微机原理总基础知识
微机原理及应用学习指导
微机原理及应用学习指导微机原理及应用学习指导一、学习目标1.了解微机原理的基本概念和基本原理；2.熟悉微机系统的组成和工作原理；3.掌握微机系统的应用技术和调试方法；4.培养分析和解决微机应用中问题的能力。
二、学习内容1.微机原理基础知识2.微机系统的组成和工作原理3.微机系统的应用技术和调试方法三、学习方法1.理论学习与实践相结合。
理论学习是学习的基础，但只有通过实践才能真正理解和掌握微机原理及应用。
可以通过实验、项目等实践活动来巩固和应用所学知识。
2.多方面资源利用。
可以利用教科书、参考书、互联网等多种资源进行学习。
同时还可以参加学校组织的相关培训和学习活动，向老师和同学请教、交流经验。
3.注重实用技能培养。
微机原理及应用的目的是为了解决实际问题，因此在学习过程中要注重培养实用技能。
可以通过参与实际项目、实际调试等方式来提升自己的实践能力。
4.积极参与讨论和研究。
通过参与讨论和研究可以拓宽知识视野，了解前沿技术动态，同时也可以提高自己的分析和解决问题的能力。
四、学习步骤1.在开始学习之前，先了解微机原理的基本概念和基本原理。
可以通过阅读教材相关章节或者参考书籍来获取相关知识。
2.了解微机系统的组成和工作原理，包括CPU、内存、外设、总线等组成部分的功能和相互之间的联系。
可以通过查阅资料、观看视频等方式加深理解。
3.学习微机系统的应用技术和调试方法，包括常见接口的使用、嵌入式系统开发、调试工具和方法等。
可以通过参加相关培训和实践活动来提高自己的应用技能。
4.进行实践操作，通过实验或者项目实践来巩固所学知识。
可以自己动手搭建一台微机系统，进行实际的调试和应用。
5.遇到问题时，积极思考并寻求解决方案。
可以借助老师、同学、互联网等资源，进行讨论和交流。
6.在学习的过程中，要保持耐心和坚持，不断按部就班地进行学习和实践。
微机原理及应用是一门综合性较强的学科，需要大量的实践和实际操作才能真正掌握。
五、学习效果检查1.完成学校布置的作业和实验报告；2.参加学校组织的相关考试和评比活动；3.积极参与讨论和研究，形成自己的学习笔记和总结。
微机基本配置及基础知识
18
鲁大师是新一代的系统工具。能辨别电脑硬件真伪，保护电脑稳定运行免费软件。
19
1.1.4 计算机应用
数值计算 ：庞大而复杂 的数值计算 数据处理：搜索、归纳、分类、整理、存储、检 索、统计、分析、列表、绘图等 实时控制：实时控制、事务处理 机辅工程：CAD、CAM、CAT、CIMS、CAI 智能模拟：专家系统、模式识别、问题求解、定 理证明、机器翻译、自然语言理解等
6
教学要求
课堂上注意听讲、重要的是理解 课堂外一定要看书复习或预习、完成作业 充分利用上机时间、多编程练习
7
教学教学内容
补充微机原理部分的内容 第1章 计算机基础知识 第2章 寻址方式和指令系统 第3章 汇编语言 第4章 汇编语言程序设计的基本技术 第5章 子程序设计 第6章 高级汇编语言技术 第7章 输入输出与中断
36
4. 鼠标和键盘
3．按键盘插头分类 早期的键盘接口是AT键盘 口，它是一较大的圆形接口，俗称“大口”。 后来ATX接口的微机改用PS/2作为鼠标专用接 口的同时也提供了一个键盘的专用PS/2接口， 俗称“小口”，所以键盘的接口主要分为老式 的AT接口和新式的PS/2接口。这里要注意的是， 虽然键盘和鼠标都有相同的PS/2接口，但是不 能互换。AT键盘插头和PS/2键盘插头可以通过 一个转换接头转换，即AT到PS/2或PS/2到AT。
1.1.3 微型计算机主要性能指标（续）
2. 综合测评指标
诊断程序(或工具程序)测评： QAPLUS、Pctools、 Norton实用程序等，主要测试CPU、磁盘I/O、总体性能 等项 硬件综合性能测试指标：主要计算机厂商推出的客观综合 评估指标，如iCOMP和SPECmark等 基准程序测试法：编制一组通用的基准测试程序，模拟用 户的实际运行状况，测试计算机系统的综合性能(包括 CPU、内存、I/O操作等) 。
微机原理——精选推荐
数制和编码1.将r进制转换为十进制。
