2022年微机接口技术复习资料 .pdf
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1、读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思第一章微型计算机基础概论一、微型计算机系统1、微型计算机的发展(1)1946 年第一台计算机问世,经历电子计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模集成、超大规模集成电路计算机5 代2、微型计算机的工作过程(1)冯诺依曼计算机:存储程序,由控制器、运算器、存储器、输入输出设备组成(2)工作过程:每一条指令都包含取指令、执行指令两个基本过程3、微机系统的组成(1)硬件系统1)微处理器(中央处理器/cpu)2)运算器3)控制器4)寄存器组5)存储器6)输入输出接口设备7)总线4、软件系统(1)分类:系统软件、应用软件二、计算机的数制和编码1、特殊的数制转换:
2、(1)十进制转换为二进制:1)整数:除2 取余,至商为0,从低到高排列2)小数:乘2 取整,达到精度,从高到低排列(2)十进制转换为十六进制1)整数:除16 取余2)小数:乘16 取整精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思2、计算机中的二进制数表示(1)定点小数:小数点准确固定在数据某个位置上,最高位表示符号,后面是小数数值部分(2)纯小数:没有符号位,表示同上(3)整数:小数点在最低位右边,可设置符号位(4)浮点小数 :小数点位置可以左右移动,设置有阶码符号位,尾数符号位,固定阶
3、码位数、尾数位数,尾数部分规格化用纯小数表示,可通过修改阶码移动小数点位置规格化。浮点数表数范围:阶码决定,浮点数精度:尾数决定3、二进制编码(1)BCD 码 : 4位2进 制 数 表 示 十 进 制 的0-9十 个 数 , 如8421BCD 码)(00110001.10010011BCD表示十进制数93.31,该编码逢十进一,最大只能表示数字 9 (2)BCD码二进制数:先转为十进制数,再转换(3)BCD 码的存储方式:字节方式存储,压缩BCD码用一个字节(8 位)存两个BCD码十进制数,非压缩BCD码用一个字节(8 位)存放一个4 位的十进制数,如:B1 0 0 0 0 1 1 08610
4、)(压缩 BCD码)B0 0 0 1 1 00 0 0 0 1 0 0 0 0 08610)(非压缩BCD码)4、字符编码:ASCII码(1)奇检验: 8 位二进制数1 的个数为奇数(2)偶检验: 8 位二进制数1 的个数为偶数三、无符号二进制数的算术运算和逻辑运算1、二进制数的算术运算:1)加法运算:逢二加一,有溢出2)减法运算:有借位3)乘法运算:乘1 照写,乘0 为 0,算术左移4)除法运算:算术右移精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思2、表数范围:0-2n-1(n 位)四
5、、有符号数二进制数的表示及运算1、有符号数的表示方法:原码、反码、补码2、十进制数与补码转换:(1)正数:原码(2)负数:按位取反加1 3、补码运算:(1)加法:YYXX补补补(2)减法:- Y-YXXYX补补补补补4、表数范围(8 位、 16 位) :8 位:(1)原码: 1111 1111B - 0111 1111B(-127 - +127)(2)反码: 1000 0000B - 0111 1111B(-127 - +127)(3)补码: 1000 0000B - 0111 1111B(-128 - +127)16 位:(1)原码: FFFFH - 7FFFH (-32767 - +327
6、67)(2)反码: 8000H - 7FFFH (-32767 - +32767)(3)补码: 8000H - 7FFFH (-32768 - +32767)5、溢出判断:次高位向最高位有进位(借位),最高位向上无进位(借位),超出表数范围但无进位,溢出;次高位向最高位无进位(借位),最高位向上有进位(借位),溢出精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思第二章微处理器与总线一、微处理器概述1、运算器( 1)组成:算术逻辑单元ALU、通用或专用寄存器组、内部总线( 2)类型:单总线、双
7、总线、三总线运算器2、控制器:( 1)基本功能 :指令控制、时序控制、操作控制( 2)组成:程序计数器PC 、指令寄存器IR、指令译码器ID、时序控制部件、微操作控制部件(核心)二、 8088/8086 微处理器1、数据总线宽度:8088 有 8 位, 8086 有 16 位,两者指令系统完全相同,都有40 根外部引线2、8088/8086 CPU 的特点( 1)指令流水线( 2)内存分段管理( 3)支持多处理器系统3、8088 CPU的外部引脚及其功能(page40)4、8088/8086 CPU 的功能结构( 1)内部结构 :1)执行单元EU:执行指令、分析指令、暂存中间结果、保留结果1
