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1第3章电子计算机中信息的表示及其运算3.1电子计算机中数据的表示真值和机器数3.1.1原码、反码和补码机器数的三种表示方法（原码、补码、反码），及移码表示正数和负数三种码制的区别（例如：[X]原=[X]补=[X]反）参见教科书P24（季振洲）；0的原码、补码、反码的表示；3.1.1定点数表示法1、定点数（假设n为二进制位的位数即n=字长）定点小数和定点整数的表示（纯小数和纯整数）无符号的定点小数的表示范围：0≤X≤（1-2-n）无符号的定点整数的表示范围:0≤X≤（2n-1）,带符号数的数值表示范围原码和反码：-（2（n-1）-1）≤X≤（2（n-1）-1）补码：-（2（n-1））≤X≤（2（n-1）-1）3.1.2浮点数表示法定义：阶码+尾数S×2±J（S为纯小数）浮点数的规格化、规格化数的表示；浮点数表示的工业标准（IEEE754标准）3.2定点数运算1、补码加减运算，符号位也参加运算2、加法运算溢出的判断，单符号位如何判断？双符号位如何判断？3、补码减法运算规则：[X-Y]补=[X]补+[-Y]补4、由[X]补求X第4章处理器4.1处理器的指令集指令的一般格式：OPadd24.2处理器的组成与工作过程1、电子计算机的结构特点冯诺依曼计算机的结构、特点：（1）计算机采用二进制表示数据和程序（2）程序和数据事先存放在存储器中，并且是混存在一起的（3）计算机硬件由五大部件组成4.2.1处理器的基本功能和基本组成1、CPU的组成及功能组成：运算器（ALU、寄存器组、移位器、控制门）控制器：控制器框图（以PPt中图”组合逻辑控制器“和”内部结构图“为准），微操作控制单元、时序部件、指令译码器、指令寄存器、程序计数器2、控制器的两种设计方法：组合逻辑控制器、微程序控制器，比较优缺点4.2.2组合逻辑控制器的工作原理三级时序：机器周期（CPU周期）、节拍周期、节拍脉冲结合时序（机器周期和节拍周期）和CPU结构叙述一条指令在CPU中的执行过程，指令在CPU中的执行过程形成了一个操作流（数据流）显示了各个功能部件的有机配合，体现了部件的功能；扩充：结合第八章和寻址方式分析指令执行的微操作步骤；4.2.3采用流水线技术的处理器（只介绍书中1和2）1、指令流水：在CPU中，将每条指令的执行过程分解成若干步，每一步操作由不同的功能部件完成，让各步操作重叠，从而实现N条指令并行处理，实现了所有部件同时工作，提高了部件的使用效率；例如：8086/CPU：两步流水EU和接口部件（详见4.3.1）2、数据流水：指乘除法运算和浮点运算过程实现了并行处理。将运算的执行过程分成若干步，每一步由运算部件的一部分完成，从而实现了n条指令在运算步骤上重叠。例如：浮点运算分成3步：对阶、尾数相加、规格化3、数据相关、控制相关注释：流水技术是从CPU的数据处理方面提高计算机的并行处理能力；而中断技术是从整机方面（主机和外设来提高计算机的并行处理能力）34.4从CISC到RISC4.5ARM系列微处理器简介第6章存储系统6.1存储器的分类与性能指标6.2分层的存储系统存储系统、现代计算机存储结构、多级存储层次、主—辅层次、Cache—主存层次、虚拟存储系统6.3半导体存储器1、主存储器的基本组成：主存储体、读写电路、主存地址译码器、主存地址寄存器2、半导体存储器的种类、静态RAM和动态RAM的特点，工作原理；ROM的种类、ROM的工作原理和特点（以PPT为准）6.4利用存储器芯片构造存储系统（删掉）主存与CPU的连接，在那个主存地址区域扩充6.4.2提高主存储器访问访问带宽的方法了解单体多字系统、多体并行交叉存储系统、高速缓冲存储器（Cache）的概念（扩充内容）第7章8086/8088汇编语言程序设计4.3Intel80x86系列微处理器4.3.1Intel8086/8088微处理器结构特点：指令流水、寄存器组、存储器分段管理、总线结构、复杂指令集可以方便地获得外围芯片的支持，例：数值运算协处理器8087，可完成更复杂的运算IBMPC的存储器结构4（1）字和双字如何编址（2）数据存放原理（3）存储器的特点：只有存入新的信息后，原来的内容才被覆盖掉，可多次取出（主存、辅存都是）存储器的分段管理8086微机存储器分成若干逻辑段，每段最大不超过64k，存储器容量由地址线根数决定。