工业用微型计算机自考复习

第一章知识点微处理器是微型机的核心芯片，通常简称为MP（MicroProcessor），它是将计算机中的运算器和控制器集成在一个硅片上制作的集成电路。这样的芯片也被称为中央处理单元，一般简称为CPU（CentralProcessingUnit）.第一代4位和低档8位微处理器（1971年－1973年）第二代中高档8位微处理器（1974年－1978年）第三代16位微处理器（1978年－1981年）第四代32位高档微处理器（1985年－1993年）第五代64位高档微处理器以后Intel又推出Pentium-II微处理器。AdvancedMicroDevice公司（简称ADM）的K6是与Pentium-II性能相当的CPU。一、无符号数的表示和运算（一）进位计数制人们在日常生活中，采用多种进制的数字系统。最常用的是十进制。例如1998＝1×103＋9×10＋9×10＋8×100后缀B表示二进制；后缀H表示十进制；后缀D表示十进制（也可不加后缀）例如：10011011B—是二进制数；9BH—是十六进制数；155D—是十进制数；这些数都表示同一数值，即十进制的155，只是使用的进制不同而已。1．二进制和十六进制间的相互转换（1）十六进制转换为二进制数，不论是十六进制的整数还是小数，只要把每一位十六进制的数用相应的二进制数来代替，就可以转换为二进制。例如9BA61001101110100110即9B．A6H＝10011011．1010011B（2）二进制转换为十六进制这种转换，可分两步进行：对整部分，从小数点向左数每4位二进制为一组，最后不足的前面补零。对小数部分，从小数点向右数，每4位一组，最后不足4位的后面补0，然后把每4位二进制数用相应的十六进制数代替，即可转换为十六进制数。例如10110111．01010100B754即10110111．010101B＝B7．54H（2）二进制数转换为十进制数，对所给的二进制数，只要按前述的式（2－2）展开，即可得到对应的十进制数。例如1011．1010B＝1×23＋1×21＋1×20＋1×20＋1×12＋1×32＝11．625（3）十进制整数转换为二进制数，把十进制整数转换为二进制数，一般采用除2取余法。例如0022215xxDmm只要决定01,,,xxxmm的值，就可写出二进制数，因为20＝1，所以（215－20）一定是2的整数倍，215÷2所得的余数即为X0。其转换过程为215÷2＝107（商），余数＝1＝x0;107÷2＝53（商），余数＝1＝x1;53÷2＝26（商），余数＝1＝x2;26÷2＝13（商），余数＝1＝x3;13÷2＝6（商），余数＝1＝x4;6÷2＝3（商），余数＝1＝x5;3÷2＝1（商），余数＝1＝x6;1÷2＝0（商），余数＝1,商为0，转换结束。故215D＝11010111B。（4）十进制整数转换为十六进制数，同转换为二进制数的道理一样，也可采用除16取余例如215D转换为十六进制的过程为215÷16＝13（商），余数＝7＝X0;13÷16=0（商），余数＝13＝x1;商为0，转换结束。故215D＝D7H；通常写成0D7H，D前面的0字说明D不是英文字符D而是数字13。又如何2345D的转换过程为12345÷16＝771（商），余数＝9＝x0;771÷16＝48（商），余数＝3＝x1;48÷16＝3（商），余数＝0＝x2;3÷16＝0（商），余数＝3＝x3，商为0，结束。故12345D＝3039H,然后可化成二进制数0011000000111001B。（二）原码如上所示，正数的符号位用零表示，负数的符号位用1表示，符号位之后表示数值的大小这种表示方法称为原码。例如：x=+114,〔x〕原=01110010Bx=+114,〔x〕原=11110010B（三）反码正数的反码与原码相同。最高位一定为0，代表符号，其余位为数值位。负数的反码其符号位为1，与原码相同，数值位是将其负数的原码的数值位按位取反。