jun1鹽酸小天使的微機原理第1-3章概述與第一章

1、教學安學習方*正確認識本課程教學安學習方*正確認識本課程的特點、用途及其專業(yè)知識的影*：前后知識的結合與*充分利用網絡相互交流能教學安參考書*微機原理與術，等編著大*IBM-PC匯編語言程序設計，教學安參考書*微機原理與術，等編著大*IBM-PC匯編語言程序設計，沈美明編著*微型計算機技術及應用,戴梅萼仿*完整的8086的仿真環(huán)境，包括匯編程序的編譯器器，調試*包含了LED，步進馬達和VGA顯示器等擬外設一、計算機的分類（按功能概述（1一、計算機的分類（按功能概述（1）通用電子電子計算1、象征向未知領域探索2、代表公司人性化的理念3、紀念計算機界的先圖靈生平（1912-圖靈提出“圖靈機”的構想

2、，為現代計算機邏輯奠定了基礎1、象征向未知領域探索2、代表公司人性化的理念3、紀念計算機界的先圖靈生平（1912-圖靈提出“圖靈機”的構想，為現代計算機邏輯奠定了基礎大學國王學學會會；34歲被英國皇室授予OBE爵士勛銜；39歲為紀念他而設的”是計算機科學領域的最高獎項：計算獎美于2000年獲得，圖靈被發(fā)現死于家中，床邊有一個咬了一口的蘋果。死是化，。二、計算機的發(fā)展簡史類時重 要 特 征電子機器語言，匯編語言，速度低，體積大，價格昂貴，可靠性差，用于科學晶體二、計算機的發(fā)展簡史類時重 要 特 征電子機器語言，匯編語言，速度低，體積大，價格昂貴，可靠性差，用于科學晶體速度提高至GIPS乃至TIP

3、S水平，多機并行處理和計算機網絡迅速發(fā)展。 “微型計算機” 出現各時代代表機時機產一十進各時代代表機時機產一十進二進制和程序103（M-3）英大計算二IBM 7090中三DJS-四APPLE,IBM-VAX0520,計算三、第四代計算三、第四代計算機中微處理el 4004第一代：4低檔819711972特點：指令系統(tǒng)簡單、速度慢、運算能三、第四代計算機中微三、第四代計算機中微處理第二代el8085、Z-80、高檔8特點：速度是第一代的10-158080已經接近x86的架三、第四代計算機中微處理三、第四代計算機中微處理第三代：1977年超大規(guī)模集成電路（VLSI）研制成el8086、Z-IBMe

4、l8088IBM高檔16X86的鼻祖三、第四代計算機中微三、第四代計算機中微處理第四代和Pentium開發(fā)的是80386進入了32位元的世三、第四代計算機中微三、第四代計算機中微處理第五代Pentium（奔騰、MMX（多能奔騰。增加了57條MMX指令這些指令專門用來處理相關的計算，目的是提高CPU數據的效率。理名的處理器Pentium名的處理器Pentium三、第四代計算機中微處三、第四代計算機中微處理第六代PRO（P6，高能專門為32）PentiumII（奔騰2代Pentium III（奔騰3代）、Celeron 器（內核同II ，二級緩存只有Pentium II的一半 Celeron與Pe

5、ntium II是英特爾決定將高低產品線不同的品牌區(qū)分的開三、第四代計算機中微處理第六代三、第四代計算機中微處理第六代以后的微處理器2000年底4（非）結2001XEON（至強，更高級的網絡和3D性能Pentium M Centrino(迅馳20022003多核D雙雙核四核Core2Core2Core i3、i5、i7中國式WiFi焦慮每個旅行團里都有一兩朵奇葩。有的奇葩愛奇葩愛問“WHY NOT”，但這次參加了“，有的奇葩愛早起游泳，有的北部發(fā)現之中國式WiFi焦慮每個旅行團里都有一兩朵奇葩。有的奇葩愛奇葩愛問“WHY NOT”，但這次參加了“，有的奇葩愛早起游泳，有的北部發(fā)現之旅”，在發(fā)現

