微机原理 CH4(1)

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微机原理ch4-1

微机原理ch4-1
地址总线AB 微处 理器 8086 存储器 RAM 存储器 ROM I/O 接口 控制总线CB 数据总线DB
外围设备
最基本的RAM芯片2114
2114为1K×4容量的RAM
A6 A5 A4 A3 A0 A1 A2 CS GND Vcc A7 A8 A9 I/O1 I/O2 I/O3 I/O4 WE
CS D7 D6 D5 D4 D3
2764的引线 2764是8K×8bit的EPROM芯 片。 • A0~A12为13条地址信号线, 芯片的容量为8K个单元。 • D0~D7为8条数据,每个存 贮单元存放一个字节。 • CS 为输入信号。 • OE 输出允许信号。 • PGM 为编程脉冲输入端。 • Vpp 编程电源(+25V)
2)只读存储器ROM (1) 掩膜ROM 利用掩膜工艺制造的存储器,程序和数据在制造
器件过程中已经写入,一旦做好,不能更改。大量生
产时,成本很低。例如,键盘的控制芯片。 (2) 可编程ROM 可编程ROM简称PROM(Programable ROM)。PROM由 厂家生产出的“空白”存储器,根据用户需要,利用
特殊方法写入程序和数据,即对存储器进行编程。但
只能写入一次,写入后信息是固定的,不能更改。它
类似于掩膜ROM,适合于批量使用。
3) 可擦除PROM
EPROM(Erasable Programable ROM)
可由用户按规定的方法多次编程,如编程之后想修 改,可用紫外线灯制作的擦除器照射7~30分钟左右, 使存储器复原,用户可再编程。这对于专门用途的研制 和开发特别有利,因此应用十分广泛。 4) 电可擦PROM EEPROM (Electrically Erasable PROM) 这种存储器能以字节为单位擦除和改写,而且不需 把芯片拔下插入编程器编程,在用户系统即可进行。随 着技术的进步,EEPROM的擦写速度将不断加快,将可作 为不易失的RAM使用。

《计算机组成原理》ch4 指令系统

《计算机组成原理》ch4 指令系统

12.07.2021
二地址指令
操作码
地址码 1 地址码 2
1100 0000 ~ 1111 1011
零地址指令
操作码
1111 1100 0000 0000 ~ 1111 1100 0000 1111
整理课件
16
4.3 寻址方式
寻址方式:当采用地址指定方式时,形成操 作数或指令地址的方式.
指令寻址方式
操作码:表示指令的操作性质(唯一性/无 二义性)
指令的操作码OP表示该指令应进行什么性质的操 作,如进行加法、减法、乘法、除法、取数、存数
等等。不同的指令用操作码字段的不同编码来表示, 每一种编码代表一种指令。
➢ 固定长度操作码:便于译码,扩展性差
➢ 可变长度操作码:能缩短指令平均长度
地址码:反映操作数地址或操作数
供的指令足够使用,而不必用软件来实现。完备性要求 指令系统丰富、功能齐全、使用方便。
有效性 利用该指令系统所编写的程序能够高效率的运
行。高效率主要表现在程序占据存储空间小、执行速度 快。
规整性 规整性包括指令系统的对称性、匀齐性、指令
格式和数据格式的一致性。
➢ 对称性指在指令系统中所有的寄存器和存储器单元都可同等对待, 所有的指令都可使用各种寻址方式;
第4章 指令系统
12.07.2021
整理课件
1
主要内容
指令系统基本概念 指令格式 寻址方式 典型指令类型
12.07.2021
整理课件
2
4.1 指令系统基本概念
指令、指令系统、程序 机器指令的特点 CISC和RISC
12.07.2021
整理课件
3
指令在计算机系统中的地位
(1)是软件和硬件分界面的一个主要标志