例如：x=－4，〔x〕反＝11111011Bx=－0，〔x〕反＝11111111Bx=－127，〔x〕反＝10000000B显然，反码的0也有2个，X＝＋0，〔x〕反＝0000000B（四）补码正数的补码表示与原码相同，即最高位为符号位，用“0”表示，其余位为数值位。而负数的补码为其反码加1即在反码的最低位加1形成补码。例如：x=－4，〔x〕补＝〔x〕反＋1＝11111011B＋1＝11111100B＝FCH三、8位与16位二进制数的表示范围（一）8位二进制的范围1）无符号数0～255（或用0～FFH表示）第三节微型计算机系统的组成一、微型计算机系统的构成微型计算机系统是由硬件和软件两部分组成的，它的层次结构如图所示。运算器CPU控制器主机存储器寄存器微型机硬件输入／输出接口外围设备微型机系统系统软件微型机软件应用软件图1微型计算机系统的组成示意图（一）微型机硬件（1）微处理器，是微机系统的核心部件，简称为CPU，它包括运算器、控制器和寄存器几部分，运算器也叫算逻单元ALU（ArithmeticandLogicUnit）。（2）存储器（Memory）又叫主存或内存，是微机的存储和记忆部件，用以存放程序代码和运算需要的数据。内存通常使用半导体存储器。1）内存容量，以8086／8088CPU为例，其地址总线为20根，寻址内存的范围为220＝1MB。这里B是字节（Byte），即每个内存单元内部存放的是一个字节（8位二进制）程序代码或数据，其形式均为二进制数（机器数）。因为8086的地址总线是20根，其寻址范围为1024KB，写成十六进制时就是5位，其地址范围为00000H～FFFFFH。2）内存的操作对内存的操作是读（取）和写（存储）。3）内存的分类按存储器的工作性质可将内存分为只读存储器（ROM）和随机读写存储器（RAM）两大类。（3）输入输出接口（I／OInterface）和外部设备CPU要与很多外部设备进行数据传送，必须通过“I／O接口”，所以输入输出接口是CPU与外设之间的桥梁。（4）总线由上面叙述可以看到微型计算机主要是由微处理器、存储器、I／O接口和I／O设备所组成，这些部件是用系统总线连接起来的。（二）微型计算机软件微型机的软件是为运行、管理和测试维护而编制的各种程序的总和，没有软件的计算机只是裸机，计算机就无法工作。计算机软件分为系统软件和应用软件，系统软件包括操作系统（DOS及WINDOWS、UNIX、LINUX等）和系统应用程序。三、微型计算机的外围设备一般的计算机，配备有多种外围设备。其输入的外围设备有：键盘、鼠标、扫描仪、输出的外部设备有：显示器、打印机、绘图仪。而软盘和硬盘驱动器既可作为输入又可作为输出设备，而大多数的光盘驱动器（CD－ROM）是作为输入设备使用的，它可以把CD或VCD光盘中的音乐送入声卡放大，也可以把VCD光盘的图像通过解压缩后的彩色图像在CRT是显示出来。目前，都采用全双工的声卡（AudioPCI混声器）完成声音的接收（有话简接口）、录音、声音合成和声音的播放（有一定功率的放大）。这样，配上较大功率的有源单箱，就可以放送出美丽动听的音乐和歌声。配置上网卡（一种是电话上网的调制解调器，例如56K的MODEM，一种是高速网卡），连接上INTERNET网络，就可以通过IDTNET2PHONE等软件打网络电话，发传真（FAX），收发ENALL，通过进行网上浏览。第四节微处理器一、Intel8086/8088微处理器（一）8086／8088的功能结构微处理器8086／8088微处理器结构类似，都由算术逻辑单元ALU、累加器、专用和通用寄存器、指令寄存器、指令译码器、定时器控制器等组成，后四部分相当于控制器。不过按功能可以分为两大部分—总线接口单元BIU（BusInterfaceUnit）和执行单元EU（ExecutionUnit）。（二）8086／8088的内部寄存器8086／8088内部有14个16位寄存器，编程时都要用到，所以必须识记。