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微机原理与接口技术
《微机原理与接口技术》复习参考资料
第一章 我想计算机系统基本组成原理
一、计算机中的数制
1、无符号数的表示方法： （1）十进制计数的表示法
特点：以十为底，逢十进一；
共有0-9十个数字符号。
（2）二进制计数表示方法：
特点：以2为底，逢2进位；
只有0和1两个符号。
（3）十六进制数的表示法：
特点：以16为底，逢16进位；
有0--9及A—F（表示10~15）共16个数字符号。 2、各种数制之间的
转换
（1）非十进制数到十进制数的转换
按相应进位计数制的权表达式展开，再按十进制求和。（见书本1.2.3，1.2.4） （2）十进制数制转换为二进制数制 ?十进制 → 二进制的转换： 整数部分：除2取余； 小数部分：乘2取整。
?十进制 → 十六进制的转换： 整数部分：除16取余； 小数部分：乘16取整。
以小数点为起点求得整数和小数的各个位。 （3）二进制与十六进制数之间的转换 用4位二进制数表示1位十六进制数 3、二进制数的逻辑运算
特点：按位运算，无进借位（1）与运算：只有A、B变量皆为1时，与运算的结果就是1
（2）或运算：A、B变量中，只要有一个为1，或运算的结果就是1 （3）非运算
（4）异或运算：A、B两个变量只要不同，异或运算的结果就是1 4、无符号数的机器数表示方法 （1）位数不等的二进制码
（2）BCD码：计算机中的10进制数，用二进制表示的十进制数 （3）ASCII码：计算机中的输入输出设备中使用的字符信息编码
二、计算机中的码制
1、对于符号数，机器数常用的表示方法有原码、反码和补码三种。数X的原码记作[X]原，反码记作[X]反，补码记作[X]补。注意：对正数，三种表示法均相同。它们的差别在于对负数的表示。
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（1）原码：符号位：0表示正，1表示负；
数值位：真值的绝对值。 注意：数0的原码不唯一
（2）反码：若X>0 ，则 [X]反=[X]原；若X<0， 则 [X]反= 对应原码的符号位不变，数值部分按位求反；注意：数0的反码也不唯一
（3）补码：若X>0， 则[X]补= [X]反= [X]原；若X<0， 则[X]补= [X]反+1；计算机中有符号数都是以补码的形式出现。注意：机器字长为8时，数0的补码唯一，同为000000002、8位二进制的表示范围： 原码：-127~+127 反码：-127~+127 补码：-128~+127
三、微型计算机系统组成结构
1、计算机的经典结构——冯.诺依曼结构
（1）计算机由运算器、控制器、输入设备和输出设备五大部分组成（运算器和控制器又称为CPU）
（2）数据和程序以二进制代码形式不加区分地存放在存储器总，存放位置由地址指定，数制为二进制。
（3）控制器是根据存放在存储器中的指令序列来操作的，并由一个程序计数器控制指令的执行。
2、系统总线的分类 （1）数据总线（Data Bus），它决定了处理器的字长。（2）地址总线（Address Bus）,它决定系统所能直接访问的存储器空间的容量。（3）控制总线（Control Bus）
3、中央处理器在内部结构上由运算器、控制器、寄存器阵列和内部总线等各部分构成，其主要功能是完成各种算数及逻辑运算，并实现对整个微型计算机控制，为此，其内部又必须具备传递和暂存数据的功能。
4、微处理器，用于实现微型计算机的运算和控制功能，是微型计算机的核心；一台微型计算机由微处理器、内存储器、I/O接口电路以及总线构成；微型计算机系统则包括硬件系统和软件系统两大部分，其中硬件系统又包括微型计算机和外围设备。
第二章 微处理器和指令系统
一、8086微处理器
1、8086是一种单片微处理芯片，其内部数据总线的宽度是16位，外部数据总线宽度也是16位，片内包含有控制计算机所有功能的各种电路。8086地址总线的宽度为20位，有1MB（220个存储单元）个存储单元寻址空间。8086CPU由总线接口部件BIU和执行部件EU组成。BIU和EU的操作是异步的，为8086取指令和执行指令的并行操作体统硬件支持。 2、寄存器结构
? 8086微处理器包含有13个16位的寄存器和9位标志位。 ? 4个通用寄存器（AX，BX，CX，DX） ? 4个段寄存器（CS，DS，SS，ES）