微处理器及接口技术-CH4

微处理器及接口技术-CH4
时钟信号 仲裁信号 地址信号 控制信号 写数据 读数据 响应信号
AHB总线的接口信号
除了时钟与仲裁信号之外,其余的信号皆通过多路器传送。
AHB总线的互连
在AHB总线上,一次 完整的传输可以分成两个 阶段:地址传送阶段与数 据传送阶段。地址传送阶 段传送的是地址与控制信 号,这个阶段只持续一个 时钟周期,在HCLK 的上 升沿数据有效,所有的从 模块都在这个上升沿采样
传输地址的信号线的数目为地址总线宽度,如8位、
16位、32位、64位等
--数据总线宽度在很大程度上决定了计算机总线的性能
--地址总线的宽度则决定了系统的寻址能力
总线带宽(bus band width) :表示单位时间内总线能传送 的最大数据(bit)量,因此可以用“总线速率×总线宽度/8”来
表示
例:某32位的数据总线,其时钟频率为8.33MHz,该 总线的一个存取周期(即进行一次数据传送)为3个时钟
异步总线时序
一、特点 二、优点 三、缺点
地址信号
系统中没有统一的时钟源,模块之间依靠各种联络(握手)信号进行通信, 以确定下一步的动作。
传输可靠性高,适应性强 控制复杂,交互的联络过程会影响系统工作速度 ① 准备好接收 (M发送地址信号)
主设备(接收 端)联络信号 从设备(发送 端)联络信号 数据信号
地址信息。
支持多个主控制器(最 多16个模块);
数据传送阶段传送的是读或写的数据和响应信号,这一阶段可以持续一个或几个时钟 周期。当数据传送无法在一个时钟周期完成时,可以通过HREADY 信号来延长数据传送周 期,HREADY信号为低电平时,表示传输尚未结束,于是就在数据传送阶段中加入等待周 期,直到HREADY信号为高电平为止。

CH4-1基本RS触发器

CH4-1基本RS触发器

R S 1 Qn1Qn1 U L “不允许”
若高电平同时撤消,则状态不定。
思考:
用或非门和与非门组成的基本RS触发器 特性表和特性方程有无区别?
3、特性表和特性方程
R S Q n+1 0 0 Q n 保持 01 1 置1 10 0 置0 1 1 不用 不允许
Q n+1= S + RQ n
RS 0 约束条件
基本RS触发器的特点总结
• 有两个互补输出端、两个稳定的状态。 • 有复位(Q=0)、置位(Q=1)、保持三种功能。 • R为复位端,S为置位端,低电平或者高电平有效,
取决于触发器的结构。 • 结构简单,但输入电平直接控制输出状态,使用
不便,抗干扰能力差;R、S 之间有约束。
三、TTL集成基本触发器
R
R
S
S
Q
Q
Q
Q
二、用或非门组成的基本RS触发器
1、电路结构:由两个或非门交叉连接而成。
Q
G1 >1
R
Q
>1 G2
S
QQ RS RS
2、工作原理
Q
G1 >1
Q
>1 G2
R
S
R S 0
Qn1 Qn , Qn1 Qn “保持”
R 0, S 1 Qn1 1,Qn1 0 “置 1”
R 1, S 0 Qn1 0, Qn1 1 “置 0”
8
Q 0
2、逻辑功能
0
Q G1 &
1S
1
Q
&
G2
R0
S RQQ 0110 1001 11 00
Q 0
0状 态, R称 置0端 或复 位端