按其功能，可分为三大类：第一类是通过寄存器（8个），第二类是段寄存器（4个），第三类是控制寄存器（2个）。通用寄存器包括数据寄存器、地址寄存器和变址寄存器。1．数据寄存器AX、BX、CX、DX2．地址指针寄存器SP、BP3．变址寄存器SI、DI4．段寄存器CS、SS、DS、ES5．控制寄存器IP、FLAGSCF进位标志位。当进行加法或减法运算时。若最高位发生进位或错位，则CF＝1，否则CF＝0；PF奇偶标志位。当逻辑运算结果中“1”的个数为偶数时，PF＝1；为奇数时，PF＝0。AF辅助进位位。在8（16）位加法操作中，低4（8）位有进位、借位发生时，AF＝1，否则AF＝0；ZF零标志位。当运算结果为零时，ZF＝1。否则ZF＝0；SF符号标志位。当运算结果的最高位为1（即为负数）时，SF＝1，否则SF＝0；OF溢出标志位。当算术运算的结果超出了带符号数的范围，即溢出时，OF＝1，否则OF＝0。8位带符号数范围是－128～＋127，16位带符号数的范围是－32768～＋32767。下面三个是控制标志位。控制标志位被设置后便对其后的操作产生控制作用。TF跟踪标志位。TF＝1使CPU处于单步执行指令的工作方式。这种方式便于进行程序的调试。每执行一条指令后，便自动产生一次内部中断，从而使用户能逐条地检查程序。IF中断允许标志位。IF＝1使CPU可以响应可屏蔽中断请求。IF＝0使CPU禁止响应可屏蔽中断请求。IF的状态对不可屏蔽中断及内部中断没有影响。DF方向标志位。DF＝1使串操作按减地址方向进行，也就是说，从高位地址开始，每操作一次地址减小一次。DF＝0使串操作按增地址方向进行。（四）8086／8088的工作方式8086／8088有两种工作方式：最小和最大模式，最小模式是单处理器模式，最大模式是多处理器模式，一般接入8087协调处理器。现在，用户使用的大部分都是486以上微处理器，均为最大模式。第二章知识点第一节指令系统计算机的指令系统。可以分为六大类：①数据传送指令；②算术传送指令；③逻辑运算和移位指令；④串操作指令；⑤控制转移指令；⑥处理器控制指令。一、指令格式指令是以二进制代码形式表示的操作命令，这种二进制代码称为机器码。寻址方式，通常是指CPU指令中规定的寻找操作数所在地址的方式，8086／8088CPU内部设置了多个有关地址的寄存器，如各种地址指针寄存器以及变址寄存器等，因而使8086／8088的基本寻址方式有以下七种。二、立即寻址（ImmediateAddrssing）例如：MOVCL，28HMOVAX，3189H三、寄存器寻址（RegisterAddrssing）指令中指定某些CPU寄存器存放操作数。上述寄存器可能是通用寄存器（8位或16位）、地址指针或变址寄存器，以及段寄存器。例如：MOVSS，AX四、直接寻址（DirectAddrssing）直接寻址指令在指令的操作码后面直接给出操作数的16位偏移地址。这个偏移地址也称为有效地址EA（EffectiveAddress）,它与指令的操作码一起，存放在内存的代码段，也是低8位在前，高8位在后。但是，操作数本身一般存放在内存的数据段。例如：MOVAX，〔3100H〕五、寄存器间接寻址六、变址寻址（IndexedAddressing）变址寻址指令将规定的变址寄存器的内容加上指令中给出的位移量，得到操作数的有效地址。8086／8088CPU中变址寄存器有两个：源变址寄存器SI和目的变址寄存器DI。位移可以是8位或16位二进制数，一般情况下操作数在内存的数据段，但也允许段超越。下面是一条变址寻址指令的例子。MOVBX，〔SI＋1003H〕七、基址寻址（BasedAddrssing）基址与变址相类似，不同之处在于指令中使用基址寄存器BX或基址指针寄存器BP，而不是变址寄存器SI和DI。需要指出一点，当使用BX寄存器实现基址时，一般情况下操作数是在数据段，即段地址在DS寄存器；而当使用BP时操作数通常在堆栈段，即段地址在SS