6、了迷人的北方的同時，我還發(fā)現全團都是奇葩都是患有中國式WiFi焦慮癥吃什么不重要，玩什么不重要，買什么不重要，有WiFi才最重要。有了就可以把吃的、玩的、買的東西拍照，然后上傳到，然后附和朋友或者非朋友的贊美，然后埋頭對著寫下格言：“生活中不是缺少美，而是缺少發(fā)現，要發(fā)現身邊的美”身邊好美，可惜大家都沒看身邊，都在低頭玩。慢慢有人開始講段子，慢慢有人發(fā)出會意的笑聲，慢慢餐桌上變得熱鬧起來等雷雨停息，這頓沒有WiFi的晚飯也接近尾聲，返回酒店的，有人說“今天這頓飯是來之后吃得最有意思的一頓”，贊同者眾。有那么一瞬間，我覺得大家已經下定決心，接下來幾天都像今天一WiFi認真吃飯第二天吃飯的平河(癮

7、”發(fā)作埋頭對RIVER)邊上的餐館里提供免費WiFi，于是大家又“毒不言不語地寫：“三年前一塊在這里吃飯的親們好嗎三年前每一自娛自樂的自己摘自讀者2013年第18第一臺微型計算機1975年第一臺微型計算機1975年4月，MITS發(fā)布第一個通用型Altair 售價，帶有器。這是世界上第一微型計算機Altair定位在青年電腦迷市場Paul Allen和Bill Gates在三周內為Altair開發(fā)出語言，MITS成為兩個未來富翁的第一個1976年3月，Steve Wozniak和Steve Jobs計算機Apple1976年3月，Steve Wozniak和Steve Jobs計算機AppleI，

8、4月1日愚人節(jié)這天，兩個Steve成立Apple II是第一個帶有形的個人計算機，售為。Apple II及其系列改進機型風靡一時這使Apple成為微型機時代最成功的計算機公司早在1980年7月，一個負責“跳棋計早在1980年7月，一個負責“跳棋計劃”的13人組來到佛羅里達州波克羅頓鎮(zhèn)的IBM研究展中心，開始開發(fā)后來被稱為IBM PC的產品。一第一臺IBM PC采用了主頻為4.77MHzel操作系統(tǒng)提供的MS-IBM將其命名“個人電腦al（計算機的發(fā)展日新計算機的發(fā)展日新月從CPU的發(fā)展來從計算機的規(guī)模，運算速度上我國計算機技術的發(fā)1953年開始研究，1958年研究出第一臺計算機，10型通用計算

9、機5080年代研究出我國計算機技術的發(fā)1953年開始研究，1958年研究出第一臺計算機，10型通用計算機5080年代研究出了每秒億次的巨型機I,II,其他如光天演,學校高性能計算中心)。1985年6月，0520研制成功，國第一臺自行研制的微詞是“一自己制造的能夠處理中文的電腦”在高性能計算，并行計算上已緊跟國際先進水平，但計CPU技術還遠。計算機發(fā)展的理論基礎和規(guī)1、邏輯、圖靈機：英國數學家圖靈證明理想的通用數字計算機是可以制造出來的?，F代通用數字計算機的數學模型3、馮.諾計算機發(fā)展的理論基礎和規(guī)1、邏輯、圖靈機：英國數學家圖靈證明理想的通用數字計算機是可以制造出來的?，F代通用數字計算機的數學

10、模型3、馮.諾依曼計算機原理：二進程序并按地址順序執(zhí)行(程序控制4、Moore定律：當價格不變時，集成可容納的晶體管數目每隔18個月便會增加一倍，性能也到的電腦性能，將每隔18個月翻一倍一倍。換言之，每所能5、Bell定律：如果保持計算能力不變，微處理器的價格每18個月減6、Gilder定律月增加一7、Metcalfe未來25年（1996）里，主干網的帶寬將每6網絡價值同網絡用戶數的平方8、半導9、硬器發(fā)展規(guī)律：DRAM密度每年增加60%，每三年硬盤的密度每年增加約計算機發(fā)展的趨1、微型計算機已邁入64位的新時、精減指令計算機（SC）正在逐步取代復雜指令計算機（CSC）3計算機發(fā)展的趨1、微型

