微机原理及接口技术知识点总结_计算机-计算机原理.pdf
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1、-微机原理与接口技术?复习参考资料 第一章 概 述 一、计算机中的数制 1、无符号数的表示方法:1十进制计数的表示法 特点:以十为底,逢十进一;共有 0-9 十个数字符号。2二进制计数表示方法:特点:以 2 为底,逢 2 进位;只有 0 和 1 两个符号。3十六进制数的表示法:特点:以 16 为底,逢 16 进位;有 0-9 及 AF表示 1015 共 16 个数字符号。2、各种数制之间的转换 1非十进制数到十进制数的转换 按相应进位计数制的权表达式展开,再按十进制求和。见书本 1.2.3,1.2.4 2十进制数制转换为二进制数制 十进制二进制的转换:整数局部:除 2 取余;小数局部:乘 2
2、取整。十进制十六进制的转换:整数局部:除 16 取余;小数局部:乘 16 取整。以小数点为起点求得整数和小数的各个位。3二进制与十六进制数之间的转换 用 4 位二进制数表示 1 位十六进制数 3、无符号数二进制的运算见教材 P5 4、二进制数的逻辑运算 特点:按位运算,无进借位1与运算 只有 A、B 变量皆为 1 时,与运算的结果就是 1 2或运算 A、B 变量中,只要有一个为 1,或运算的结果就是 1 3非运算 4异或运算 A、B 两个变量只要不同,异或运算的结果就是 1 二、计算机中的码制-1、对于符号数,机器数常用的表示方法有原码、反码和补码三种。数*的原码记作*原,反码记作*反,补码记
3、作*补。注意:对正数,三种表示法均一样。它们的差异在于对负数的表示。1原码 定义:符号位:0 表示正,1 表示负;数值位:真值的绝对值。注意:数 0 的原码不唯一 2反码 定义:假设*0,则 *反=*原 假设*0,则*补=*反=*原 假设*0,则*补=*反+1 注意:机器字长为 8 时,数 0 的补码唯一,同为 000000002、8 位二进制的表示围:原码:-127+127 反码:-127+127 补码:-128+127 3、特殊数 10000000 该数在原码中定义为:-0 在反码中定义为:-127 在补码中定义为:-128 对无符号数:(10000000)=128 三、信息的编码 1、十
4、进制数的二进制数编码 用 4 位二进制数表示一位十进制数。有两种表示法:压缩 BCD 码和非压缩 BCD 码。1压缩 BCD 码的每一位用 4 位二进制表示,00001001表示 09,一个字节表示两位十进制数。2非压缩 BCD码用一个字节表示一位十进制数,高 4 位总是 0000,低 4 位的十为底逢十进一共有十个数字符号二进制计数表示方法特点以为底逢进位只有和两个符号十六进制数的表示法特点以为底逢进位有及表示共个数字符号各种数制之间的转换非十进制数到十进制数的转换按相应进位计数制的权表达式进制十六进制的转换整数局部除取余小数局部乘取整以小数点为起点求得整数和小数的各个位二进制与十六进制数之
5、间的转换用位二进制数表示位十六进制数无符号数二进制的运算见教材二进制数的逻辑运算特点按位运算无进借位只要不同异或运算的结果就是二计算机中的码制对于符号数机器数常用的表示方法有原码反码和补码三种数的原码记作原反码记作反补码记作补注意对正数三种表示法均一样它们的差异在于对负数的表示原码定义符号位表示正表示-00001001表示 09 字符的编码 计算机采用 7 位二进制代码对字符进展编码 1数字 09 的编码是 01100000111001,它们的高 3 位均是 011,后 4 位正好与其对 应的二进制代码BCD 码相符。2英文字母 AZ 的 ASCII 码从 100000141H 开场顺序递增,
6、字母 az 的 ASCII码从 110000161H 开场顺序递增,这样的排列对信息检索十分有利。第二章 微机组成原理第一节、微机的构造 1、计算机的经典构造.诺依曼构造 1计算机由运算器、控制器、输入设备和输出设备五大局部组成运算器和控制器又称为 CPU 2数据和程序以二进制代码形式不加区分地存放在存储器总,存放位置由地址指定,数制为二进制。3控制器是根据存放在存储器中的指令序列来操作的,并由一个程序计数器控制指令的执行。3、系统总线的分类 1数据总线Data Bus,它决定了处理器的字长。2地址总线Address Bus,它决定系统所能直接的存储器空间的容量。3控制总线Control Bu
