微机原理第一章.ppt

认识计算机 计算机各部分的连接 第一章 概述 计算机的发展 计算机的基本结构和工作原理 微处理器与微计算机 数制与编码(补充) 逻辑运算(第三章提前) 计算机中数的表示(部分补充) 本章重点 计算机的基本组成和工作原理 二进制、十进制、十六进制之间转换 BCD码、ASCII码的编码 与、或、非、异或、移位逻辑基本操作 正整数、负整数的表示 计算机的发展 电子时代 ENIAC计算机 冯.诺依曼计算机 冯.诺依曼计算机体系原理 计算机发展的时代 微处理器的发展时代 计算机的发展趋势和应用 计算机的发展趋势 计算机的基本结构 微处理器内部结构 运算器 典型存储器结构 系统总线结构 程序编制与存放 程序执行－操作数在指令中 程序执行 －操作数在内存其它位置 程序执行总结 程序执行的过程 奔腾4主板 内存储器插槽 芯片组 时钟 总线扩展槽 串行接口 并行接口 其它插座 汉字编码 区位码 (94区94位) 汉字显示（16点阵－北） 查找或计算汉字的的区位码 汉字显示（16点阵－京） 查找或计算汉字的的区位码 字符的其它编码 ANSI编码：实际就是ASCII码 UNICODE编码：16位编码 DBCS编码（8、16位编码） 逻辑运算 提供了对数据二进制位的操作能力 非运算 运算规则（真值表） 与运算 运算规则（真值表） “与”运算判断某一位 “与”运算控制信号通过 或运算 运算规则（真值表） 异或运算 运算规则（真值表） “异或”指定位取反 移位操作 左移与右移 计算机中无符号整数的表示 字节：以8位二进制表示 计算机中有符号整数的表示 原码：直接将最高位变成1 负整数的补码表示 0有两个编码 利用补码计算减法(32-64) 写出＋32的二进制形式 整数的表示范围 8位 小数的表示（浮点） 定点表示法 浮点小数(100.5)示例 本章重点 微处理器的主要性能指标 8086/8088数据总线和地址总线数量 8086/8088的主要寄存器及其作用 8086/8088堆栈作用及其工作方式 8086/8088总线周期 8086/8088存储器分段 8086/8088物理地址与逻辑地址转换 32位微处理器的主要组成和工作方式 微处理器的主要性能指标 字长 （内部寄存器大小、数据总线数量） 指令数 （精简指令） 运算速度 （主频） 访存空间 （地址总线数量） 高速缓存大小 （一、二级） 虚拟存储空间 是否能构成多处理器系统 工艺形式 （封装、工作电压、功耗） 8086/8088微处理器（16位） 流水线处理 指令队列有1或2个字节空闲时，BIU自动取指令送入指令队列 EU从指令队列取指令执行，如果需要访问存储器或I/O，则请求BIU进入总线周期完成数据传送 当指令队列满，且无总线请求，BIU空闲 在执行转移、调用等指令时，自动清除指令队列，BIU从存储器中装入另外的指令 8088/8086内部寄存器 程序运行时内存使用情况 数据寄存器特殊作用 AX: 保存计算结果低16位 BX: 数据段或附加段中的基准地址 CX: 循环次数 DX: IO端口地址、计算结果高16位 堆栈及其操作 作用 16个字节的堆栈及操作 状态标志寄存器F（PSW） 8086引脚 8086的工作模式与组成模块 工作模式 8086的总线周期 时钟周期 总线周期组成 8086/8088存储器结构 存储器与总线连接 存储器的分段 程序存储段模式 堆与栈 Heap:数据段或附加段中可以分配的内存 近堆: 当前段内 远堆: 其它段内 Stack:保存临时数据的存储空间 8088/8086存储器空间分配（DOS内存管理） 8086存储器分段 20位地址，16位寄存器的矛盾 8086存储器分段说明 段的起始位置 物理地址 程序存储段模式 Tiny 8088/8086存储器空间分配 常规内存 上位内存 高端内存 扩充内存 扩展内存 I/O端口组织 主要的I/O端口地址 32位微处理器内部结构 BIU（三总线） CPU(代码预取、指令译码、控制部件、指令执行部件) MMU(包括分段和分页结构) FPU（浮点运算单元） 32位微处理器特点 内部寄存器32位 数据总线（32到64） 地址总线（32到36） 存储器的保护机制 支持多任务 存储器中有任务状态表 使用CACHE 应用程序可以访问64MM存储空间 采用分段机制和分页机制（1KB/页） 中断与异常 32位微处理器的寄存器结构 通用数据寄存器 段寄存器 系统地址寄存器 控制寄存器 测试寄存器 调试寄存器 指令指针寄存器EIP(32位) 状态寄存器 IOPL:IO特权级(0-3) NT:任务嵌套标志 VM:工作模式标志（是否进入虚地址模式） 32位微处理器通用寄存器组 EAX(AX、AH、AL) EBX(BX