算結(jié)果中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)的個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)PF1，為為奇數(shù)時(shí)奇數(shù)時(shí)PF=0。AF輔助進(jìn)位位：輔助進(jìn)位位：在在8位加減法操作中，低位加減法操作中，低4位向高位向高4位有進(jìn)位、借位發(fā)位有進(jìn)位、借位發(fā)生生;在在16位加減法操作中，低位加減法操作中，低8位向高位向高8位有進(jìn)位、借位發(fā)生。位有進(jìn)位、借位發(fā)生。ZF零標(biāo)志位：零標(biāo)志位：當(dāng)運(yùn)算結(jié)果為零時(shí)當(dāng)運(yùn)算結(jié)果為零時(shí)ZF1，否則否則ZF0。SF符號(hào)標(biāo)志位：符號(hào)標(biāo)志位：當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的最高位當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的最高位MSB為為1時(shí)時(shí)SF=1，否則否則SF=0。OF溢出標(biāo)志位：溢出標(biāo)志位：當(dāng)算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果超出了帶符號(hào)數(shù)的范圍，即溢出當(dāng)算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果超出了帶符號(hào)數(shù)的范圍，即溢出時(shí)，時(shí)，OF=1，否則否則OF0。8位位/16位帶符號(hào)數(shù)范圍位帶符號(hào)數(shù)范圍 1.4 微處理器微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)311.4 微處理器微處理器進(jìn)位標(biāo)志位（進(jìn)位標(biāo)志位（CF）和溢出標(biāo)志位（和溢出標(biāo)志位（OF）第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)32進(jìn)位標(biāo)志位（進(jìn)位標(biāo)志位（CF）和溢出標(biāo)志位（和溢出標(biāo)志位（OF）進(jìn)位和溢出是兩個(gè)不同的概念，沒(méi)用直接聯(lián)系。進(jìn)位和溢出是兩個(gè)不同的概念，沒(méi)用直接聯(lián)系。如果如果8位運(yùn)算的結(jié)果超出了位運(yùn)算的結(jié)果超出了帶符號(hào)數(shù)的表示范圍帶符號(hào)數(shù)的表示范圍（128127），16位運(yùn)算的結(jié)果超出了位運(yùn)算的結(jié)果超出了帶符帶符號(hào)數(shù)的表示范圍（號(hào)數(shù)的表示范圍（3276832767），則，則OF1；否則，；否則，OF=0。如果如果8位運(yùn)算的結(jié)果超出了位運(yùn)算的結(jié)果超出了無(wú)符號(hào)數(shù)的表示范圍無(wú)符號(hào)數(shù)的表示范圍（小于等于（小于等于255），16位運(yùn)算的結(jié)果超出位運(yùn)算的結(jié)果超出了無(wú)符號(hào)了無(wú)符號(hào)數(shù)的表示范圍（小于等于數(shù)的表示范圍（小于等于65535），則，則CF1；否；否則，則，CF=0。機(jī)器進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，并不知道是帶符號(hào)數(shù)還是無(wú)符機(jī)器進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，并不知道是帶符號(hào)數(shù)還是無(wú)符號(hào)數(shù)，會(huì)同時(shí)給出進(jìn)位位和溢出位的值。號(hào)數(shù)，會(huì)同時(shí)給出進(jìn)位位和溢出位的值。1.4 微處理器微處理器1.4 微處理器微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)33標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器FLAG控制標(biāo)志位控制標(biāo)志位：TF,IF,DFTF 跟蹤標(biāo)志位跟蹤標(biāo)志位：TF=1，使使CPU處于單步執(zhí)行指令的工作方式。這處于單步執(zhí)行指令的工作方式。這種方式便于進(jìn)行程序的調(diào)試。