7、s 第二节、8086 微处理器 1、8086 是一种单片微处理芯片,其部数据总线的宽度是 16 位,外部数据总线宽度也是16 位,片包含有控制计算机所有功能的各种电路。8086 地址总线的宽度为 20 位,有 1MB 220寻址空间。1、8086CPU由总线接口部件 BIU 和执行部件 EU 组成。BIU 和 EU 的操作是异步的,为 8086 取指令和执行指令的并行操作体统硬件支持。2、8086 处理器的启动 4、存放器构造 8086 微处理器包含有 13 个 16 位的存放器和 9 位标志位。4 个通用存放器A*,B*,C*,D*4 个段存放器CS,DS,SS,ES 4 个指针和变址存放器
8、SP,BP,SI,DI 指令指针IP 1、通用存放器 18086 含 4 个 16 位数据存放器,它们又可分为 8 个 8 位存放器,即:A*AH,AL B*BH,BL C*CH,CL D*DH,DL 十为底逢十进一共有十个数字符号二进制计数表示方法特点以为底逢进位只有和两个符号十六进制数的表示法特点以为底逢进位有及表示共个数字符号各种数制之间的转换非十进制数到十进制数的转换按相应进位计数制的权表达式进制十六进制的转换整数局部除取余小数局部乘取整以小数点为起点求得整数和小数的各个位二进制与十六进制数之间的转换用位二进制数表示位十六进制数无符号数二进制的运算见教材二进制数的逻辑运算特点按位运算无
9、进借位只要不同异或运算的结果就是二计算机中的码制对于符号数机器数常用的表示方法有原码反码和补码三种数的原码记作原反码记作反补码记作补注意对正数三种表示法均一样它们的差异在于对负数的表示原码定义符号位表示正表示-常用来存放参与运算的操作数或运算结果 2数据存放器特有的习惯用法 A*:累加器。多用于存放中间运算结果。所有 I/O 指令必须都通过 A*与接口传送信息;B*:基址存放器。在间接寻址中用于存放基地址;C*:计数存放器。用于在循环或串操作指令中存放循环次数或重复次数;D*:数据存放器。在 32 位乘除法运算时,存放高 16 位数;在间接寻址的 I/O 指令中存放 I/O 端口地址。2、指针
10、和变址存放器 SP:堆栈指针存放器,其容为栈顶的偏移地址;BP:基址指针存放器,常用于在存时存放存单元的偏移地址。SI:源变址存放器 DI:目标变址存放器 变址存放器常用于指令的间接寻址或变址寻址。3、段存放器 CS:代码段存放器,代码段用于存放指令代码 DS:数据段存放器 ES:附加段存放器,数据段和附加段用来存放操作数 SS:堆栈段存放器,堆栈段用于存放返回地址,保存存放器容,传递参数 4、指令指针IP 16 位指令指针存放器,其容为下一条要执行的指令的偏移地址。5、标志存放器 1状态标志:进位标志位CF :运算结果的最高位有进位或有借位,则 CF=1 辅助进位标志位AF:运算结果的低四位
11、有进位或借位,则 AF=1 溢出标志位OF :运算结果有溢出,则 OF=1 零标志位ZF:反映指令的执行是否产生一个为零的结果 符号标志位SF :指出该指令的执行是否产生一个负的结果 奇偶标志位PF:表示指令运算结果的低 8 位“1个数是否为偶数 2控制标志位 中断允许标志位IF:表示 CPU 是否能够响应外部可屏蔽中断请求 跟踪标志TF:CPU 单步执行 5、8086 的引脚及其功能重点掌握以下引脚 AD15AD0:双向三态的地址总线,输入/输出信号 INTR:可屏蔽中断请求输入信号,高电平有效。可通过设置 IF 的值来控制。十为底逢十进一共有十个数字符号二进制计数表示方法特点以为底逢进位只
12、有和两个符号十六进制数的表示法特点以为底逢进位有及表示共个数字符号各种数制之间的转换非十进制数到十进制数的转换按相应进位计数制的权表达式进制十六进制的转换整数局部除取余小数局部乘取整以小数点为起点求得整数和小数的各个位二进制与十六进制数之间的转换用位二进制数表示位十六进制数无符号数二进制的运算见教材二进制数的逻辑运算特点按位运算无进借位只要不同异或运算的结果就是二计算机中的码制对于符号数机器数常用的表示方法有原码反码和补码三种数的原码记作原反码记作反补码记作补注意对正数三种表示法均一样它们的差异在于对负数的表示原码定义符号位表示正表示-NMI:非屏蔽中断输入信号。不能用软件进展屏蔽。RESET
