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微机原理与接口技术 第 1 章 微型计算机概述 第 1 章 微型计算机概述 1.1 微型计算机 1.2 微机的软件基础 1.3 微机的结构特点 微机  —— 微型化的电子计算机 电子计算机的基本组成 微处理器、微机、微机系统 ◆微处理器（MP，Microprocessor），也称为CPU或MPU。微处理器是由算术逻辑部件（ALU）、控制部件（CU）、寄存器（R）组、片内总线等部分组成的大规模集成电路芯片。 ◆微型计算机（MC，Microcomputer，简称微机）是以微处理器为核心，配上大规模集成电路的半导体存储器、输入和输出接口电路，以及相应的辅助电路。 ◆微型计算机系统（MCS，Microcomputer System）是以微型计算机为主体，配上一定规模的系统软件和外部设备构成。 微型计算机性能指标 ◆字长：微处理器并行处理的最大位数，有8/16/32位等，通常与微处理器的ALU、R、数据总线的位数一致。字长是微机分类的主要依据。 ◆存储容量：微机系统能够直接访问的存储单元字节数，即内存寻址的最大字节数。存储器字节数是由存储器地址的位数决定的 ，通常以KB，MB，GB（分别是210，220，230字节）为单位 。 ◆运算速度：微机通常是以计算机的主频（MHz, 106Hz）速度为运算速度单位 。 ◆系统配置：系统提供的人机联系手段（软/硬件配置越高档，工作效率越高）。 ◆性能/价格比：微机系统性能—价格比值的综合指标。 微型计算机的组成 微机的分类及其应用 微机的分类 微机通常是以微处理器字长作为微机的分类标准。 微机一般分为4位、8位、16位、32位微机等。 微机的应用特点 ◆ 形小、体轻、功耗低 ◆ 性能可靠 ◆ 价格便宜 ◆ 结构灵活，适应性强 ◆ 应用面广 微机中的数制 微机的有/无符号数表示 ◆无符号数是正数，无需符号表示，所有数位都是数值数位。n位无符号数N的数值范围是0≤N≤2n-1。 ◆有符号数的符号用一位二进制数码（正数0，负数1）表示。 原码（符号-绝对值）表示法： 用其最高有效位作为数的符号位（Sf），其余位为数值位。 n位原码的数值范围是-2n-1+1≤N ≤2n-1-1。 补码表示法： 正数补码与原码表示相同，负数补码是将它对应的正数，连同符号位一起按位取反，再在最末数位上加1。 n位补码的数值范围是-2n-1≤N ≤2n-1-1。 微机的基本运算 ◆计算机的基本运算有算术运算和逻辑运算，由算术/逻辑运算部件ALU完成。 ◆逻辑运算：有反（非）运算、与（∧）运算、或（∨）运算、异或（⊕）运算。对于多位二进制变量的逻辑运算是“按位”运算的，即各对应位分别进行逻辑运算。 ◆算术运算：计算机中的四则运算最终简化为加/减法运算。ALU的核心电路是加法器，实现的是补码加法运算（不需要判断正/负号，符号位和数值位一起参加运算，能自动得到正确的补码结果，除非出现数值溢出错误 ）。 ［X±Y］补码 =［X］补码 +［±Y］补码 微机的信息编码 ◆ BCD码（Binary Coded Decimal码）是十进制数的编码。0~9数字的BCD码分别对应0000~1001编码。 计算机常用一个字节存放2位BCD码（压缩BCD码）。 ◆ASCII码（American Standard Code for Information Interchange）是计算机的文字符号的信息编码。用7位编码，可表示128 （27）个字符。 计算机常用一个字节存放一个ASCII码（D7位恒为0）。 二进制数/码的示例 微机的指令系统 ◆8086/8088 微机的指令系统有133条指令，分为六大类： 1. 数据传送类: MOV，PUSH，POP，XCHG，LEA 等指令。 2. 算术运算类: 加、减、乘、除算术运算四组指令。 3. 逻辑运算和移位类: 逻辑运算指令组，移位指令组。 4. 控制转移类: Jxxx指令组，LOOP，CALL/RET指令组。 5. 串操作类 6. 处理机控制类 ◆ 8086/8088符号指令的语句格式： [标号：] 指令助记符 [操作数] [ ；注释] 操作数的寻址方式 ◆根据操作数的个数，有0（零）操作数指令、单操作数指令和双操作数（用逗号分割）指令。 ◆操作数作为参与指令具体操作的对象，可以是操作的数据，也可以是转移的地址数据。 ◆操作数可以是立即数，也可以存放在寄存器或内存储器或输入/输出接口中。操作数的寻址方式有立即方式、寄存器方式、直接内存方式、间接内存方式、I/O方式。 ◆ 8086/8088寻址方式分为数据寻址方式（7种）和转移地址寻址方式（4种）两大类。 8086/8088内存储器 ◆内存储器是以字节