8、- 算术逻辑运算单元2 - 通用寄存器组3 - 标志寄存器4 - 数据暂存器2)总线接口单元BIU:负责 CPU与存储器、 I/O 接口之间信息传送1 - 地址加法器精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思2 - 段寄存器3 - IP 寄存器4 - 指令队列缓冲寄存器5 - 总线控制逻辑5、8088/8086 CPU 的内部寄存器( 1)寄存器分类:14 个 16 位寄存器1)通用寄存器:AX(累加器)、BX (基址寄存器) 、CX (计数寄存器) 、DX(数据寄存器)2)地址指针寄
9、存器:SP (堆栈指针寄存器) 、 BP(基址指针寄存器)3)段寄存器: CS (代码段寄存器) 、SS (堆栈段寄存器) 、DS(数据段寄存器) 、ES (附加段寄存器)4)控制寄存器:IP(指令指针寄存器) 、FLAGS (标志寄存器)6、8088/8086 CPU 的存储器组织(1)物理地址与逻辑地址:20 条地址线,可寻址内存220 = 1MB 1)物理地址:任何一个内存单元都有20 位2)逻辑地址:段基地址和段内偏移地址物理地址= 段基址 16 + 段内偏移(段基地址右移一位)3A00H : 0083H 3A083H (2)段寄存器的使用(page47)7、8088/8086 CPU
10、 的工作时序(1)8080 总线周期不管读写,至少4 个时钟周期三、 80386 微处理器1、80386 微处理器的主要特性:( 1)全 32 位结构( 2)32 位外部总线接口,最大传输率32MB/S ( 3)片内集成存储器管理部件MMU ,支持虚拟存储和特权保护精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思( 4)3 种工作方式:实地址方式、保护方式、虚拟8086 方式2、80386 的内部结构( 1)组成 :1)总线接口部件(BIU)2)中央处理部件(CPU) :包括指令预取单元(I
11、PU) 、指令译码单元(IDU) 、执行单元(EU)3)存储管理部件(MMU ) :分段部件、分页机构3、80386 的主要引脚信号(page53)4、80386 的内部寄存器( 1)通用寄存器( 2)指令指针和标志寄存器( 3)段寄存器( 4)控制寄存器( 5)系统地址寄存器( 6)调试寄存器( 7)测试寄存器5、80386 的工作模式( 1)实地址模式( 2)保护虚地址模式四、总线1、概述:( 1)总线的概念:一组信号的集合,是计算机系统各部件之间传输地址、数据和控制信息的公共通路( 2)总线的分类:1 - 按传送信息类型划分:数据总线(DB) 、地址总线( AB) 、控制总线( CB)2
12、 - 按总线的层次结构划分:前端总线、系统总线、外设总线( 3)总线结构:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思1 - 单总线结构2 - 多总线结构( 4)总线操作:1 - 工作方式:主控方式、从属方式2 - 总线周期步骤:总线请求、总线仲裁、寻址、传送数据、传送结束( 5)总线主要性能指标:1 - 总线带宽2 - 总线位宽3 -总线工作频率(6)总线的基本功能:1 - 总线数据传送:同步定时、异步定时、半同步定时方式2 - 总线仲裁控制:链式查询、计数器查询方式、独立请求方式3
13、- 出错处理4 - 总线驱动(7)常用系统总线和外设总线标准1)常用系统总线标准:ISA 、MCA、PCI 、MCA、EISA 、AGP、PCI-E 2)外设总线:USB 、IEEE 1394 (FireWire)(8)8086 系统总线( page87)第三章8086/8088 指令系统一、概述1、指令分类:( 1)数据传送类( 2)算术运算类( 3)逻辑运算和移位类精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思( 4)串操作类( 5)控制转移类( 6)处理器控制类2、指令的基本组成:(
14、 1)零操作数指令( 2)单操作数指令( 3)双操作数指令3、指令的操作数类型:( 1)立即操作数( 2)寄存器操作数( 3)存储器操作数4、CISC和 RISC指令系统( 1)复杂指令系统计算机CISC 1)优点:编译后生成的指令程序较小、执行较快、节省硬件资源、存取指令次数少、占用内存较少2)缺点:难以使用、控制逻辑不规整、工艺困难、执行时间较长、硬件复杂度高( 2)精简指令系统计算机RISC 1)优点:指令精简较少、运算速度较快、提高系统性能二、寻址方式1、8080/8086 寻址方式分类:( 1)寻找操作数的地址( 2)寻找下一条要执行的指令的地址2、寻址方式:( 1)立即寻址:mov
