自考 02241 工业用微型计算机 重要知识点Word格式.docx

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（2）二进制数转换为十进制数，对所给的二进制数，只要按前述的式（2－2）展开，即可得到对应的十进制数。

1011．1010B＝1×

23＋1×

21＋1×

20＋1×

＋1×

＝11．625

（3）十进制整数转换为二进制数，把十进制整数转换为二进制数，一般采用除2取余法。

只要决定

的值，就可写出二进制数，因为20＝1，所以（215－20）一定是2的整数倍，215÷

2所得的余数即为X0。

其转换过程为

215÷

2＝107（商），余数＝1＝x0;

107÷

2＝53（商），余数＝1＝x1;

53÷

2＝26（商），余数＝1＝x2;

26÷

2＝13（商），余数＝1＝x3;

13÷

2＝6（商），余数＝1＝x4;

6÷

2＝3（商），余数＝1＝x5;

3÷

2＝1（商），余数＝1＝x6;

1÷

2＝0（商），余数＝1,商为0，转换结束。

故215D＝11010111B。

（4）十进制整数转换为十六进制数，同转换为二进制数的道理一样，也可采用除16取余例如215D转换为十六进制的过程为

215÷

16＝13（商），余数＝7＝x0;

13÷

16=0（商），余数＝13＝x1;

商为0，转换结束。

故215D＝D7H；

通常写成0D7H，D前面的0字说明D不是英文字符D而是数字13。

又如何2345D的转换过程为

12345÷

16＝771（商），余数＝9＝x0;

771÷

16＝48（商），余数＝3＝x1;

48÷

16＝3（商），余数＝0＝x2;

16＝0（商），余数＝3＝x3，商为0，结束。

故12345D＝3039H,然后可化成二进制数0011000000111001B。

（二）原码

如上所示，正数的符号位用零表示，负数的符号位用1表示，符号位之后表示数值的大小这种表示方法称为原码。

x=+114,〔x〕原=01110010B

x=+114,〔x〕原=11110010B

（三）反码

正数的反码与原码相同。

最高位一定为0，代表符号，其余位为数值位。

负数的反码其符号位为1，与原码相同，数值位是将其负数的原码的数值位按位取反。

x=－4，〔x〕反＝11111011B

x=－0，〔x〕反＝11111111B

x=－127，〔x〕反＝10000000B

显然，反码的0也有2个，X＝＋0，〔x〕反＝0000000B

（四）补码

正数的补码表示与原码相同，即最高位为符号位，用“0”表示，其余位为数值位。

而负数的补码为其反码加1即在反码的最低位加1形成补码。

x=－4，〔x〕补＝〔x〕反＋1＝11111011B＋1＝11111100B＝FCH

三、8位与16位二进制数的表示范围

（一）8位二进制的范围

1）无符号数0～255（或用0～FFH表示）

第三节微型计算机系统的组成

一、微型计算机系统的构成

微型计算机系统是由硬件和软件两部分组成的，它的层次结构如图所示。

运算器

CPU控制器

主机存储器寄存器

微型机硬件输入／输出接口

外围设备

微型机系统

系统软件

微型机软件

应用软件

图1微型计算机系统的组成示意图

（一）微型机硬件

（1）微处理器，是微机系统的核心部件，简称为CPU，它包括运算器、控制器和寄存器几部分，运算器也叫算逻单元ALU（ArithmeticandLogicUnit）。