4种类型逻辑段：代码段、数据段、附加段、堆栈段；逻辑段的段地址分别存放在4个段寄存器中，每个段寄存器的引用是按规定存放的；物理地址与逻辑地址的区别；存储器的动态管理：逻辑段映射到物理内存的工作是由O.S完成的；有效地址：80x86中的偏移地址堆栈堆栈的定义：是一段特殊的内存区域，有两端，称为“栈底”的一端是固定端，地址较大，称为“栈顶”的一端是活动端，地址较小，用指针SP指示，堆栈的两个操作PUSH和POP都在栈顶进行。8086/8088中堆栈操作是按字为单位进行的。在80x86系列机中堆栈是用堆栈段定义的，堆栈段地址存放在SS中；堆栈的用途：中断处理中的现场保护，子程序调用时寄存器的保护、断点保护；4.1处理器的指令集4.1.2指令格式（1）OPRDEST，SRC（2）OPRDEST（3）OPR4.1.3寻址方式立即寻址：MOVBX,2000H；MOVAX，data；（data为段名）寄存器寻址：MOVCL，BL直接寻址：MOVAX，[2000H]；MOV[VALUE]，BP；MOVES：VALUE，SI寄存器间址：MOVDX，[BX]；MOVDX，ES：[BX]基址寻址：INCWORDPTR[BP+4],INCSTAR[BX];变址寻址：ADD[SI/DI+5]，AL；基址变址寻址：SUBARRAY[SI][BX]，DX；MOVCX，[BP][DI]；5程序转移寻址：段内转移：JMPSTAR；（STAR为本段内的一个标号）段间转移：JMPFARPTREXIT；条件转移指令：（1）JZ/JNZ（或JE/JNE）、JC/JNC、JO/JNO、JS/JNS、JP/JNP（2）JB（或JNAE，JC）/JNB（或JAE/，JNC）（3）JG、JGE、JL、JLE逻辑运算指令：AND、OR、XOR、NOT、TEST移位指令：SAL、SAR、SHL、SHR、ROL、ROR、RCL、RCR（扩充内容）7.18086、8088汇编语言的基本语法（以PPT为主）指令性语句（可执行语句）：MOV、XCHG、LEA、LDS/LES、ADD/ADC、INC、DEC、CMP；指示性语句：（说明性语句）SEGMENT。。。ENDS、ASSUME、DB、DW、COUNTDUP（表达式）、EQU、PROC。。。ENDP等变量和标号的定义：段、偏移、类型运算符：特殊运算符“数值返回运算符”：SEG、OFFSET、PTR、THIS等表达式：特殊表达式“地址表达式”MOVAX，VAR+4；7.2顺序结构程序设计注意：（1）算术逻辑运算指令对结果运算标志位的影响，例：ADD、ADC、DEC、SUB、CMP、AND等（2）MOV指令的数据传送方向图适合于所有指令。例：MOVDS，5768H（）MOVVAR1，VAR2；（两个操作数都是内存单元）MOVDS，ES；（两个操作数都是段寄存器）阅读书中程序的例子，例7-1、7-2、图7-3的程序7.3分支结构与循环结构程序设计第一组转移指令：根据某一次运算结果，判断单个标志位，作为转移的条件；例如：ADCDX，0；SUBCX,5；JBTab1；JNZTab2；第二组转移指令：比较两个无符号数，根据比较结果转移；例如：CMPAL，0；CMPVAR1+4，AX；JAEBBB；JBSTAR；第三组转移指令：比较两个带符号数，根据比较结果转移；6例如：CMPCMPJGJL阅读书中程序的例子，例：7-4、7-5、7-6第8章输入输出接口与中断系统8.1和8.2输入输出技术的发展（输入/输出系统的发展）输入/输出系统的基本组成、输入/输出的三种控制方式、接口功能及类型、两种I/O设备编址方法、端口8.3微型机的总线技术总线类型、总线结构、常用I/O总线：ISA、PCI、RS-232等8.4中断系统及程序中断控制接口以程序中断控制方式的接口的组成和功能为重点概念：中断源、允许中断、禁止中断、可屏蔽中断、非屏蔽中断、响应中断中断屏蔽等中断处理过程、寻找中断服务子程序入口的方法程序中断控制方式的I/O接口电路的基本组成、简单了解工作原理