方法：按权展开相加获得。
.2.十进制转换为r进制。
方法：整数—除基取余；小数—乘基取整。
3.二进制转换为八、十六进制方法：每三/四位对应转换。
例如，1000 1010B=8AH,10 001 010B=212O 4.带符号数的表示方法带符号数的原码、反码和补码的表示。
正数的源码、反码、补码都相同。
例1.将十进制小数25.815转换为二进制。
例2.机器字长为8位x=-56D,求[x]补，结果用二进制表示。
P21 3.将下面10进制数分别转换成二进制数和16进制数。
(1)25 (2) 76(3) 128 (4) 1346.求出下列10进制数的源码、反码和补码(1) +42 (2)+85(3)-42 (4)-858086CPU1.带符号数运算对标志寄存器的影响。
标志位：CF,PF,AF,ZF,SF,OF例3.两带符号数105和50相加，求运算后对各标志位的影响。
例4.指出执行如下指令后，标志寄存器中各状态位的值。
MOVAX，34C5HADD AX，546AH2.段地址和偏移地址组合成物理地址。
20位PA=段基地址*16+16位偏移量例3.已知段地址：偏移地址分别为1200:3500H,则其物理地址为多少。
解：PA = 1200H*16+3500=15500H例6.段基地址装入如下数值，则每段的起始地址和结束地址分别是多少。
(1)1200H(2)3F05H(3)0FFEH3.堆栈的设置和操作PUSH和POP对SP的影响例7.设SS：SP=2000：0300H，则堆栈在内存中的物理地址范围是多少？执行两次PUSH操作和SS：SP是多少？再执行一条POP操作后SS：SP是多少？一、寻址方式1.寻址类型（7种）1）立即寻址。
如：MOV AL，26H2）寄存器寻址。
如：MOV DX，AX3）直接寻址。
如：MOV AX，[2000H]4）寄存器间接寻址。
如：MOV BX，[SI]5）寄存器相对寻址。
微机原理1-1概述
指令译码器ID（Instruction Decoder）
2 时序部件 由时钟系统和脉冲分配器组成，用于产生微 操作控制部件所需的定时脉冲信号。
3 微操作控制部件 为指令译码器ID的输出信号配上节拍 电位和节拍脉冲，也可和外部进来的控制信号组合，共同 形成相应的微操作控制序列，以完成规定的操作。
•寄存器组
控制器
指令 驱动
输入设备
运算器
输出设备
指令流
存储器
控制命令 数据流
冯．诺依曼结构的特点
由运算器、控制器、存储器、输入设备和 输出设备五大部分通过总线组成； 数据和程序以二进制代码形式不加区别地 存放在存储器中，存放位置由地址指定， 地址码也为二进制形式； 控制器是根据存放在存储器中的指令序列 即程序来工作的，并由一个程序计数器 （即指令地址计数器）控制指令的执行。 控制器具有判断能力，能根据计算结果选 择不同的动作流程。
代表机型是：ENIAC，是美国1946年出 现的第一台计算机，使用了18000各电 子管，占地面积达150平方米，重30吨， 耗电量150千瓦，价值40万美元，主存 储器容量17K位，字长12位，加法运算 速度位5000次/秒。
第二代：1957-1964年
特点是：逻辑元件采用晶体管；主存采用磁 芯存储器，外存开始使用磁盘；软件方面习 惯使用高级程序设计语言FORTRAN、 ALGOL、COBOL、PL/1等，还提出了操作系 统。这一代计算机在各种事务处理方面获得 了广泛的应用，并开始用于过程控制。速度 10万~几十万。
ROM
ROM中的信息只能被CPU随机读取，而不 能由CPU任意随机写入。机器断电后，信息 并不丢失，显然ROM应属于非易失性存储器。 所以，这种存储器主要用来存放各种程序， 如汇编程序、各种高级语言解释或编译程序、 监控程序、基本I/O程序等标准子程序，也 用来存放各种常用数据和表格等。ROM中的 内容一般是由生产厂家或用户使用专用设备 写入固化的。
微机原理 1-4数的表示
0000B-1001B来表示十进制数0-9。
例如：十进制数4256的压缩BCD码表示为：
0100 0010 0101 0110 B
微机原理与接口技术
第1章 微型计算机基础知识