11、計算機已邁入64位的新時、精減指令計算機（SC）正在逐步取代復雜指令計算機（CSC）3 、超立方體計算機、神經網絡計算機等高性能計算機正在加緊研究、試制之中。隨著電子器件速度極限二十一世紀的計算光計算機光能夠像電一樣傳送信息能二十一世紀的計算光計算機光能夠像電一樣傳送信息能力強，傳輸速度快并且光學器件的能耗非常低。尤為重要的是，光的獨立性使得大生物計算機（仿生計算機以生物取代在半導體硅片上集成數以萬計的晶體成的計算機。生物計算的主要形式是學習復雜圖形和多重模式判定方面有獨特的優(yōu)勢量子計算機。生物系統(tǒng)量子計算的概念遠比光子計算和生物計算出現得晚，但卻有更大信器目前，在室溫下能夠制造出單電子內存，

12、在大約7平方納250GB的信息大小的位元上，每一平方納米就對計算機硬件的對計算機硬件的理硬件：對數字操數字硬件對數字進行處理、傳輸轉換硬件將各種形式的信息轉換為數字信息，或者將數字技術的三分天處理CPU,數字技術的三分天處理CPU,DSP,傳輸總線、系統(tǒng)總線、I/O總線網絡（LAN、WAN：ERNET、無線網RAM，ROM，FLASH，硬盤，光盤系統(tǒng)（RAID，SAN的理可運行：和內容的的理可運行：和內容的數字律、辦法-程序表內容：圖形、圖像、數據、聲音、文字歸結為程序和數據（統(tǒng)稱二進制表示的信息的：算一個好的算法可以代替大量的硬件FFT、硬件是相似的則各有各的不各種硬件在數字域都有相同或相硬

13、件是相似的則各有各的不各種硬件在數字域都有相同或相似的內臟（只三個部分：處理、傳輸）今后的各種信息工具和設備外部雖然千變萬化都是一樣的性是和內容的數字化，各個領域都有自的，所以是各不相同真正的價值體現硬件可以互相轉化成為固計算機系統(tǒng)的層次結計算機系統(tǒng)的層次結傳統(tǒng)1.2.機器指令系統(tǒng)3.5.計算機最早是作計算機最早是作為一種計算工具出現數在機器中的表示器件的物理狀1位（bit）二進制 任意進制數的表示任意進制數的表示任意一個數N可以表示成P進制數式中i表示數的某一位，Ki表示第iP為基數，Pi為第i位的權，M、NKi=0,1P-1對于n位整數m位小數對于n位整數m位小數的任意十進制數N10第一二

14、進制每位僅有0和1兩個第一二進制每位僅有0和1兩個數字符號，逢2進1每個數位有一個基值與之對應，稱為權無符號數和帶符號數表示形式不同，應嚴格區(qū)一無符號二進制整數最簡單的二進制四共16D十進制二進制D（DecimalB（Binary）十六進制二進制數的常見二進制數的常見權值K=210 =M=220 =1,024K=G=230 =1,024M=T=240 =1,024G=二進制數的字長字節(jié)二進制數的字長字節(jié)(Byte)：8位二字(Word)：16位二進制無符號二進制整數無符號二進制整數Word：16位無符號二進制數，表示范Dword0D255D，7654321010100101二無符號二進制二無符

15、號二進制定點小對于n位整數m位小數的任意二進制數N2，有第一二進制三無符號二進制第一二進制三無符號二進制數的四則運規(guī)則：逢2進1，借1當滿換律，結合律和分配1、加2、減3、乘4、除0+0=0；0+1 =1+0 =1+1=0+0=0；0+1 =1+0 =1+1=產生進位12 5 +69D 1 9 4 0 1 1 11 1 0 1+ 010 0 0 10 1 1 1 0 00 0 1 00-0=1-1=0；1-0=0-1=產生借位00=10=000=10=01=11=11=1；01=10111101 101000101 1011000111111 13143第一二進制第一二進制非與有0得0，全1得

16、1，用于多路邏輯同時為1或有1得1，全0得0，用于多路邏輯同時為0異又稱模2加，模2減，相同得0，不同得00=0;01=10=1;第二十六進制一十第二十六進制一十六進制用09及AF共16個符號表示，逢16進位用字母H或h表示，可認為是二進制的縮寫74H=01110100B=716+4=十進制數、二進制數及十六進制數對照表99ABCDEF012345678十進制數、二進制數及十六進制數對照表99ABCDEF012345678012345678第二十六進制二十六進制第二十六進制二十六進制數的四則運1、加7AH+45H=4E20H+4F7H=2、減7AH-45H=45H-7AH=CBH3、乘則類第三

