第一章 计算机系统
一、微机系统的基本组成
1.微型计算机系统由硬件和软件两个部分组成。 (1)硬件:
①冯●诺依曼计算机体系结构的五个组成部分：运算器，控制器，存储器，输入设备，输入设备。其特点是以运算器为中心。
②现代主流的微机是由冯●诺依曼型改进的，以存储器为中心。 ③冯●诺依曼计算机基本特点： 核心思想：存储程序； 基本部件：五大部件； 信息存储方式：二进制；
命令方式：操作码（功能）+地址码（地址），统称机器指令； 工作方式：按地址顺序自动执行指令。 (2)软件:
系统软件：操作系统、数据库、编译软件 应用软件：文字处理、信息管理（MIS）、控制软件 二、系统结构
系统总线可分为3类：数据总线DB(Data Bus)，地址总线AB(Address Bus)，控制总线CB(Control Bus)。
根据总线结构组织方式不同，可分为单总线、双总线和双重总线3类。
总线特点：连接或扩展非常灵活，有更大的灵活性和更好的可扩展性。 三、工作过程
微机的工作过程就是程序的执行过程,即不断地从存储器中取出指令,然后执行指令的过程。
★例：让计算机实现以下任务：计算100＋100H＝？并将结果保存在16920H的字单元内。 编程运行条件：CS=1000H,IP=100H,DS=1492H 将机器指令装入计算机的存储器 计算机自动地进行计算(执行)
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计算机工作过程大致描述：
（1）分别从CS和IP寄存器中取出1000和100经地址加法器运算后，通过总线控制，找到对应地址的机器指令，第一条汇编指令的第一个机器指令为B8，对应的地址为10100H；将B8取出，通过总线和指令队列到达执行部分电路控制，给CPU发出信号。
（2）IP具有自动加1功能，所以，此时，分别从CS和IP寄存器中取出1000和101经地址加法器运算后，通过总线控制，找到对应地址的机器指令，第一条汇编指令的第二个机器指令为64，对应的地址为10101H；将64取出，通过总线和指令队列，将该机器指令存入寄存器AL中；
（3）分别从CS和IP寄存器中取出1000和102经地址加法器运算后，通过总线控制，找到对应地址的机器指令，第一条汇编指令的第三个机器指令为00，对应的地址为10102H；将00取出，通过总线和指令队列，将该机器指令存入寄存器AH中；
（4）分别从CS和IP寄存器中取出1000和103经地址加法器运算后，通过总线控制，找到对应地址的机器指令，第二条汇编指令的第一个机器指令为05，对应的地址为10103H；将05取出，通过总线和指令队列到达执行部分电路控制，给CPU发出信号，此时，从寄存器AX中取出第一条汇编指令的数据放入ALU中；
（5）分别从CS和IP寄存器中取出1000和104经地址加法器运算后，通过总线控制，找到对应地址的机器指令，第二条汇编指令的第二个机器指令为00，对应的地址为10104H；将00取出，通过总线和指令队列，将该机器指令放入ALU中；
（6）分别从CS和IP寄存器中取出1000和105经地址加法器运算后，通过总线控制，找到对应地址的机器指令，第二条汇编指令的第三个机器指令为01，对应的地址为10105H；将01取出，通过总线和指令队列，将该机器指令放入ALU中，此时，在ALU中自动计算求和，并将结果放回寄存器AX中。
（7）分别从CS和IP寄存器中取出1000和106经地址加法器运算后，通过总线控制，找到对应地址的机器指令，第三条汇编指令的第一个机器指令为A3，对应的地址为10106H；将A3取出，通过总线和指令队列到达执行部分电路控制，给CPU发出信号，此时，将AX寄存器中的数据取出，通过内部寄存器，放入总线控制里。
（8）分别从CS和IP寄存器中取出1000和107经地址加法器运算后，通过总线控制，找到对应地址的机器指令，第三条汇编指令的第二个机器指令为00，对应的地址为10107H；将00取出，通过总线和指令队列放入内部寄存器。