2、非压缩BCD码格式（Unpacked BCD Format）
也叫未组合BCD码
用8个二进制位表示一个十进制位 其高四位无意义，用xxxx表示，低四位和压缩 BCD码相同。 例：十进制数4256的非压缩BCD码表示为： xxxx0100 xxxx0010 xxxx0101 xxxx0110 B
Hexdecim al
16
注解：16进制中字母对应数值：
A 10
B 11
C 12
D 13
E 14
F 15
微机原理与接口技术
第1章 微型计算机基础知识
n 1 i S rR i i m
i 表示这些符号排列的位号，从 -m (m小数后位数)到 n1(n小数前的位数)
ri
是位号为 i 的位上的一个数码
i
i
R
是这个数制位号为 i 的位上的权 表示-m到n-1位的值求累加和 代表一个数值
ri R 是第 i 位的所代表的实际值
S
微机原理与接口技术
各种数制对照表
第1章 微型计算机基础知识
读作”壹零”,不读为”十”
二 进制 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
微机原理与接口技术
第1章 微型计算机基础知识
（1）二、八 、十六进制数和十进制数之间的转换
①、 二进制数转换为十进制数：按权展开相加 例: 11101.101 =1×24+1×23+1×22+0×21+1×20+
什么是微机原理
什么是微机原理
微机原理是一门涉及到微型计算机的基本工作原理和组成部分的学科。
它主要涵盖了计算机的硬件和软件方面的知识。
在微机原理中，硬件部分的内容包括处理器、存储器、输入输出设备、总线等组成要素。
其中，处理器负责执行计算机指令和控制计算机的操作，存储器用于存储数据和指令，输入输出设备用于人与计算机之间的信息交互，总线则负责各个组件之间的数据传输。
软件部分的内容涉及计算机的操作系统、编程语言和应用软件。
操作系统是计算机的核心软件，它管理着计算机的资源和控制计算机的运行。
编程语言是人与计算机交互的桥梁，它使得人们可以通过编写程序来控制计算机。
应用软件则是通过编程语言编写的实际应用程序，满足人们的各种需求。
微机原理还包括了数字逻辑电路和计算机组成原理的相关内容。
数字逻辑电路用于实现计算机硬件中的各种逻辑功能，例如与门、或门、存储器等。
计算机组成原理则是从整体上理解计算机的结构和工作原理，包括计算机的层次结构、指令执行周期、中央处理器和主存储器的连接等等。
通过学习微机原理，人们可以更好地理解和掌握计算机的工作原理，为以后的计算机应用和开发打下坚实的基础。
微机原理 1-3系统组成
•分布式操作系统——分布式计算机，MDS、CDCS 目前常用：DOS、Windows、Unix、Linux、Vista
微机原理与接口技术 §1.3 计算机系统组成
第1章 微型计算机基础知识
§1.3.5 软件系统
操作系统* 汇编程序 语言处理程序* 解释程序 数据库系统 编译程序
分类：
软件系统
系统软件
§1.3I/O接口
输入设备：键盘、鼠标，摄像头、扫描仪、触摸屏、MIC等
（指将原始信息，如数据、程序、控制命令等转换为计 算机所能识别的信息，并存入计算机内存的设备。）
输出设备：显示器、打印机、绘图仪等
（将存储在内存中的处理结果或其它信息，以能为 人所接受的或能为其它计算机接受的形式输出。）
编程对象
语句元素
面向机器
由“0”、“1”构成
面向机器
用助记符编程
面向“过程”
用语言按照语法规 则编写，如BASIC
运行条件
机器直接理解运行
需要“解释器”翻 需要“汇编器”翻 译为目标指令，再 译为机器语言才能 由“编译器”翻译 执行 为机器语言
特点
可读性、可记忆性 难学、难记、难读、难改， 易学、易懂，程序 好，效率高、实时 占内存少，速度快 容量大，速度慢 性强 1011 0000 0001 0000 0000 0100 0000 0101 01000100000011000000000 MOV AL，16 ADD AL，4 MOV ADDR6，AL C++语言 ADDR6=16+4
第1章 微型计算机基础知识
§1.3.5 软件系统