15、 ax, data ( 2)直接寻址:mov ax, data ( 3)寄存器寻址:mov si, ax 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思( 4)寄存器间接寻址:mov ax, si ( 5)寄存器相对寻址:mov ax, bx+data ( 6)基址- 变址寻址 :mov ax, bx+si ( 7)基址- 变址- 相对寻址: mov ax, bx+si+data ( 8)隐含寻址:mul bl(al bl ax )三、 8086 指令系统1、通用数据传送指令:( 1)一般
16、传送指令MOV ( 2)堆栈操作指令PUSH、POP ( 3)交换指令XCHG :XCHG AX, BX ( 4)查表转换指令XLAT :将BX+AL 所指单元的内容送至AL ( 5)字位扩展指令2、输入输出指令( 1)输入指令IN:IN AX, DATA( 2)输出指令OUT:OUT DX, AL ( 3)取偏移地址指令LEA :LEA BX, BUFFER 3、算术运算指令:(1)加减指令:ADD、SUB、NEG 、CMP (2)乘法指令:MUL、IMUL (3)除法指令:DIV、IDIV 4、逻辑运算指令(1)逻辑与 AND:AND OPRD1, OPRD2 (2)逻辑或 OR:OR O
17、PRD1 ,OPRD2 (3)逻辑非 NOT:NOT AX (AX按位取反送AX)(4)逻辑异或XOR :XOR OPRD1, PRD2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思(5)测试指令TEST :TEST AL, 02H( page120)5、串操作指令( 1)字符串:地址连续的若干单元字符或数据( 2)重复操作前缀: REP (无条件重复) 、REPE/REPZ(相等 /结果为零重复) 、REPNE/REPNZ(不相等 /结果不为零重复)( 3)串操作指令:1 )MOVS
18、OPRD1 , OPRD2 2 )MOVSB (一次送一个字节)3 )MOVSW(一次送一个字)6、程序控制指令( 1)无条件转移指令JMP ( 2)条件转移指令JCC ( 3)循环控制指令LOOP 、LOOPZ (LOOPE ) 、LOOPNZ (LOOPNE ) (循环条件CX 0 且 ZF = 0)( 4)过程调用和返回CALL 、RET ( 5)中断指令INT:INT N(中断向量码)第四章汇编语言程序设计一、汇编语言源程序1、机器语言:二进制码表示指令和数据的语言2、汇编语言:用指令助记符、符号地址、标号、和伪指令书写程序的语言3、伪指令:( 1)数据定义伪指令:1)DB:字节类型2
19、)DW:字类型精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思3)DD:双字类型4)DQ:四字类型5)DT:十字节类型4、BIOS和 DOS功能调用5、程序设计基础(此章节以汇编语言学习为主,可在专门语言学习书籍深究)第五章存储器系统一、概述1、存储系统的一般概念( 1)常见存储器:内存、cache、磁盘、可移动磁盘、磁带、光盘等( 2)微机中的存储器系统:1)现代微机存储系统分类:1 - 由 cache 和主存储器构成的cache存储系统,提高存储速度2 - 由主存储器和磁盘构成的虚拟存
20、储器系统,提高存储容量2)两种存储系统的特点:1 - cache 存储系统的而管理完全由硬件实现,对设计人员透明(不可见)2 - 磁盘存储系统采用软硬件结合,设计虚拟地址空间,提供远大于主存储器的实地址空间( 3)存储器系统的主要性能指标1)存储容量S 2)存取时间T:命中率( H)=N2N1N1(N1:访问 M1 的次数, N2:访问 M2 的次数)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思存取时间( T)=H T1 + (1 - H) T2 ( T1、T2 为 M1、 M2 的存
21、取时间,H 为命中率)3)单位容量平均价格C C=212211SSSCSC(C 表示价格, S表示容量)2、半导体存储器及其分类( 1)外存储器、内存特点:内存的容量小、存取速度快、价格较高,外存储器反之;内存临时少量存放数据,外存永久大量存放;内存可与CPU直接交换数据,外存储器不可以( 2)存储元:具有记忆功能的物理器件,用来存放二进制数据( 3)半导体存储器分类:1)随机存储器RAM: (半导体 MOS 型)静态读写存储器SRAM、动态读写存储器ROM 2)只读存储器ROM:1 - 掩膜式 ROM(只能读出无法修改)2 - 可编程式PROM(只能一次编程写入,可读出无法修改)3 - 紫外
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