（9）分别从CS和IP寄存器中取出1000和107经地址加法器运算后，通过总线控制，找到对应地址的机器指令，第三条汇编指令的第三个机器指令为20，对应的地址为10108H；将20取出，通过总线和指令队列放入内部寄存器。
（10）分别从DS和内部寄存器中取出1492和2000经地址加法器运算后，通过总线控制，找到对应的地址16920H，将已计算的结果64放入该地址，由于结果占两个字节，所以将01放入地址16921H中。 计算结果为0164H。 第二章 计算机的编码
信息=命令+被处理对象（数据） 命令=机器指令 汇编指令
被处理对象=数+文（字符、汉字、图形） 一、计算机的数制
二进制数：逢二进一，符号B，机器使用（0：低电平，1：高电平） 八进制数：逢八进一，符号Q 十进制数：逢十进一，符号D
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十六进制数：逢十六进一，符号H 数制转换：
位权：十进制：10n ，二进制：2n ，八进制：8n ，十六进制：16n 。 八进制以0开头，十六进制以0x开头 二、计算机的信息编码 1.BCD编码（8421码）：将十进制数的
每一位数字直接用等值4位二进制数表示。
十进制整数256用BCD码表示，则为（0010 0101 0110）BCD 2. 二进制数的算术运算：加、减、乘、除 二进制加法的运算规则： （1）0＋0＝0 （2）0＋1＝1
（3）1＋1＝0 进位1 （4）1＋1＋1＝1 进位1 二进制减法的运算规则： （1）0－0＝0 （2）1－1＝0 （3）1－0＝1
（4）0－1＝1 借位1 二进制乘法的运算规则: （1）0×0＝0 （2）0×1＝0 （3）1×0＝0 （4）1×1＝1
3. 二进制数的逻辑运算
3种基本运算：逻辑加法（或运算）、 逻辑乘法（与运算）和逻辑否定（非运算）与运算规则为:
0×1＝0或0?1＝0或0∧1＝0 读成0与1等于0 1×0＝0或1?0＝0或1∧0＝0 读成1与0等于0 1×1＝1或1?1＝1或1∧1＝1 读成1与1等于1 或运算规则为
0＋0＝0或者0∨0＝0 读成0或0等于0 0＋1＝1或者0∨1＝1 读成0或1等于1 1＋0＝1或者1∨0＝1 读成1或0等于1 1＋1＝1或者1∨1＝1 读成1或1等于1 非运算运算规则为： 读成非0等于1 读成非1等于0 异或运算规则为
0⊕0＝0 读成0同0异或，结果为0 0⊕1＝1 读成0同1异或，结果为1 1⊕0＝1 读成1同0异或，结果为1 1⊕1＝0 读成1同1异或，结果为0
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4. 机器数的种类和表示方法
在机器中表示带符号的数有3种表示方法：原码、反码和补码。
所谓数的原码表示，即符号位用0表示正数，而用1表示负数，其余数字位表示数值本身。
正数的反码表示与其原码相同，即符号位用“0”表示正，数字位为数值本身。
负数的反码是将它的正数按位（包括符号位在内）取反而形成的。
正数的补码与其原码相同，即符号位用“0”表正，其余数字位表示数值本身。 负数的补码表示为它的反码加1（即在其低位加1）。 8位二进制反码能表示的数值范围为＋127D～－127D。 8位二进制补码所能表示的数值为＋127～－128。 三、计算机的指令编码（见第四章 计算机指令系统） 第三章 计算机主机结构 一、8086／8088微处理器
8086微处理器的内部结构：从功能上讲，由两个独立逻辑单元组成，即执行单元EU和总线接口单元BIU。
执行单元EU包括：4个通用寄存器（AX，BX，CX，DX，每个都是16位，又可拆位，拆成2个8位） 4个16位指针与变址寄存器（BP，SP，SI，DI）
16位标志寄存器FLAG（6个状态标志和3个控制标志） 16位算术逻辑单元(ALU) 数据暂存寄存器