分类：
对计算机本身进行操作 和管理，提供给用户操作 环境和软件运行环境。
微机原理-计算机的基础知识
二进制数、十进制数和十六进制数间的相互转换
二进制数转换为十六进制数 十六进制数转换为二进制数
只需用4位二进制数代替1位十六进制数即可。 如：
3AB9H=0011 1010 1011 1001B
二进制数、十进制数和十六进制数间的相互转换
二进制数转换为十六进制数 十六进制数转换为二进制数
十六进制数转换为十进制数 将十六进制数按权展开相加，如： 1F3DH=163×1＋162×15＋161×3＋160×13 =4096×1＋256×15＋16×3＋1×13 =4096＋3840＋48＋13=7997
二进制数、十进制数和十六进制数间的相互转换
二进制数转换为十六进制数 十六进制数转换为二进制数 十六进制数转换为十进制数 十进制整数转换为十六进制数 十进制数转换为二进制数
十进制转换为二进制时，常采用 “倒除2取余 法”。
125 =01111101B
二进制数、十进制数和十六进制数间的相互转换
二进制数、十进制数和十六进制数间的相互转换
二进制数转换为十六进制数 十六进制数转换为二进制数 十六进制数转换为十进制数 十进制整数转换为十六进制数
可用出16取余法，即用16不断地去除待转换的十 进制数，直至商等于0为止。将所得的各次余数， 依倒序排列，即可得到所转换的十六进制数。
即38947=9823H
[X1]反=00000100B=04H X2=-4 [X2]原=10000100B=84H
[X2]反=11111011B= FBH
取反
➢ 原码 ➢ 反码 ➢ 补码
✓ 常规求补码法
正数的补码与原码相同；负数补码为其反码加1。 例：X1=+4： [X1]原=[X1]反=[X1]补= 00000100B=04H
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
习题一1．1 电子计算机分成几代？各代计算机有那些特点？解：大体上可以分为五代（电子管、晶体管、集成电路、VLSI，以及智能超级计算机时代），但是第五代计算机的定义尚未统一，也有第六代计算机的说法。
1．2电子计算机有那些特点？有那些主要的应用？解：速度快、精度高、具有记忆与逻辑判断能力、自动执行程序，交互性能好，多种信息表达方式，等等。
主要应用包括：科学计算、自动控制、信息处理、辅助设计、办公自动化、娱乐教育、通讯、电子商务，等等。
1．3 微型计算机与大中型计算机的主要区别是什么？解：微型计算机广泛采用高集成度的器件，尽量做到小型化，以便家庭、办公室和移动便携的商业应用。
1．4 当前微型计算机的发展趋势是什么？解：（1）发展高性能的32位微处理器；（2）发展专用化的单片微型计算机；（3）发展带有软件固化的微型计算机；（4）发多微处理机系统和计算机网络；（5）充实和发展外围接口电路。
1．6 为什么计算机采用二进制作为运算的基础？为什么计算机中同时又采用十进制和十六进制表示数字？解：二进制数的运算简单且易于进行逻辑判断，与此相对应的两电平数字电路也容易实现且工作可靠。
采用十六进制是为了简化表达，因为一位十六进制数字等于四位二进制数字。
采用十进制是为了与常人的思维方式兼容，便于一般人员使用计算机。
1．7 二进制数字与十六进制数字之间有什么关系？解：一位十六进制数字等于四位二进制数字。
例如1010B用十六进制表示即为0AH1．8 什么是模？钟表系统中小时、分钟、秒计数的模各是多少？解：模数从物理意义上讲，是某种计量器的容量。
在计算机中，机器表示数据的字长是固定的。
对于n位数来说，模数的大小是：n位数全为1，且最末位再加1。
小时的模是12，分钟的模是60，秒的模是60。
1．9 计算机中为什么大都采用补码表示数据？它有什么优点？解：数的原码表示形式简单，适用于乘除运算，但用原码表示的数进行加减法运算比较复杂，引入补码之后，减法运算可以用加法来实现，从而简化机器内部硬件电路的结构，且数的符号位也可以当作数值一样参与运算，因此在计算机中大都采用补码来进行加减法运算。
而且用补码表示数据，0就只有一种表示方法。