每執(zhí)行一條指令后，自動(dòng)產(chǎn)生一次內(nèi)部種方式便于進(jìn)行程序的調(diào)試。每執(zhí)行一條指令后，自動(dòng)產(chǎn)生一次內(nèi)部中斷，從而使用戶能逐條指令地檢查程序。中斷，從而使用戶能逐條指令地檢查程序。IF 中斷允許標(biāo)志位中斷允許標(biāo)志位：IF=l使使CPU可以響應(yīng)可屏蔽中斷請(qǐng)求。可以響應(yīng)可屏蔽中斷請(qǐng)求。IF=0使使CPU禁止響應(yīng)可屏蔽中斷請(qǐng)求，禁止響應(yīng)可屏蔽中斷請(qǐng)求，IF的狀態(tài)對(duì)不可屏蔽中斷及內(nèi)部中的狀態(tài)對(duì)不可屏蔽中斷及內(nèi)部中斷沒(méi)有影響。斷沒(méi)有影響。DF 方向標(biāo)志位方向標(biāo)志位：DF=l 使串操作按減地址方式進(jìn)行。也就是說(shuō)，從使串操作按減地址方式進(jìn)行。也就是說(shuō)，從高地址開(kāi)始，每操作一次地址減小一次。高地址開(kāi)始，每操作一次地址減小一次。DF0使串操作按增地址方使串操作按增地址方式進(jìn)行。式進(jìn)行。1.4 微處理器微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)34圖圖1.12 8088的引腳的引腳1.4 微處理器微處理器20根地址線根地址線A0A198根數(shù)據(jù)線（根數(shù)據(jù)線（D0D7）狀態(tài)線（狀態(tài)線（S3S6)剩余控制線剩余控制線第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)358086808680888088引腳分類引腳分類第一類第一類 每個(gè)引腳只傳送一種信息。每個(gè)引腳只傳送一種信息。/RD。第二類第二類 每個(gè)引腳電平的高低代表不同的信號(hào)，例如每個(gè)引腳電平的高低代表不同的信號(hào)，例如IOM。第三類第三類 引腳在引腳在80868088的兩種不同工作方式的兩種不同工作方式最小最小模式和最大模式下有不同的名稱和定義。例如：第模式和最大模式下有不同的名稱和定義。例如：第29腳為腳為/WR（/LOCK）。）。第四類第四類 每個(gè)引腳可以傳送兩種信息每個(gè)引腳可以傳送兩種信息(分時(shí)復(fù)用）。這兩種分時(shí)復(fù)用）。這兩種信息在時(shí)間上是可以分開(kāi)的，因此可以用一個(gè)引腳在不同信息在時(shí)間上是可以分開(kāi)的，因此可以用一個(gè)引腳在不同時(shí)刻傳送不同的信息，一般稱這類引腳為分時(shí)復(fù)用線。例時(shí)刻傳送不同的信息，一般稱這類引腳為分時(shí)復(fù)用線。例如：如：AD7 AD0第五類第五類 引腳的輸入和輸出分別傳送不同的信息，如引腳的輸入和輸出分別傳送不同的信息，如RQGT0輸入輸入時(shí)傳送總線請(qǐng)求，時(shí)傳送總線請(qǐng)求，輸出輸出時(shí)傳送總線請(qǐng)求允許。時(shí)傳送總線請(qǐng)求允許。第六類第六類 電源電源/地地 Vcc/Vss（GND）1.4 微處理器微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)368088的引腳的引腳AD7AD0(輸入輸入/輸出輸出,三態(tài)）三態(tài)）低低8位地址位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用線數(shù)據(jù)復(fù)用線A15A8 高高8位地址輸出線位地址輸出線A19/S6、A18/S5、A17/S4、A16/S3(輸出輸出,三態(tài)）三態(tài)）地址地址/狀態(tài)復(fù)用線狀態(tài)復(fù)用線 RD(輸出輸出,三態(tài)）三態(tài)）讀選通信號(hào)讀選通信號(hào)READY(輸入）輸入）準(zhǔn)備就緒信號(hào)準(zhǔn)備就緒信號(hào)INTR(輸入）輸入）可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)1.4 微處理器微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)378088的引腳的引腳TEST(輸入）輸入）檢測(cè)輸入信號(hào)檢測(cè)輸入信號(hào)NMI(輸入）輸入）非屏蔽中斷輸入信號(hào)非屏蔽中斷輸入信號(hào)RESET(輸入）輸入）復(fù)位輸入信號(hào)復(fù)位輸入信號(hào)CLK(輸入）輸入）時(shí)鐘輸入信號(hào)時(shí)鐘輸入信號(hào)MN/MX 最小最小/最大模式輸入信號(hào)最大模式輸入信號(hào)VCC 電源引腳電源引腳GND 接地信號(hào)接地信號(hào)1.4 微處理器微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)388086/8088的工作狀態(tài)的工作狀態(tài)根據(jù)根據(jù)8086所連存儲(chǔ)器或外設(shè)的規(guī)模，所連存儲(chǔ)器或外設(shè)的規(guī)模，8086可分為最大組態(tài)和最小組態(tài)。