? 4个指针和变址寄存器（SP，BP，SI，DI） ? 指令指针（IP）
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1）、通用寄存器
（1）8086含4个16位数据寄存器，它们又可分为8个8位寄存器，即： ?AX ?AH，AL ?BX?BH，BL ?CX?CH，CL ?DX?DH，DL
常用来存放参与运算的操作数或运算结果 （2）数据寄存器特有的习惯用法
?AX：累加器。多用于存放中间运算结果。所有I/O指令必须都通过AX与接口传送信息； ?BX：基址寄存器。在间接寻址中用于存放基地址；
?CX：计数寄存器。用于在循环或串操作指令中存放循环次数或重复次数；
?DX：数据寄存器。在32位乘除法运算时，存放高16位数；在间接寻址的I/O指令中存放I/O端口地址。 2）、指针和变址寄存器
?SP：堆栈指针寄存器，其内容为栈顶的偏移地址；
?BP：基址指针寄存器，常用于在访问内存时存放内存单元的偏移地址。 ?SI：源变址寄存器 ?DI：目标变址寄存器
变址寄存器常用于指令的间接寻址或变址寻址。 3）、段寄存器
CS：代码段寄存器，代码段用于存放指令代码 DS：数据段寄存器
ES：附加段寄存器，数据段和附加段用来存放操作数
SS：堆栈段寄存器，堆栈段用于存放返回地址，保存寄存器内容，传递参数 4）、指令指针（IP）
16位指令指针寄存器，其内容为下一条要执行的指令的偏移地址。 5）、标志寄存器 （1）状态标志： ?进位标志位（CF）：运算结果的最高位有进位或有借位，则CF=1 ?辅助进位标志位（AF）：运算结果的低四位有进位或借位，则AF=1 ?溢出标志位（OF）：运算结果有溢出，则OF=1 ?零标志位（ZF）：反映指令的执行是否产生一个为零的结果 ?符号标志位（SF）：指出该指令的执行是否产生一个负的结果 ?奇偶标志位（PF）：表示指令运算结果的低8位“1”个数是否为偶数 （2）控制标志位
?中断允许标志位（IF）：表示CPU是否能够响应外部可屏蔽中断请求 ?跟踪标志（TF）：CPU单步执行
?方向标志DF：用来决定在串操作指令执行时有关指针寄存器发生调整的方向。
二、8086指令系统
（一）数据寻址方式
1、立即寻址： 操作数(为一常数)直接由指令给出，(此操作数称为立即数)，立即寻址只能用于源操作数 例：
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MOV AX, 1C8FH MOV BYTE PTR[2A00H], 8FH 错误例：
× MOV 2A00H,AX ; 错误！ 指令操作例：MOV AX，3102H; AX?3102H
执行后，(AH) = 31H，(AL) = 02H
2、寄存器寻址
（1）操作数放在某个寄存器中
（2）源操作数与目的操作数字长要相同 （3）寄存器寻址与段地址无关 例：
MOV AX, BX
MOV [3F00H], AX MOV CL, AL 错误例：
× MOV AX,BL ; 字长不同
× MOV ES:AX,DX ; 寄存器与段无关 3、直接寻址
（1）指令中直接给出操作数的16位偏移地址 偏移地址也称为有效地址(EA, Effective Address)
（2）默认的段寄存器为DS，但也可以显式地指定其他段寄存器——称为段超越前缀 （3）偏移地址也可用符号地址来表示，如ADDR、VAR 例：
MOV AX ,[2A00H] MOV DX ,ES:[2A00H] MOV SI,TABLE_PTR
4、间接寻址
? 操作数的偏移地址(有效地址EA)放在寄存器中 ? 只有SI、DI、BX和BP可作间址寄存器 ? 例： MOV AX,[BX] MOV CL,CS:[DI]
错误例 ：× MOV AX, [DX]
× MOV CL, [AX]
5、寄存器相对寻址
?EA=间址寄存器的内容加上一个8/16位的位移量 ? 例： MOV AX, [BX+8] MOV CX, TABLE[SI]
MOV AX, [BP]; 默认段寄存器为SS ? 指令操作例：MOV AX，DATA[BX]
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