（2）存储器（Memory）又叫主存或内存，是微机的存储和记忆部件，用以存放程序代码和运算需要的数据。

内存通常使用半导体存储器。

1）内存容量，以8086／8088CPU为例，其地址总线为20根，寻址内存的范围为220＝1MB。

这里B是字节（Byte），即每个内存单元内部存放的是一个字节（8位二进制）程序代码或数据，其形式均为二进制数（机器数）。

因为8086的地址总线是20根，其寻址范围为1024KB，写成十六进制时就是5位，其地址范围为00000H～FFFFFH。

2）内存的操作对内存的操作是读（取）和写（存储）。

3）内存的分类按存储器的工作性质可将内存分为只读存储器（ROM）和随机读写存储器（RAM）两大类。

（3）输入输出接口（I／OInterface）和外部设备CPU要与很多外部设备进行数据传送，必须通过“I／O接口”，所以输入输出接口是CPU与外设之间的桥梁。

（4）总线由上面叙述可以看到微型计算机主要是由微处理器、存储器、I／O接口和I／O设备所组成，这些部件是用系统总线连接起来的。

（二）微型计算机软件

微型机的软件是为运行、管理和测试维护而编制的各种程序的总和，没有软件的计算机只是裸机，计算机就无法工作。

计算机软件分为系统软件和应用软件，系统软件包括操作系统（DOS及WINDOWS、UNIX、LINUX等）和系统应用程序。

三、微型计算机的外围设备

一般的计算机，配备有多种外围设备。

其输入的外围设备有：

键盘、鼠标、扫描仪、输出的外部设备有：

显示器、打印机、绘图仪。

而软盘和硬盘驱动器既可作为输入又可作为输出设备，而大多数的光盘驱动器（CD－ROM）是作为输入设备使用的，它可以把CD或VCD光盘中的音乐送入声卡放大，也可以把VCD光盘的图像通过解压缩后的彩色图像在CRT是显示出来。

目前，都采用全双工的声卡（AudioPCI混声器）完成声音的接收（有话简接口）、录音、声音合成和声音的播放（有一定功率的放大）。

这样，配上较大功率的有源单箱，就可以放送出美丽动听的音乐和歌声。

配置上网卡（一种是电话上网的调制解调器，例如56K的MODEM，一种是高速网卡），连接上INTERNET网络，就可以通过IDTNET2PHONE等软件打网络电话，发传真（FAX），收发ENALL，通过WWW进行网上浏览。