在兩種組態(tài)可分為最大組態(tài)和最小組態(tài)。在兩種組態(tài)下，引腳下，引腳24至至31具有不同的名稱和意義，具有不同的名稱和意義，由引腳由引腳MN/MX來(lái)規(guī)定處于哪種組態(tài)。來(lái)規(guī)定處于哪種組態(tài)。MN/MX端接高電平端接高電平，決定了，決定了8086工作在最工作在最小模式，如果小模式，如果接地接地，則工作在最大方式。，則工作在最大方式。最小方式適用于由單微處理器組成的小系最小方式適用于由單微處理器組成的小系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，8086/8088CPU直接產(chǎn)直接產(chǎn)生所有的總線控制信號(hào)，因而省去了總線生所有的總線控制信號(hào)，因而省去了總線控制邏輯?？刂七壿嫛?.4 微處理器微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)398086/8088的最小工作模式的最小工作模式1.4 微處理器微處理器鎖存器：74LS373i8282/8283（雙向）緩沖器74LS245i8286/8287第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)40最小組態(tài)時(shí)最小組態(tài)時(shí)2431引腳引腳最小組態(tài)時(shí)，最小組態(tài)時(shí)，2431引腳的意義引腳的意義:IO/M(輸出，三態(tài)）輸出，三態(tài)）存儲(chǔ)器訪問(wèn)還是存儲(chǔ)器訪問(wèn)還是I/O訪問(wèn)訪問(wèn)WR(輸出，三態(tài)）輸出，三態(tài)）寫選通信號(hào)寫選通信號(hào)INTA(輸出）輸出）中斷響應(yīng)信號(hào)中斷響應(yīng)信號(hào)ALE(輸出）輸出）地址鎖存信號(hào)地址鎖存信號(hào)DT/R(輸出，三態(tài)）輸出，三態(tài)）數(shù)據(jù)傳送信號(hào)數(shù)據(jù)傳送信號(hào)DEN(輸出，三態(tài)）輸出，三態(tài)）數(shù)據(jù)允許信號(hào)數(shù)據(jù)允許信號(hào)HOLD(輸入輸入）總線請(qǐng)求信號(hào)總線請(qǐng)求信號(hào)HLDA(輸出）輸出）總線請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)總線請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)SS0(輸出）輸出）狀態(tài)輸出信號(hào)狀態(tài)輸出信號(hào)1.4 微處理器微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)418086/8088的最大工作模式的最大工作模式1.4 微處理器微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)42最大組態(tài)時(shí)最大組態(tài)時(shí)2431引腳引腳S2、S1、S0(輸出，三態(tài)）輸出，三態(tài)）狀態(tài)線狀態(tài)線RQ/GT0、RQ/GT1(輸入，輸出）輸入，輸出）請(qǐng)求請(qǐng)求/允許允許CPU讓出總線讓出總線LOCK(輸出，三態(tài)）輸出，三態(tài)）總線鎖存信號(hào)總線鎖存信號(hào)QS1、QS0(輸出）輸出）指令隊(duì)列狀態(tài)信息輸出指令隊(duì)列狀態(tài)信息輸出1.4 微處理器微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)438086和和8088引腳的區(qū)別引腳的區(qū)別引腳號(hào)引腳號(hào)8088808628、39A8A15AD8AD1528IO/MIO/M34SS0最小模式高低最小模式高低電平功能不同電平功能不同BHE/S7最大最小模式最大最小模式功能相同功能相同最大模式保持最大模式保持高電平高電平1.4 微處理器微處理器第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)448086/8088的存儲(chǔ)器管理的存儲(chǔ)器管理1.4 微處理器微處理器物理地址：物理地址：8086/80888086/8088有有2020位地址線，每個(gè)單元都有一個(gè)位地址線，每個(gè)單元都有一個(gè)2020位位的地址，稱為物理地址的地址，稱為物理地址段基址：段基址：8086/80888086/8088將將1MB1MB的空間分為若干段，段最大為的空間分為若干段，段最大為64KB64KB，每段的起始地址低每段的起始地址低4 4位為位為0 0，高，高1616位稱為段基址，放在位稱為段基址，放在段寄存段寄存器器中。