13、:复位输入信号,高电平有效。复位的初始状态见 P21 MN/M*:最小最大模式输入控制信号。第三章 8086 指令系统 第一节 8086 寻址方式 一、数据寻址方式 1、立即寻址 操作数(为一常数)直接由指令给出 (此操作数称为立即数)立即寻址只能用于源操作数 例:MOV A*,1C8FH MOV BYTE PTR2A00H,8FH 错误例:MOV 2A00H,A*;错误!指令操作例:MOV A*,3102H;A*3102H 执行后,(AH)=31H,(AL)=02H 2、存放器寻址 1操作数放在*个存放器中 2源操作数与目的操作数字长要一样 3存放器寻址与段地址无关 例:MOV A*,B*M
14、OV 3F00H,A*MOV CL,AL 错误例:MOV A*,BL ;字长不同 MOV ES:A*,D*;存放器与段无关 3、直接寻址 1指令中直接给出操作数的 16 位偏移地址偏移地址也称为有效地址(EA,Effective Address)2默认的段存放器为 DS,但也可以显式地指定其他段存放器称为段超越前缀 3偏移地址也可用符号地址来表示,如 ADDR、VAR 例:MOV A*,2A00H MOV D*,ES:2A00H MOV SI,TABLE_PTR 4、间接寻址 操作数的偏移地址(有效地址 EA)放在存放器中 十为底逢十进一共有十个数字符号二进制计数表示方法特点以为底逢进位只有和
15、两个符号十六进制数的表示法特点以为底逢进位有及表示共个数字符号各种数制之间的转换非十进制数到十进制数的转换按相应进位计数制的权表达式进制十六进制的转换整数局部除取余小数局部乘取整以小数点为起点求得整数和小数的各个位二进制与十六进制数之间的转换用位二进制数表示位十六进制数无符号数二进制的运算见教材二进制数的逻辑运算特点按位运算无进借位只要不同异或运算的结果就是二计算机中的码制对于符号数机器数常用的表示方法有原码反码和补码三种数的原码记作原反码记作反补码记作补注意对正数三种表示法均一样它们的差异在于对负数的表示原码定义符号位表示正表示-只有 SI、DI、B*和 BP 可作间址存放器 例:MOV A
16、*,B*MOV CL,CS:DI 错误例:MOV A*,D*MOV CL,A*5、存放器相对寻址 EA=间址存放器的容加上一个 8/16位的位移量 例:MOV A*,B*+8 MOV C*,TABLESI MOV A*,BP;默认段存放器为 SS 指令操作例:MOV A*,DATAB*假设(DS)=6000H,(B*)=1000H,DATA=2A00H,(63A00H)=66H,(63A01H)=55H 则物理地址=60000H+1000H+2A00H=63A00H 指令执行后:A*=5566H 6、基址变址寻址 假设操作数的偏移地址:由基址存放器(B*或 BP)给出基址寻址方式 由变址存放器
17、(SI 或 DI)给出变址寻址方式 由一个基址存放器的容和一个变址存放器的容相加而形成操作数的偏移地址,称为基址-变址寻址。EA=B*+SI或DI;EA=BP+SI或DI 同一组的存放器不能同时出现。注意:除了有段跨越前缀的情况外,当基址存放器为 B*时,操作数应该存放在数据段 DS中,当基址存放器为 BP 时,操作数应放在堆栈段 SS 中。例:MOV A*,B*SI MOV A*,B*+SI MOV A*,DS:BP DI 错误例:MOV A*,B*BP MOV A*,DI SI 指令操作例:MOV A*,B*SI 假定:(DS)=8000H,(B*)=2000H,SI=1000H 则物理地
18、址=80000H+2000H+1000H=83000H 指令执行后:(AL)=83000H(AH)=83001H 7、相对基址变址寻址 十为底逢十进一共有十个数字符号二进制计数表示方法特点以为底逢进位只有和两个符号十六进制数的表示法特点以为底逢进位有及表示共个数字符号各种数制之间的转换非十进制数到十进制数的转换按相应进位计数制的权表达式进制十六进制的转换整数局部除取余小数局部乘取整以小数点为起点求得整数和小数的各个位二进制与十六进制数之间的转换用位二进制数表示位十六进制数无符号数二进制的运算见教材二进制数的逻辑运算特点按位运算无进借位只要不同异或运算的结果就是二计算机中的码制对于符号数机器数常
19、用的表示方法有原码反码和补码三种数的原码记作原反码记作反补码记作补注意对正数三种表示法均一样它们的差异在于对负数的表示原码定义符号位表示正表示-在基址-变址寻址的根底上再加上一个相对位移量 EA=B*+SI或DI+8 位或 16 位位移量;EA=BP+SI或DI+8 位或 16 位位移量指令操作例:MOV A*,DATADIB*假设(DS)=8000H,(B*)=2000H,(DI)=1000H,DATA=200H 则指令执行后(AH)=83021H,(AL)=83020H 存放器间接、存放器相对、基址变址、相对基址变址四种寻址方式的比拟:寻址方式指令操作数形式 存放器间接 只有一个存放器B*