1．10 什么是ASCII码？它能表示多少信息？解：ASCII码英文全称America Standard Code for Information Interchange，中文意思：美国信息交换标准码。
ASCII码划分为两个集合：128个字符的标准ASCII码和附加的128个字符的扩充和ASCII 码。
第0～32号及第127号(共34个)是控制字符或通讯专用字符，第33～126号(共94个)是字符，其中第48～57号为0～9十个阿拉伯数字；65～90号为26个大写英文字母，97～122号为26个小写英文字母，其余为一些标点符号、运算符号等。
在计算机的存储单元中，一个ASCII码值占一个字节(8个二进制位)，其最高位(b7)用作奇偶校验位。
1．11 什么是计算机发展中的“摩尔定律”？解：30多年前，37岁的美国科学家戈登•摩尔在一本杂志上发表了一篇文章，大胆提出了后来为世人称之为"摩尔定律"的论述。
摩尔在文中提出了这样的观点：处理器（CPU）的功能和复杂性每年（其后期减慢为18个月）会增加一倍，而成本却成比例地递减。
1．12 分别用二进制、八进制和十六进制表示下列十进制数据：（1）100 （2）200（3）1000 （4）10000解：（1）1100100，144，64（2）11001000，310，C8（3）1111101000，1750，3E8（4）10011100010000，23420，27101．13 将下列十进制数转换为二进制数：（1）175 （2）257（3）0．625 （4）0．156250解：（1）10101111（2）100000001（3）0.101（4）0.001011．14 将下列二进制数转换为BCD码：（1）1101 （2）0．01（3）10101．101 （4）11011．001解：（1）00010011（2）0.00100101（3）00100001.011000100101（4）00100111.0001001001011．15 将下列二进制数分别转换为八进制数和十六进制数：（1）10101011 （2）1011110011（3）0．01101011 （4）11101010．0011解：（1）253，AB（2）1363, 2F3（3）0.326，0.6B（4）352.14，EA.3 1．16 分别选取字长为8位和16位，写出下列数据的原码、反码。
（1）X= +31 （2）Y= -31（3）Z= +169 （4）W= -169解：（1）00011111，00011111；0000000000011111，0000000000011111 （2）10011111，11100000；1000000000011111，1111111111100000 （3）0000000010101001，0000000010101001（4）1000000010101001，11111111010101101．17 分别选取字长为8位和16位，写出下列数据的原码、补码。
（1）X= +65 （2）Y= -65（3）Z= +129 （4）W= -257解：（1）01000001，01000001；0000000001000001，0000000001000001 （2）11000001，10111111；1000000001000001，1111111110111111 （3）0000000010000001，0000000010000001（4）1000000100000001，11111110111111111．18 已知数的补码形式表示如下，分别求出数的原码与真值。