EU功能：从BIU取指令并执行指令；计算偏移量。 总线接口单元BIU包括：4个16位段寄存器（CS(代码段寄存器)、DS(数据段寄存器)、SS(堆栈段寄存器)和ES(附加段寄存器)） 16位指令指针寄存器IP（程序计数器） 20位地址加法器和总线控制电路
6字节（8088位4字节）的指令缓冲队列
BIU功能：形成20位物理地址；从存储器中取指令和数据并暂存到指令队列寄存器中。 3、执行部件EU和总线接口部件BIU的总体功能：提高了CUP的执行速度；降低对存储器的存取速度的要求。
4、地址加法器河段寄存器
由IP提供或由EU按寻址方式计算出寻址单元的16位偏移地址(又称为逻辑地址或简称为偏移量)，将它与左移4位后的段寄存器的内容同时送到地址加法器进行相加，最后形成一个20位的实际地址(又称为物理地址)，以对应存储单元寻址。 要形成某指令码的物理地址（即实际地址），就将IP的值与代码段寄存器CS（Code Segment）左移4位后的内容相加。 【例3.1】假设CS＝4000H，IP＝0300H，则指令的物理地址PA＝4000H×10H＋0300H＝40300H。
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逻辑地址=4000H: 0300H。
“段加偏移”的寻址机制：物理地址=段基地址（又称段起始地址=段地址×10H）+偏移地址 逻辑地址：其表达形式为“段地址：段内偏移地址”。 二、8086/8088CPU内部寄存器
设置段寄存器原因：8086/8088系统中，需要用20位物理地址访问1MB的存储空间，但是8086/8088CPU的每个地址寄存器都只是16位，因而采用分段存储结构，每个逻辑段的最长度为64KB。
8086／8088的内部寄存器编程结构共有13个16位寄存器和1个只用了9位的标志寄存器。
8080/8085相当的寄存器：ACHLBCDESP（程序计算器）PCPSW连线表示两个寄存器一起用高8位15AHBHCHDHSPBPSIDIIPFLAGSHCSDSSSESFLAGSL87ALBLCLDL低8位0AX累加器BX基址寄存器CX计数寄存器DX数据寄存器（I/O端口地址寄存器）数据寄存器通用寄存器组8086寄存器组：堆栈指针寄存器（给出栈顶元素的偏移地址）指针寄存器基址指针寄存器（给出堆栈中数据区基地址）变址寄存原变址寄存器（源操作数的偏移地址）器目标变址寄存器（目的操作数的偏移地址）指令指针寄存器状态标志寄存器控制寄存器组
8086／8088的16位标志寄存器F只用了其中的9位作标志位，即6个状态标志位，3个控制标志位。 6个状态标志位： CF（Carry Flag）进位标志：进位或借位时，则CF为1；否则为0。
PF（Parity Flag）奇偶性标志：含有偶数个“1”时，则PF为1；否则为0。 AF(Auxiliary Carry Flag)辅助进位标志：
ZF(Zero Flag)零标志：运算结果为零，ZF为1；否则为0。 SF(Sign Flag)符号标志：OF(Overflow Flag)溢出标志： 3个控制标志位（程序设置（1），清除（0））： DF(Direction Flag)方向标志
IF(Interrupt Enable Flag)中断允许标志 TF(Trap Flag)跟踪(陷阱)标志 三、总线周期
1、时钟周期：时钟脉冲信号的一个循环时间叫一个时钟周期，又称为一个“T”状态，是微处理器工作的最小时间单位 2、总线周期（基准时间）：完成一次对存储器或I/O端口的操作所需要的时间。 3、指令周期：执行一条指令所需要的时间。
1个最基本的总线周期由4个时钟周期组成，4个时钟周期又称为4个状态,。 四、8086/8088引脚
地址／数据总线AD15～AD0：分时复用 地址/状态总线：A19/S6~A16/S3：
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代码段寄存器（存放程序段地址）数据段寄存器（存放数据段段地址）堆栈段寄存器（存放堆栈段地址）附加段寄存器（存放附加段段地址或被处理后的数据）段寄存器组