微机原理及应用核心笔记

第1章、微型计算机基础知识

§1．1 微机的一般概念和基本组成

（一）冯. 诺依曼结构计算机

从第一代电子计算机开始到现代计算机，其制造技术发生了极大的变化，但我们目前使用的各类计算机大都沿用了冯. 诺依曼结构。概括起来冯. 诺依曼结构有如下要点：

1、采用二进制形式表示数据和指令；

2、将程序（包括数据和指令序列）事先存储到主计算机内，即：程序顺序存储方式；

论文：程序控制、存储程序

3、计算机系统由运算器、控制器、存储器、输入和输出装置等组成。

（二）微型机的基本组成

微型计算机系统由计算机硬件系统和软件系统组成。（微机系统、微机、CPU）P3

微型计算机系统的硬件由微型计算机（主机）和外围（输入、输出）设备组成。

主机由：

CPU（中央处理器：算术、逻辑运算部件；累加器、寄存器；控制部件；内部总线）；主存储器（ROM、RAM）；输入、输出接口；系统总线组成。

微型计算机系统的软件由系统软件、工具软件和应用软件组成。

CPU是计算机的心脏。是一片超大规模集成电路芯片，它的功能直接决定了计算机的性能好坏。

CPU的主要功能：

●可进行算术、逻辑运算；

●临时保存数据；

●能对指令进行译码，并执行规定的动作；

●能与内存或外设交换数据；

●能提供整个系统需要的定时和控制；

●可以响应其它设备的中断请求

CPU的主要参数有：

（1）主频

（2）一次能处理的数据位数。它由CPU的数据线条数决定。

（3）能带多少存储器和I/O口。它由CPU的地址线条数决定。

如：

Pentium 80586 CPU为32位CPU，主频可为60MHZ，可带4GB存储器。

Pentium pⅡCPU为32位CPU，主频可为130MHZ。

PC/XT机，CPU是Inter 8086，16位，主频8MHZ，可1MB存储器。

存储器用来存储程序和数据。

存储器分内存和外存。

（1）内存

CPU用地址线直接访问的存储器称内存，内存又分RAM和ROM。

ROM是只读存储器，其中存放的程序和数据是计算机生产厂用特殊方式写入的，计算机不加电时也不丢失。

RAM叫可读可写存储器，RAM中一般存放用户开发的程序和数据，只要一掉电，RAM中的数据全部丢失。

人们常说的计算机容量，就是指内存。

（2）外存

外存是CPU用输入输出方式存取的存储器。一般指软盘和硬盘。它的特点是容量大，速度慢，价格低。目前软盘的容量一般为1.4MB（兆字节），硬盘一般达到10GB（10千MB）。

总线是连接多个装置或功能部件的一组公共信息通道。

微机中一般有三种总线：

地址总线其条数，决定了系统能配带多少存储器；每一个存储单元都有一个确定的地址，该地址就是通过地址线描述的。

数据总线其条数，决定了机器的字长；

控制总线

如：8086CPU有20条地址线，16条数据线。直接寻址1M字节存储器，一次能处理16位二进制数据。

§1．2 计算机中的数和码

（一）计算机中常用的编码

1、BCD码

BCD码是一种用二进制表示的十进制数。

从四位二进制数表示的数：0000--1111中选出0000--1001分别表示十进制中的0--9这十个数码，它们就是BCD码。

2、ASCII码

计算机中的一些符号，如：大小写英文字母，各种专用符号：+、-、*、/、（、）、[、]，汉字，图形符号等等都叫非数值数据。

在计算机中非数值数据也要用二进制表示。如人们敲键盘输入计算机中的信息就是二进制数。所有外不设备输入计算机的都是用二进制数。

为了使不同生产厂商生产的外部设备如键盘、显示器等能通用，同时人们输入的程序和数据能共享，大家都能看懂，对输入计算机的非数值信息必须采用大家都共识，共同规定的方案去编码。

ASCII码

现在用得最广泛的西文编码方案是ASCII码，即美国标准信息交换码。在这种编码方案中，用八位二进制数来表示一个ASCII码，其中最高位为0，余下的七位代表128个不同的字符，其中95个（编码值大于31的）编码代表键盘能敲入并且能显示的，打印机也能打印的95个字符。如大小写各26个字母，0—9这十个数字符，通用的运算符和标点符号+，-，*。/，>，<，（，），[，]，：，；，？等等。余下的33个（编码值为0---31和127）作为控制码。

3、汉字编码

汉字在计算机中也用二进制数表示。不过汉字的编码不能与ASCII码相同，为此汉字在计算机内，目前用两个八位二进制数表示，且每个二进制数的最高位必须是1，余下的七位对应的十进制数值必须大于32。这种编码可以经过国标码（我国于1980年制定的信息用汉字编码字符集.基本集：GB2312—80）得到或从区位码得到。

（二）计算机中数的表示

1.计算机中的进位计数制

（1）进位计数制的表示法

日常生活中用十进制计数，除了符号位用+、-号外，只用0、1、2、------9这十个符号。要表示大于十的数，还必须规定数字排列规则，如345中的3处于百位，它代表3百，可用3*102来表示，其中102代表百位数的位权。4处于十位，它代表4个十，可用4*101来表示，其中101代表十位数的位权，5处于个位，可用5*100，其中100代表个位数的位权。于是345可写成：

（345）10=3*102+4*101+5*100

=∑a

*R i

i

其中：ai为0或1，R为基数，对十进制数R=10

对于任意数制，一般情况下有：

对于二进制数，它只有两个符号：0和1。当某一位的值增加到2时，向高一位进1，本位变0。即，运算法则是：逢二进一。各位位权是：1、2、4、8、16、32、64、128---等。