（1）[X]补= 0 ．10011 （2）[Y]补= 1 ．10011（3）[Z]补= FFFH （4）[W]补= 800H解：（1）0.10011，0.59375（2）1.01101，-0.40625（3）801H，-1（4）800H，-01．19 如果将FFH与01H相加，会产生溢出吗？解：不会（FF=-1，-1+1=0）1．20 选取8位字长，分别用补码计算下列各式，并且判断是否有进位及溢出？（1）01111001+01110000 （2）-01111001-01110001（3）01111100-01111111 （4）-01010001+01110001 解：（1）11101001 最高有效位有进位，符号位无进位，有溢出（2）00010110 最高有效位无进位，符号位有进位，有溢出（3）11111101 最高有效位无进位，符号位无进位，无溢出（4）00100000 最高有效位有进位，符号位有进位，无溢出1．21 用16位补码计算下列各式，并判断结果是否有进位及溢出：（1）1234+5678H （2）8888H-9999H（3）-3456H-8899H （4）-7788H+0FFFFH解：（1）68ACH，最高有效位无进位，符号位无进位，无溢出（2）8001H, 最高有效位有进位，符号位有进位，无溢出（3）4311H，最高有效位有进位，符号位有进位，无溢出（4）0879H，最高有效位无进位，符号位有进位，有溢出1．22 分别写出用下列表示方法所能够表示的有符号和无符号数据的范围：（1）8位二进制（2）10位二进制（3）16位二进制（4）32位二进制解：（1）-128--+127，0—255（2）-512--+511，0—1023（3）-32768--+32767，0—65535（4）-2147483648--+2147483647，0--42949672961．23 分别写出下列字符串的ASCII码：（1）10abc （2）RF56 （3）Z#12 （4）W=-2解：（1）00110001001100000110000101100010（2）01010010010001100011010100110110（3）01011010001000110011000100110010（4）010101110011110100101101001100101．24 写出下列数字所代表的无符号数、有符号数和ASCII码：（1）89H （2）48H（3）1234H （4）8899H解：（1）137，-9，0011100000111001（2）72，+72，0011010000111000（3）4660，+4660，00110001001100100011001100110100（4）34969，-2201，001110000011100000111001001110011．25 已知[x+y]补=7001H，[x-y]补=0001H，试求[2x]补，[2y]补，[x]补，[y]补，x和y。
解：7002H,7000H,3801H,3800H,3801H,3800H1．26 对于字长为24位和32位的二进制补码，分别写出其数据的表示范围的一般表达式。
各自所能够表示的负数的最小值与正数的最大值是多少？解：-2 -- +2 -1，-8388608，+8388607-2 -- +2 -1，-2147483648，+21474836471．27 将下列十进制数转换为24位（8位阶符阶码+16位符号及尾数）浮点数：（1）+8.5 （2）-4.825（3）12.48 （4）-8800解：（1）00000100 0100010000000000（2）00000011 1100110100110011（3）00000100 0110001111010111（4）00001110 11000100110000001．28 设二进制浮点数的阶码为3位、阶符1位，尾数为6位、尾符1位，分别将下列各数表示成规格化的浮点数：（1）1111.0111B （2）-1111.10101B（3）-12/128 （4）189/64解：（1）010******** （2）010********（3）10111110000 （4）00100101111习题二2．1 典型的“与”门、“或”门与“非”门是用什么电路实现的？解：可以用简单的二极管和三极管实现（详见电子技术基础教材）。
2．3 试利用三种基本门电路设计Y=A•B•C的逻辑电路。
2．4 什么是三态门？什么情况下需要使用三态门？试分析三态门的工作原理。
解：高电平,低电平,高阻态称为三态。
可以具备这三种状态的门器件就叫做三态门。
2．5 试利用3-8译码器74LS138设计一个4-16译码器。