微型计算机原理与接口技术_第一章.ppt

控制和指挥计算机内各功能部件协同动作，完成计算机程序功能。 程序计数器（PC）：程序指令所在单元地址。 指令寄存器（IR）：保存当前正在执行的一条指令。 指令译码器（ID）：将指令的操作码翻译成机器能识别的命令信号。 控制逻辑单元（PLA）：产生执行指令所需的全部微操作控制信号 时序信号发生器：产生执行指令需要的一系列节拍脉冲和电位信号 （2）控制器 ALU 累加器AC DR IR ID PLA 时序控制信号（控制命令） 内部DB PC AB RAM AR I1 I2 0 FR RA 1.3.3 微机的基本工作原理(过程) 例： 考察 3＋2＝？的计算过程。 (1) 编写计算步骤（表1-1） 计算步骤 解题命令（指令） 1 2 3 从存储器中取出“3”到运算器 从存储器中取出2，并在运算器中与3加，得5 暂停 指令顺序 指令内容 执行的操作 助记符 操作数 1 取数 MOV AC,03 3 2 加法 ADD AC,02 2 3 暂停 HLT 指令地址 机器码 0000 0000 1011 0000 0000 0011 0000 0010 0000 0100 0000 0010 0000 0100 1111 0100 注：MOV和ADD为双字节指令 存储单元地址 0000 0000 (00H) 0000 0001 (01H) (02H) (03H) (04H) 1011 0000 0000 0011 0000 0100 0000 0010 1111 0101 指令首地址 取数指令 3 加法指令 2 暂停 ①PC的内容（0000H）送至地址寄存器（AR）。 第一条指令取指令 ② 当PC的内容可靠地送至地址寄存器后，PC的内容自动加 1变为0001H。 第一条指令取指令 ③地址寄存器把地址号00H通过地址总线AB送至存储器。经地址译码器译码，选中0000H号单元。 第一条指令取指令 ④CPU给出读命令。 第一条指令取指令 ⑤所选中的00H单元的内 容0B0H读至数据总线DB上。 ⑥读出的内容经过数据总线DB送至数据寄存器DR。 第一条指令取指令 解 1）、0001 0010B [+18]补 + 1111 0001B [-15]补 10000 0011B [+3]补 符号位的进位，舍弃 2)、 1110 1110B [-18]补 + 1111 0101B [-11]补 11110 0011B [-29]补 符号位的进位，舍弃 [例]： 1 0 1 1 0 1 0 1 -75 + 1 0 0 0 1 1 1 1 -113 1 0 1 0 0 0 1 0 0 -188 0 1 0 0 0 0 1 0 +66 + 0 1 1 0 0 0 1 1 +99 1 0 1 0 0 1 0 1 +165 CASE1: CASE2: (3)溢出的判断 若参与操作的两数在定义域内，但运算结果超出了计算机字长范围内补码所能允许表示的值，所计算出的结果产生了错误，称之为溢出 例如字长为8位的计算机，补码所能表示数的范围是：-128≤x≤+127 若字长为n位的计算机，则补码所能表示数的范围是-2n-1≤x≤2n-1-1，当运算结果超出这个范围时，便产生溢出，两个正数相加可能产生正的溢出，两个负数相加可能会产生负的溢出，正负两数相加不会产生溢出。 5.定点数与浮点数 在计算机中，对实数中的小数有两种处理方法。 (1) 定点数： 定点数即小数点的位置固定不变。常用下列两种形式。 纯小数：小数点固定在符号位之后。 例 1 . 0101111 纯整数: 小数点固定在最低位之后. 例 . 例如:用宽度为n+1位的字来表示定点数X，其中X0表示数的符号，例如1代表负数，0代表正数，其余位代表它的数位，对于任意定点数X=X0X1X2……Xn，在定点计算机中可表示为： ①如果X为纯小数，小数点固定在X0与X1之间，数X的表示范围为： 0≤|X|≤1-2-n ②如果X为纯整数，小数点固定在Xn的右边，数X的表示范围为： 0≤|