中。偏移地址：偏移地址：段內(nèi)某內(nèi)存單元的物理地址相對(duì)于段內(nèi)某內(nèi)存單元的物理地址相對(duì)于段起始地址段起始地址（段基值，（段基值，2020位）的位移量稱為段內(nèi)偏移地址。位）的位移量稱為段內(nèi)偏移地址。邏輯地址：邏輯地址：段基址和偏移地址稱一起稱為邏輯地址段基址和偏移地址稱一起稱為邏輯地址注：注：1.1.邏輯地址（內(nèi)存分段）的意義在于可以將邏輯地址（內(nèi)存分段）的意義在于可以將2020位的物理地址位的物理地址用兩個(gè)用兩個(gè)1616位的地址組合而成，使得地址可以存放在位的地址組合而成，使得地址可以存放在1616位的寄位的寄存器中。存器中。2.2.對(duì)于任一個(gè)內(nèi)存單元，物理地址是唯一的，而邏輯地址不對(duì)于任一個(gè)內(nèi)存單元，物理地址是唯一的，而邏輯地址不唯一。唯一。第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)458086/8088的存儲(chǔ)器管理的存儲(chǔ)器管理1.4 微處理器微處理器堆棧段堆棧段數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段附加段附加段物理地址：物理地址：89250H邏輯地址：邏輯地址：段基址：段基址：偏移地址偏移地址 8915H：0100H 8905H：0200H碼段碼段CSSSDSES64KB偏移地址偏移地址00000HFFFFFH89250H段寄存器段寄存器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器段基址（段基址（16位）位）偏移地址（偏移地址（16位位）0000物理地址（物理地址（20位）位）+段基值（段基值（20位）位）89150H0100H8915H第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)80386微處理器微處理器u提供提供32位指令，支持位指令，支持8位、位、16位和位和32位的數(shù)據(jù)類型，具有位的數(shù)據(jù)類型，具有8個(gè)通用個(gè)通用32位寄存器，位寄存器，ALU和內(nèi)部總線的數(shù)據(jù)通路均為和內(nèi)部總線的數(shù)據(jù)通路均為32位位，具有片內(nèi)地址轉(zhuǎn)換的高速緩沖存儲(chǔ)器，具有片內(nèi)地址轉(zhuǎn)換的高速緩沖存儲(chǔ)器Cache。u提供提供32位外部總線接口，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為位外部總線接口，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為32Mb/s。由。由于采用了流水線方式，可同高速于采用了流水線方式，可同高速DRAM芯片接口，支持動(dòng)芯片接口，支持動(dòng)態(tài)總線寬度控制，能動(dòng)態(tài)地切換態(tài)總線寬度控制，能動(dòng)態(tài)地切換32位位/16位數(shù)據(jù)總線。位數(shù)據(jù)總線。u時(shí)鐘頻率為時(shí)鐘頻率為12.5MHz、16MHz、20MHz、25MHz和和33MHz等。等。u具有片內(nèi)集成存儲(chǔ)器管理部件具有片內(nèi)集成存儲(chǔ)器管理部件MMU，可支持虛擬存儲(chǔ)和，可支持虛擬存儲(chǔ)和特權(quán)保護(hù)，保護(hù)機(jī)構(gòu)采用特權(quán)保護(hù)，保護(hù)機(jī)構(gòu)采用4級(jí)特權(quán)層，可選擇片內(nèi)分頁(yè)單元級(jí)特權(quán)層，可選擇片內(nèi)分頁(yè)單元。片內(nèi)具有多任務(wù)機(jī)構(gòu)，能快速完成任務(wù)的切換。片內(nèi)具有多任務(wù)機(jī)構(gòu)，能快速完成任務(wù)的切換。u具有實(shí)地址方式、保護(hù)方式和虛擬具有實(shí)地址方式、保護(hù)方式和虛擬8086三種工作方式。實(shí)三種工作方式。實(shí)地址方式和虛擬地址方式和虛擬808方式與方式與8086相同，保護(hù)方式可支持虛擬相同，保護(hù)方式可支持虛擬存儲(chǔ)、保護(hù)和多任務(wù)。