微机原理及应用-ch4

微机原理及应用-ch4
根据设计使某型计算机所具有的指令的集合便 是计算机的指令系统。 是计算机的指令系统。 • 指令的表达形式:机器码指令和汇编语言指令。 指令的表达形式:机器码指令和汇编语言指令。 ①用二进制代码表示的指令称为机器码指令或目 用二进制代码表示的指令称为机器码指令或 机器码指令 标代码指令。 标代码指令。 因为机器码指令难以记忆和编程, ②因为机器码指令难以记忆和编程,就将指令操 作功能的英文缩写作为指令的符号,称为助记符。 作功能的英文缩写作为指令的符号,称为助记符。 用助记符表示的指令便于记忆和编程,但不能被 用助记符表示的指令便于记忆和编程, 计算机直接识别和执行, 计算机直接识别和执行,必须经过汇编转换为机 器码后才能执行,汇编语言指令由此而得名 汇编语言指令由此而得名。 器码后才能执行 汇编语言指令由此而得名。
寻址方式——寻找操作数所在地址的方式。七种 寻找操作数所在地址的方式。 寻址方式 寻找操作数所在地址的方式 1. 立即数寻址 存储单元或某 个寄存器 送入AL 例: MOV AL, 05H ; 将05H送入 送入
MOV AX, 3064H ; 3064H →AX, 64H→AL , 30H→AH
... AL 05H 操作码 05H 指 令 代 码 段
ADD CL,BH 是双操作数指令; INC AL 是单操作数指令。 HLT 暂停 WAIT 等待 在双操作数指令格式中,提供两个操作数, 在双操作数指令格式中 , 提供两个操作数 , 分别称为目的操作数 前面的那个, 目的操作数( 分别称为目的操作数(前面的那个,是用来存放结 果的,所以它只能是一个地址,不能是立即数。 果的,所以它只能是一个地址,不能是立即数。) 和 源操作数(后面的那个)。 当指令执行时,两个 源操作数( 后面的那个) 当指令执行时, 操作数同时参与运算, 操作数同时参与运算 , 并把运算结果返回目标操 作数中,也就是说, 作数中 , 也就是说 , 目标操作数原有内容在运算 后将会改变。 后将会改变。

CH41-概述-20181009

CH41-概述-20181009
.1.1 基本要求
1. 有两个稳定的状态(0、1),以表示存储内容; 2. 能够接收、保存和输出信号。 (1)现态和次态
1. 现态: Q n 触发器接收输入信号之前的状态。 2. 次态: Qn1 触发器接收输入信号之后的状态。
(2)分类 1. 按电路结构和工作特点:基本、同步、边沿。
2. 按逻辑功能分:RS、JK、D 和 T(T )。
3. 其它: TTL 和 CMOS,分立和集成。
用得多
4.1.2 描述方法
1. 特性表 把 Qn作为输入变量,和输入信号一起,决定次态 Qn1的真值表 2. 特性方程 又称状态方程。特性方程只有在时钟信号有效时才有效。 3.状态图 以两个圆圈表示触发器的两种状态,用带箭头的有向线表 示状态转换方向,状态转换的条件标在有向线旁边。 4. 时序图 又称波形图。由时钟信号波形和驱动信号波形共同决定触发 器的输出波形。
第4章 触发器
【补充】 触发器的概念及基本特性 【触发器】是能够存储一位二进制数字信号的基本单 元电路。 它是构成时序逻辑电路的基本单元电路。 触发器有三个基本特性:
1)有两个稳态,可分别表示二进制数码0和1,无外 触发时可维持稳态,故也称“双稳态触发器”
2)外触发下,两个稳态可相互转换(称翻转) 3)有两个互补输出端

11级微机原理ch4



一、汇编语言程序设计基本步骤

分析问题,确定模型 确定算法 绘制流程图 编写程序 检查和调试 软件说明

二、汇编语言程序的基本结构
1、顺序结构
完成
x1*x2x3 x1:byte x2:word x3 32bit

2、分支结构
1 y0 1
x0 x0 x0
第4章 汇编语言程序设计
4.1 汇编语言程序设计基础
常用的汇编语言程序框架:
DATA VAL1 DATA CODE SEGMENT DB 12H , 8EH …… ENDS ;定义数据段 ;定义变量 ;数据段结束
SEGMENT ;定义代码段 ASSUME DS:DATA , CS: CODE ;段属性说明 START: MOV AX , DATA ;初始化DS MOV DS , AX …… MOV AX , 4C00H ;返回DOS INT 21H CODE ENDS ;代码段结束 END START ;源程序结束
四、程序调试 源程序编写后,通过汇编和连接后,就得 到可在计算机系统中直接执行的二进制代码文 件,但程序执行的结果是否正确则无法判断。 利用MASM对源程序汇编时可检测出程序的语 法错误、指令用法错误; 程序执行的情况需要通过程序调试来完成。
汇编语言程序的调试可借助专门的调试软件 DEBUG来实现。
开始 外循环计数次数BL=5-1 首地址→SI指向MEM中要 取的数 , BL→CL 取前一数→AL 取后一数SI+1→SI 前一数和后一数比较
大于等于后一 数?
Y
互相交换
N
SI+1,CL-1
N
CL=0?
Y BL-1
N
BL=0?