第四节微处理器

一、Intel8086/8088微处理器

（一）8086／8088的功能结构

微处理器8086／8088微处理器结构类似，都由算术逻辑单元ALU、累加器、专用和通用寄存器、指令寄存器、指令译码器、定时器控制器等组成，后四部分相当于控制器。

不过按功能可以分为两大部分—总线接口单元BIU（BusInterfaceUnit）和执行单元EU（ExecutionUnit）。

（二）8086／8088的内部寄存器

8086／8088内部有14个16位寄存器，编程时都要用到，所以必须识记。

按其功能，可分为三大类：

第一类是通过寄存器（8个），第二类是段寄存器（4个），第三类是控制寄存器（2个）。

通用寄存器包括数据寄存器、地址寄存器和变址寄存器。

1．数据寄存器AX、BX、CX、DX

2．地址指针寄存器SP、BP

3．变址寄存器SI、DI

4．段寄存器CS、SS、DS、ES

5．控制寄存器IP、FLAGS

CF进位标志位。

当进行加法或减法运算时。

若最高位发生进位或错位，则CF＝1，否则CF＝0；

PF奇偶标志位。

当逻辑运算结果中“1”的个数为偶数时，PF＝1；

为奇数时，PF＝0。

AF辅助进位位。

在8（16）位加法操作中，低4（8）位有进位、借位发生时，AF＝1，否则AF＝0；

ZF零标志位。

当运算结果为零时，ZF＝1。

否则ZF＝0；

SF符号标志位。

当运算结果的最高位为1（即为负数）时，SF＝1，否则SF＝0；

OF溢出标志位。

当算术运算的结果超出了带符号数的范围，即溢出时，OF＝1，否则OF＝0。

8位带符号数范围是－128～＋127，16位带符号数的范围是－32768～＋32767。

下面三个是控制标志位。

控制标志位被设置后便对其后的操作产生控制作用。

TF跟踪标志位。

TF＝1使CPU处于单步执行指令的工作方式。

这种方式便于进行程序的调试。

每执行一条指令后，便自动产生一次内部中断，从而使用户能逐条地检查程序。

IF中断允许标志位。

IF＝1使CPU可以响应可屏蔽中断请求。

IF＝0使CPU禁止响应可屏蔽中断请求。

IF的状态对不可屏蔽中断及内部中断没有影响。

DF方向标志位。

DF＝1使串操作按减地址方向进行，也就是说，从高位地址开始，每操作一次地址减小一次。

DF＝0使串操作按增地址方向进行。

（四）8086／8088的工作方式

8086／8088有两种工作方式：

最小和最大模式，最小模式是单处理器模式，最大模式是多处理器模式，一般接入8087协调处理器。

现在，用户使用的大部分都是486以上微处理器，均为最大模式。

第二章知识点

第一节指令系统

计算机的指令系统。

可以分为六大类：

数据传送指令；

算术传送指令；

逻辑运算和移位指令；

串操作指令；

控制转移指令；

处理器控制指令。

一、指令格式

指令是以二进制代码形式表示的操作命令，这种二进制代码称为机器码。

寻址方式，通常是指CPU指令中规定的寻找操作数所在地址的方式，8086／8088CPU内部设置了多个有关地址的寄存器，如各种地址指针寄存器以及变址寄存器等，因而使8086／8088的基本寻址方式有以下七种。

二、立即寻址（ImmediateAddrssing）

MOVCL，28H

MOVAX，3189H

三、寄存器寻址（RegisterAddrssing）

指令中指定某些CPU寄存器存放操作数。

上述寄存器可能是通用寄存器（8位或16位）、地址指针或变址寄存器，以及段寄存器。

MOVSS，AX

四、直接寻址（DirectAddrssing）

直接寻址指令在指令的操作码后面直接给出操作数的16位偏移地址。

这个偏移地址也称为有效地址EA（EffectiveAddress）,它与指令的操作码一起，存放在内存的代码段，也是低8位在前，高8位在后。

但是，操作数本身一般存放在内存的数据段。

MOVAX，〔3100H〕

五、寄存器间接寻址

六、变址寻址（IndexedAddressing）

变址寻址指令将规定的变址寄存器的内容加上指令中给出的位移量，得到操作数的有效地址。

8086／8088CPU中变址寄存器有两个：

源变址寄存器SI和目的变址寄存器DI。

位移可以是8位或16位二进制数，一般情况下操作数在内存的数据段，但也允许段超越。

下面是一条变址寻址指令的例子。

MOVBX，〔SI＋1003H〕

七、基址寻址（BasedAddrssing）

基址与变址相类似，不同之处在于指令中使用基址寄存器BX或基址指针寄存器BP，而不是变址寄存器SI和DI。

需要指出一点，当使用BX寄存器实现基址时，一般情况下操作数是在数据段，即段地址在DS寄存器；

而当使用BP时操作数通常在堆栈段，即段地址在SS寄存器中。

但是，同样允许段超越。

下面两条指令是基址寻址的例子。

MOVSI，DATA〔BX〕

MOVBLOCK〔BP〕，AX

八．基址－变址寻址（BasedIndexedAddre88ing）

这种寻址方式是前面已经介绍的两种寻址方式的结合。

指令中规定一个基址寄存器（BX和BP二者之一）和一个变址寄存器（SI和DI二者之一），同时还给出一个8位或16位的位移量，将三者的内容相加就得到操作的有效地址。

至于段地址，通常由所用的基址寄存器决定。

当使用BX存放基址时，段地址一般在DS寄存器；

当使用BP时，段地址一般在堆栈段SS中，但当指令中标明是段超越时例外。

以下是一条基址加变址寻址指令的例子：

MOVAX，COUNT〔BX〕〔SI〕

第二节8086／8088的指令系统

一、数据传送指令（Datatransfer）

数据传送指令是程序中使用最多的指令，这是因为无论程序针对何种具体的实际问题，往往都需要将原始数据、中间结果、最终结果以及其他各种信息，在CPU的寄存器和存储器之间传送。

数据传送指令按其功能的不同，可以分为以下四组：

通用数据传送指令；

输入／输出指令；

目标地址传送指令；

标志传送指令。

以下是MOV指令的几个例子：

MOVAX，CS；

段寄存器至通用寄存器

MOVAL，125；

立即数至寄存器

MOVMEM，15；

立即数至存储器，直接寻址

MOVSI，BX；

寄存器至寄存器

MOVDS，AX；

通用寄存器至段寄存器

MOV〔BX〕，50H；

立即数至存储器，寄存器间址

MOVMEM，AX；

寄存器至存储器，直接寻址

MOVMEM，DS；

段寄存器至存储器，直接寻址

MOVDISP〔BX〕，CX；

寄存器至存储器，基址寻址

MOVAX，DISP〔SI〕；

存储器至寄存器，变址寻址

MOVDS，MEM；

存储器至段寄存器，直接寻址

MOVAX，DISPBX〕〔SI；

存储器至寄存器，基址－变址寻址

PUSH（Pushwordontostack）推入操作

POP（Popwordoffstacks）弹出操作

指令格式及操作：

PUSHsrc;