17、各種進制之間的相互第三各種進制之間的相互一. R進制數十進制1、權和法：按權展開求和（手工計算2、倍權法：乘以權值迭代累加（適合計算機計算整數：從開始反復進行乘2加次位的運小數：從最低位開始反復進行乘2-1加次低位的運例：1011B(12+0)2+12+1例：0.011B12-1+1)2-1+02-1第三各種進制之間的相互轉第三各種進制之間的相互轉二.十進制1、試減法R進制從開始試減各位的權，夠減位為1，否則為0P9：例1.9-2、點選法除（乘）以基數R取余（整P9：例1.12-（1）整數部分：除以R（1）整數部分：除以R例：十進制數301十六進制（1）整數部分：除以R（1）整數部分：除以R例

18、：十進制數301二進制（2）純小數部分：乘（2）純小數部分：乘以R取整第三各種進制之間的相互三.十第三各種進制之間的相互三.十六進制數：每4位壓縮合四.例十六進制數：借助二進制作為中間變=作業(yè)習題一（奇數小題第四節(jié) 二進制帶符號數的表示表示符號。正數的符號是0，負數為1用原碼表示法：例：+4D00000100B；-4D第四節(jié) 二進制帶符號數的表示表示符號。正數的符號是0，負數為1用原碼表示法：例：+4D00000100B；-4D一字節(jié)原碼可表示-缺點：+0與-0的原碼不反碼表示法：例：+4D00000100B；-4D補碼表示法：正數同原碼，負數的補碼是它的正數取反加1例：+4D00000100

19、B；-4D256D*八位帶符號二進制數 65536D個數*十六位帶符號二進制數 D*正負數的補碼互補，(+4D)+(-4D04H+FCH(1)00H，因+36H00110110B；-36H100H-思考：第四節(jié) 二進制帶符號數的表示進+2D2D借第四節(jié) 二進制帶符號數的表示進+2D2D借8 位帶符號二進制數（補碼*無符號數運算產生進借位（carry）；帶符號數運算產生溢出 =10000000 *下(負)溢出，負數減法后成正數：80H-1 = 10000000-1 = 01111111 = 74H-36H=3EH=74H-36H=3EH=74H+(-36H)74H+0CAH=第四節(jié) 二進制帶符號

20、數第四節(jié) 二進制帶符號數的表示移碼：將補碼的符號位取反（p29，表2-例：+127D= 01111111B= +127D移 01111111B移 -127D= 11111111B= -127D= 11111111B= 第五浮點二進制定點第五浮點二進制定點小小數點的位置確+.1101001原0 +.1101001= 0 -.1101001= 1 -.1101001= 1 浮點小小數點位置不確權第五科浮點二進制任意一個實數N可第五科浮點二進制任意一個實數N可以表示成N = MRE，如+6.02310+23-11/128D=-.0001011B=-.1011B2-規(guī)格化浮點數的表示尾數M是有符號定點

21、小數，基數R是無符號正數，階碼E尾數符表示真值的正負（0為正，1為負不為占1位，尾數和階碼都采用原碼，-11/128D1101110110000第五浮點二進IEEE尾數是純小數，用原碼表示，階碼用移碼表示，但保留全與全用于表示無窮小和無窮大（p，表）設符號位為S，階碼為E，尾數為F，則真值N單精度：N = (-1)S1.F2E-127；個位上的1為隱第五浮點二進IEEE尾數是純小數，用原碼表示，階碼用移碼表示，但保留全與全用于表示無窮小和無窮大（p，表）設符號位為S，階碼為E，尾數為F，則真值N單精度：N = (-1)S1.F2E-127；個位上的1為隱藏位，不必表示雙精度：N1)S1.F2E-1023；個位上的1為隱藏位，不必表示臨時實數：N1)SF2E-16383；無隱藏1811第五浮點二進制例：將第五浮點二進制例：將+6.125D+6.125D+110.001B1.100