存儲(chǔ)、保護(hù)和多任務(wù)。u可直接尋址可直接尋址4GB（232）的物理存儲(chǔ)空間，虛擬存儲(chǔ)空間達(dá)）的物理存儲(chǔ)空間，虛擬存儲(chǔ)空間達(dá)64TB。存儲(chǔ)器采用分段結(jié)構(gòu)，一個(gè)段最大可為。存儲(chǔ)器采用分段結(jié)構(gòu)，一個(gè)段最大可為4GB。u通過(guò)配用通過(guò)配用80287、80387數(shù)值協(xié)處理器可支持高速數(shù)值處理數(shù)值協(xié)處理器可支持高速數(shù)值處理。46第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)80386微處理器微處理器u32位微處理器，寄存器為位微處理器，寄存器為32為提供為提供32位指令，支持位指令，支持8位、位、16位和位和32位的數(shù)據(jù)類型，具有位的數(shù)據(jù)類型，具有8個(gè)通用個(gè)通用32位寄存器，位寄存器，ALU和和內(nèi)部總線的數(shù)據(jù)通路均為內(nèi)部總線的數(shù)據(jù)通路均為32位，具有片內(nèi)地址轉(zhuǎn)換的高速位，具有片內(nèi)地址轉(zhuǎn)換的高速緩沖存儲(chǔ)器緩沖存儲(chǔ)器Cache。u提供提供32位外部總線接口，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為位外部總線接口，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為32Mb/s。由。由于采用了流水線方式，可同高速于采用了流水線方式，可同高速DRAM芯片接口，支持動(dòng)芯片接口，支持動(dòng)態(tài)總線寬度控制，能動(dòng)態(tài)地切換態(tài)總線寬度控制，能動(dòng)態(tài)地切換32位位/16位數(shù)據(jù)總線。位數(shù)據(jù)總線。u時(shí)鐘頻率為時(shí)鐘頻率為12.5MHz、16MHz、20MHz、25MHz和和33MHz等。等。u具有片內(nèi)集成存儲(chǔ)器管理部件具有片內(nèi)集成存儲(chǔ)器管理部件MMU，可支持虛擬存儲(chǔ)和，可支持虛擬存儲(chǔ)和特權(quán)保護(hù)，保護(hù)機(jī)構(gòu)采用特權(quán)保護(hù)，保護(hù)機(jī)構(gòu)采用4級(jí)特權(quán)層，可選擇片內(nèi)分頁(yè)單元級(jí)特權(quán)層，可選擇片內(nèi)分頁(yè)單元。片內(nèi)具有多任務(wù)機(jī)構(gòu)，能快速完成任務(wù)的切換。片內(nèi)具有多任務(wù)機(jī)構(gòu)，能快速完成任務(wù)的切換。u具有實(shí)地址方式、保護(hù)方式和虛擬具有實(shí)地址方式、保護(hù)方式和虛擬8086三種工作方式。實(shí)三種工作方式。實(shí)地址方式和虛擬地址方式和虛擬808方式與方式與8086相同，保護(hù)方式可支持虛擬相同，保護(hù)方式可支持虛擬存儲(chǔ)、保護(hù)和多任務(wù)。存儲(chǔ)、保護(hù)和多任務(wù)。u可直接尋址可直接尋址4GB（232）的物理存儲(chǔ)空間，虛擬存儲(chǔ)空間達(dá)）的物理存儲(chǔ)空間，虛擬存儲(chǔ)空間達(dá)64TB。存儲(chǔ)器采用分段結(jié)構(gòu)，一個(gè)段最大可為。存儲(chǔ)器采用分段結(jié)構(gòu)，一個(gè)段最大可為4GB。u通過(guò)配用通過(guò)配用80287、80387數(shù)值協(xié)處理器可支持高速數(shù)值處理數(shù)值協(xié)處理器可支持高速數(shù)值處理。47第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)48重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)和難點(diǎn)計(jì)算機(jī)中常見(jiàn)的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)中常見(jiàn)的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換二進(jìn)制編碼（二進(jìn)制編碼（BCD碼和碼和ASCII碼）碼）帶符號(hào)數(shù)的補(bǔ)碼表示帶符號(hào)數(shù)的補(bǔ)碼表示標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器最大模式和最小模式最大模式和最小模式存儲(chǔ)器管理存儲(chǔ)器管理