ch4-1

4.1 基本RS触发器 基本RS触发器
1. 电路结构与逻辑符号
G1 S & Q
输入端
G2 & R Q
反馈 输出端
S
Q
R
Q
由两个与非门组成
逻辑符号
4.1 基本RS触发器 基本RS触发器
2、工作原理 、
1) 无有效电平输入(S=R=1)时,触发器保持稳定状态不变 无有效电平输入( )
1
S G1 &
1
Q
1
S
G1 &
0
Q
G2 & R Q R
G2 & Q
1
0
1
1
若初态Q 若初态 n = 1
若初态 Qn = 0
4.1 基本RS触发器 基本RS触发器
2、工作原理 、
2) 在有效电平作用下(S=0、R=1) ,无论初态Q n为0或1, 在有效电平作用下( 、 ) 无论初态 或 , 触发器都会转变为1态 触发器都会转变为 态。
- -
状态不定
任何电路结构的 RS触发器都有与此相同的功能表、 特性方程及状态转换图。
4.2 同步RS触发器 同步RS触发器
5、工作波形 、
为高电平期间, 、 信号影响触发器的状态 信号影响触发器的状态。 在CP为高电平期间,R、S信号影响触发器的状态。 为高电平期间 为低电平期间, 在CP为低电平期间,触发器的状态不变。 为低电平期间 触发器的状态不变。
4、 逻辑功能 、
3) 状态转换图
S=0 R=1 S=x R=0 S 0 0 R 0 0 1 1 0 0 1 1
逻辑功能表
Qn 0 1 0 1 0 1 0 1 Qn+
1

ch41时序电路

2.为什么钟控锁存器会存在空翻现象? 主要原因是锁存器对输入信号的敏感时间太长 。 触发器采用了不同的电路结构,只有在CP脉冲的上升沿 或下降沿时刻接收输入信号,一个周期内最多翻转一次, 防止了空翻现象。
CP D Q
Q
浙江省首批精品课程——数字电路与数字逻辑
4.2.1 主从D触发器
3.触发器的分类 3种不同结构的触发器 主从触发器 维持阻塞触发器 利用传输延迟触发器
当CP=1时,主锁存器保持不变,从锁存器跟随QM变化
主从D触发器的状态只有在CP上升沿时刻才会改变
浙江省首批精品课程——数字电路与数字逻辑
4.2.1 主从D触发器
主从D触发器的特性方程
Qn1 D
1D C1 Q
Q
例:主从D触发器输入CP和D的波形如图所示,试画出输出 波形。
CP D
Q
Q
浙江省首批精品课程——数字电路与数字逻辑
SR 0 (约束条件)
浙江省首批精品课程——数字电路与数字逻辑
4.1.1 基本SR锁存器
5.基本SR锁存器的应用 (1)作为存储单元,可存储1位二进制信息。
(2)其它功能触发器的基本组成部分。
(3)构成单脉冲发生器
以下电路无法产生单脉冲:
AN
窄脉冲
vO
R
5V
vO
浙江省首批精品课程——数字电路与数字逻辑
浙江省首批精品课程——数字电路与数字逻辑
4.1.5 集成三态输出八D锁存器
74HC573的逻辑图
Q0
1 EN
Q1
1 EN
Q2
1 EN
Q3
1 EN
Q4
1 EN
Q5
1 EN
Q6
1 EN

ch4-1调度


时间片大小的确定
时间片轮转算法中时间片大小的确定通常 要从进程个数、切换开销、系统效率和响应 时间等方面考虑。一般要考虑: • 系统对响应时间的要求
T=N· Q
响应进程 时间片 时间数目
• 就绪队列中进程的数目 • 系统的处理能力:必须保证用户键入的常 用命令能在一个时间片内处理完毕
6 多级反馈队列调度
HRRF算法举例(2)
假设实施SJF • SJF的作业调度顺序为作业1、3、 4、2,平均作业周转时间:
T = (20+25+35+50)/4 = 32.5
平均带权作业周转时间: W = (20/20+25/5+35/10+50/15)/4 = 3.2
HRRF算法举例(3)
假设实施FCFS 如果对它们施行FCFS调度算法, 平均作业周转时间为:

最短作业优先算法(2)
例如,四个作业同时到达系统并立即进 入调度: 作业名 估计所需运行时间 作业1 9 作业2 4 作业3 10 作业4 8 假设系统中没有其他作业,现实施SJF 调度算法:
最短作业优先算法(5)
SJF的作业调度顺序为: 作业2、4、1、3。平均作业周转时间 T =(4+12+21+31)/4= 17 平均带权作业周转时间 W=(4/4+12/8+21/9+31/10)/4=1.98 • 如果对它们施行FCFS调度算法: 平均作业周转时间 T =(9+13+23+31)/4=19 平均带权作业周转时间 W =(9/9+13/4+23/10+31/8)/4= 2.51
低级调度
两类低级调度方式: • 非抢占式:一旦把处理机分给某进 程后,便让该进程一直运行下去直 至完成或发生某事件而阻塞,才将 CPU让出来给别的进程; • 抢占式:调度程序根据一定原则, 去停止正在运行的进程,将已分给 该进程的CPU收回又重新分给别的 进程使用;
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1、画出下列语句中的数据在存储器中的存储情况.
ARRAYB DB 63,63H,’ABCD’,3DUP(?),2 DUP(1,3) ARRAYW DW 1234H,5,’AB’,’CD’,?,2 DUP(1,3)
2、程序中数据定义如下:
DATA1 DW ?
DATA2 DB 32 DUP(?)
DATA3 DD ?
DLENGTH EQU $-DATA1
此时DLENGTH=?
3、程序中数据定义如下:
ARRAY DB ‘ABCDEF’
RESULT DB ?
TABLE DW 20 DUP(?)
则执行指令 MOV AX,TYPE RESULT后,AX=?
MOV BX,TYPE TABLE 后, BX=?
MOV CX,LENGTH TABLE 后,CX=?
MOV DX,LENGTH ARRAY后,DX=?
MOV SI,SIZE TABLE 后,SI=?
MOV DI,SIZE ARRAY 后,DI=?
4、按下列要求在数据段中依次书写各数据定义语句:
1)以DA1为首字节的连续存储单元中存放20H个重复的数据序列:
2,3,10个4,一个7
2)DA2为字符串变量,用字变量(DW)设置一字符
串;’STUDENTS’(按此顺序存放在各单元中)
3)用等值语句给符号COUNT赋值以DA1为首址的数据区共占有
的字节数,此等值语句必须放在最后一语句。

5、BUFF DB ‘ABD$QC%$A……XYZ’
CONT EQU $-BUFF
CLD
LEA DI,BUFF
MOV CX,CONT
MOV AL,’$’
XOR DX,DX
NEXT: REPNZ SCASB
CMP CX,0
JZ K1
INC DX
JMP NEXT
K1:………….
上述程序段运行后,DX中的值表示的意义是什么?
6、现有一子程序:
SUB1 PROC
TEST AL,80H
JE PLUS
TEST BL,80H
JNE EITO
JMP XCHANGE
PLUS: TEST BL,80H
JE EITO
XCHANGE: XCHG AL,BL
EITO: RET
SUB1 ENDP
试回答:
1)子程序的功能是什么?
2)如果调用子程序前,AL=9AH,BL=77H,那么返回主程序时,
AL= ?, BL=?
7、假设程序中的数据定义如下:
LNAME DB 30DUP(?)
ADDRESS DB 30DUP(?)
CITY DB 15DUP(?)
CODE_LIST DB 1,7,8,3,2
(1)用一条MOV指令将LNAME的偏移地址放入AX.
(2)用一条指令将CODE_LIST的头两个字节的内容放入SI. (3)写一条伪操作使CODE_LIST的值等于CODE_LIST域的实际长度。

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