（SP）←（SP）－2，首先，堆栈指针－2送给堆栈指针

（（SP）＋1：

（SP））←（src）,再把源操作数（字）推入堆栈中

POPdest;

（dest）←（（SP）+1:

（SP）），首先，堆栈的内容弹出到目的操作数

（SP）←（SP）+2，再使堆栈指针加2

这是两条堆栈操作指令，PUSH指令将寄存器或存储器的内容推入堆栈；

POP指令将堆栈中的内容弹出到寄存器或存储器，但都是字操作。

PUSH和POP指令的操作数可能有三种情况：

1）寄存器

2）段寄存器

3）存储器

无论那种操作数，其类型必须是字操作数（16位），如果推入或弹出堆栈的寄存器操作数，则应是一个16位寄存器。

如果是存储器操作数，是两个地址连续的存储单元。

如：

PUSHAX；

通用寄存器椎入堆栈

PUSHBP；

基址指针寄存器推入堆栈

PUSHDATA〔SI〕；

两个连续的存储单元推入堆栈

POPDI；

从堆栈弹出到变址寄存器

POPES；

从堆栈弹出至段寄存器

POPALPHE〔BX〕；

从堆栈弹出到两个连续的存储单元

堆栈的用途很多，例如调用子程序（或过程），发生中断时都用推入堆栈的办法来保护断点的地址，而当子程序返回时再将断点地址从堆栈中弹出到IP，以便继续执行主程序。

输入输出指令共两条。

输入指令IN用于从外设端口接收数据，输出指令OUT向端口发送数据。

INacc，port;

（acc）←（port）

OUTport，acc;

（port）←（acc）

目标地址传送指令（Address—objecttransfer）

8086－8088CPU提供了三条把地址指针写入寄存器或寄存器对的指令，它们可以用来写入近地址指针和远地址指针。

这三条指令是LDS、LES、LEA。

LEAreg16mem16

LEA指令将一个近地址指针写入到指定的寄存器。

指令中的目标寄存器必须是一个16位通用寄存器，源操作数必须是一个存储器，指令的执行结果是把源操作数的有效地址即16位偏移地址传送到目标寄存器。

LEABX，BUFFER

LEAAX，〔BP〕〔DI〕

二、算术运算指令（Arithmetic）

算术运算指令共有以下五组：

加法运算指令

减法运算指令

乘法运算指令

除法运算指令

转换指令

（一）加法指令（Addition）

加法指令包括普通加法（ADD）指令、带进位加法（ADC）指令和加1（INC）指令，另外还有两条加法调整指令，即ASCII调整（AAA）和十进制调整（DAA）指令。

1．ADD（Addition）

ADDdest,src;

（dest）←（dest）+（src）

ADD指令将目标操作数与源操作数相加，并将结果存回目标操作数。

加法指令将影响大多数标志位。

3．INC（Incrementby1）,加1指令

INCdest（dest）←（dest）＋1

INC指令将目标操作数加1，指令将影响大多数标志位，如SF、ZF、AF、PF和OF但对进位标志CF没有影响。

（二）减法相令（Subtraction）

8086/8088CPU共有七条减法指令，它们是普通减法（SUB）、带借位减（SBB）、减1（DEC）、求补（NEG）、比较（CMP）指令，以及减法的ASCII调整（AAS）和十进制调整（DAS）指令，重点是SUB、DEC、CMP指令。

SUB（Subtraction）

SUBdest,src;