20、/BP/SI/DI之一 存放器相对一个存放器加上位移量 基址变址 两个不同类别的存放器 相对基址-变址 两个不同类别的存放器加上位移量 二、地址寻址方式了解有 4 类,能判断 简要判断依据指令中间的单词:段直接 short,near 段间接 word 段间直接 far 段间间接 dword 第二节 8086 指令系统 一、数据传送指令 1、通用传送指令(1)MOV dest,src;dest src 传送的是字节还是字取决于指令中涉及的存放器是 8 位还是 16 位。具体来说可实现:MOV mem/reg1,mem/reg2 指令中两操作数中至少有一个为存放器 MOV reg,data ;立即
21、数送存放器 MOV mem,data ;立即数送存储单元 MOV acc,mem ;存储单元送累加器 MOV mem,acc ;累加器送存储单元 MOV segreg,mem/reg;存储单元/存放器送段存放器 MOV mem/reg,segreg;段存放器送存储单元/存放器 MOV 指令的使用规则 IP 不能作目的存放器 不允许 mem mem 不允许 segreg segreg 立即数不允许作为目的操作数 不允许 segreg 立即数 十为底逢十进一共有十个数字符号二进制计数表示方法特点以为底逢进位只有和两个符号十六进制数的表示法特点以为底逢进位有及表示共个数字符号各种数制之间的转换非十进
22、制数到十进制数的转换按相应进位计数制的权表达式进制十六进制的转换整数局部除取余小数局部乘取整以小数点为起点求得整数和小数的各个位二进制与十六进制数之间的转换用位二进制数表示位十六进制数无符号数二进制的运算见教材二进制数的逻辑运算特点按位运算无进借位只要不同异或运算的结果就是二计算机中的码制对于符号数机器数常用的表示方法有原码反码和补码三种数的原码记作原反码记作反补码记作补注意对正数三种表示法均一样它们的差异在于对负数的表示原码定义符号位表示正表示-源操作数与目的操作数类型要一致 当源操作数为单字节的立即数,而目的操作数为间址、变址、基址+变址的存数时,必须用 PTR 说明数据类型。如:MOV
23、B*,12H 是错误的。2、堆栈指令 什么是堆栈.按“后进先出(LIFO)方式工作的存储区域。堆栈以字为单位进展压入弹出操作。规定由 SS 指示堆栈段的段基址,堆栈指针 SP 始终指向堆栈的顶部,SP 的初值规定了所用堆栈区的大小。堆栈的最高地址叫栈底。压栈指令 PUSH PUSH src ;src 为 16 位操作数 例:PUSH A*;将 A*容压栈 执行操作:SP-1高字节 AH SP-2低字节 AL(SP)SP-2 注意进栈方向是高地址向低地址开展。弹出指令 POP POP dest 例:POP B*;将栈顶容弹至 B*执行操作:BLSP BH SP+1 SP SP+2 堆栈指令在使用
24、时需注意的几点:堆栈操作总是按字进展 不能从栈顶弹出一个字给 CS 堆栈指针为 SS:SP,SP 永远指向栈顶 SP 自动进展增减量-2,+2 3、交换指令*CHG 格式:*CHG reg,mem/reg 功能:交换两操作数的容。要求:两操作数中必须有一个在存放器中;操作数不能为段存放器和立即数;源和目地操作数类型要一致。举例:*CHG A*,B*CHG 2000,CL 4查表指令*LAT 执行的操作:AL(B*)+(AL)又叫查表转换指令,它可根据表项序号查出表中对应代码的容。执行时先将表的首地址 偏移地址送到 B*中,表项序号存于 AL 中。2、输入输出指令 只限于用累加器 AL 或 A*
25、来传送信息。功能:(累加器)I/O 端口(1)输入指令 IN 格式:IN acc,PORT;PORT端口号 0255H 十为底逢十进一共有十个数字符号二进制计数表示方法特点以为底逢进位只有和两个符号十六进制数的表示法特点以为底逢进位有及表示共个数字符号各种数制之间的转换非十进制数到十进制数的转换按相应进位计数制的权表达式进制十六进制的转换整数局部除取余小数局部乘取整以小数点为起点求得整数和小数的各个位二进制与十六进制数之间的转换用位二进制数表示位十六进制数无符号数二进制的运算见教材二进制数的逻辑运算特点按位运算无进借位只要不同异或运算的结果就是二计算机中的码制对于符号数机器数常用的表示方法有原
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