（desd）←（desd）←（src）

SUB指令将目标操作数减源操作数，结果送回目标操作数。

指令对标志位SF、ZF、AF、PF、CF和OF有影响

操作数的类型与加法指令一样，即目标操作数可以是寄存器或存储器，源操作数可以是立即数、寄存器或存储器，但不允许两个存储器相减。

既可以字节相减，也可以字相减。

例如，SUBAL，98H；

寄存器减立即数

SUBBX，CX；

寄存器减寄存器

SUBDX，VAR1；

寄存器减存储器

DEC（Decrementby1）减指令

DECdest;

（dest）←（dest）－1

DEC指令将目标操作数减1，指令对标志位SF、ZF、AF、PF和OF有影响，但不影响进位标志CF。

操作数的类型与INC指令一样，可以是寄存器或存储器（段寄存器不可）。

字节操作或字操作均可。

例如，

DECBL8位寄存器减：

DECCX；

16位寄存器减1

DECBYTEPTR〔BX〕；

存储器减1，字节操作

DECWORDPTR〔BP〕〔DI〕；

存储器减1，字操作

CMP（Compare）比较指令

CMPdest,src;

（dest）－（src）

不把差值回送给目的的操作数，影响标志，这条比较指令经常使用，并不把结果送给目的操作数，两个操作数不变，比较后影响标志，使程序根据比较后的标志转移。

（三）乘法指令（Multiplication）

8086／8088CPU可以通过执行一条指令完成乘法或除法运算。

乘法指令共有三条：

无符号数乘法指令（MUL）、带符号数乘法指令（IMUL）以及乘法的ASCII调整指令（AAM）。

1．MUL（Multiplicationunsigned）无符号数乘法

指令格式：

MULsrc

指令操作为，字节乘法（AX）←（src）×

（AL）

字乘法（DX：

AX）←（src）×

（AX）

MUL指令对标志位CF和OF有影响，但SF、ZF、AF和PF不确定。

8086／8088CPU有三条除法指令，它们是无符号数除法指令（DIV）、带符号数除法指令（IDIV）以及除法的ASCII调整指令（AAD）。

DIA（Divisionunsigned）,无符号数除法指令

DIVsrc

DIA指令使大部分标志位如SF、ZF、AF、PF、CF和OF的值不确定。

例比较两个字符串，找出其中第一个不相等字符的地址。

如果两字符串全部相同。

则转到ALL＿MATCH进行处理。

这两个字符串长度均为20，首地址分别为STRING1和STRING2。

LEASI，STRING1；

（SI）←字符串1首地址

LEADI，STRING2；

（DI）←字符串2首地址

MOVCX，20；

（CX）←字符串长度

CLD；

清方向标志DF

REPECMPSB；

如相等，重复进行比较

JCXZALL＿MATCH；

若（cx）=0,跳至ALL＿MATCH

DECSI；

否则（SI）－1

DECDI；

（DI）－1

INT3；

返回DEBUG

ALL＿MATCH：

MOVSI，0

MOVDI，0

控制转移指令（Controltransfer）

8086/8088CPU提供了很多指令用于控制程序的转移。

这类指令是以下四种：

转移指令、循环控制指令、过程调用指令和中断指令，下面分别进行讨论。

（一）转移指令

转移是一种将程序从一处改换到另一处的最方便的方法。

在CPU内部，转移是通过将目标地址传送给指令指针寄存器IP来实现的。

转移指令包括无条件转移指令和条件转移指令。

1、无条件转移指令JMP（JumP）

JUMP指令的操作是无条件地将控制转移到指令中规定的目的地址。

另外，目标地址可以用直接的方式给出，也可以用间接的方式给出，JMP指令对标志位没有影响。

（1）段内直接转移指令格式及操作：

JMPnear_label;

转移到近标号，（IP）←（IP）＋disp（16位）

例：

在内存的数据段中存放了若干个8位带符号数，数据块的长度为COUNT（不超过255），首地址为TABLE，试统计其中正元素、负元素及零元素的个数，并分别将个数存入PLUS、MINUS和ZERO单元。

为了统计正元素。

负元素和零元素的个数，可先将PLUS、MINUS和ZERO三个单元清零，然后将数据表中带符号数逐个取入AL寄存器并使其影响标志位，再利用前面介绍的JS、JZ等条件转移指令测试