第一章、微型计算机基础
1.1微型计算机的概述
一、概念
1.发展（计算机）
第1代：电子管 46年
第2代：晶体管 58年
第3代：中小集成电路 60年代
第4代：大规模集成电路 71年
逻辑部件 半导体
2.微处理器：
1.发展到第4代出现半导体时，产生的
2.71年出现微型计算机，核心部件微处理器
3.定义：由一片或是几片大规模集成电路组成的中央处理器；是计算机控制运算的核心部件，能够自动按照程序功能完成每条指令
4.组成：运算器（ALU）、控制器（CU）、寄存器（8086/8088：14个16位）
5.发展(微处理器)：71年：4位芯片 Intel：4004
73年：8位芯片 ：8008、8085
70年代末：16位 ：8088/8086 8086与80286是全16位微处理器
80年代中：32位 80386，80486
。。。。。。
CPU处理信息字的字长是32位，CPU就是32位（word 字）
3.微型计算机：
1.组成：微型处理器（CPU）+内存（主存）+主板（裸机：硬件）I/O接口+系统总线+辅助电路
2.参数：位、字节（主存存储信息容量）、字（CPU）
4.微型计算机系统：
系统：硬件系统：CPU：ALU（算术逻辑单元）、CU（控制器）、R（寄存器）
主存
主板：I/O接口
外设：外存、外围设备
软件系统：汇编程序（86/88汇编）
低级语言
运算单元、控制部件和控制器几片内总线组成
二、微型计算机组成
1.五大部件：运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备
2.微型机工作原理
1）计算机设计思想：冯诺依曼
01：5大部件
02：二进制：0、1 0低电平（断，接地） 1高电平（通）接电源
03：存储程序/程序控制（自动）
2）工作原理
CPU处理程序的过程，指的是运行一条一条指令过程
每条指令执行过程：取指令：从主存----->CPU控制器，分析，译码：控制器内执行，处理：ALU中传送结果
3.微机性能指标
1）字，字长
2）主频 KHZ 10^3 MHZ 10^6 GHZ 10^9
8088/8086:8MHZ/5MHZ
时钟周期=1/主频=1/5MHZ=200ns
纳秒:ns=10^-9 谬秒：ys=10^-6 毫秒：ms=10^-3
3）MIPS每秒百万条指令
5百万片=5MIPS
4)主存（bit）位 0/1
字节（Byte）：8bit
1024=2^10=1KB
1024K=1MB=2^20B
4.技术：
1）Cache高速缓冲存储器：
01：硬件芯片（半导体芯片）SRAM
02：功能：用于CPU与主存之间缓冲CPU与主存之间速度差异（矛盾）
03：特点：容量小，速度快
2）虚存：逻辑空间用的辅助空间---映射-->到主存空间
扩大CPU与主存的容量（软件技术）
3）RISC/CISC:
01:名称：R：精简 C：复杂
02:特点:CISC：8086/8088
RISC：高端
格式：方式。。。。
4）流水线技术：80486增加所有新技术并行处理技术，时间
5.总线：
1）定义：计算机系统各部件之间、各部件内部传输信息的公共通道(BUS)
2）类型:
01:按功能：AB（地址总线） CB（控制总线） DB（数据总线）
02:传输方式：并行：主板上各个部件之间 串行：主机<----->外设
03:位置：片总线：芯片内，CPU内，ALU与CPU之间的传输线
系统总线(主板上)：CPU与主存之间的连接CPU与IO连接
局部总线（板级总线):南桥，北桥 PCI:32位 PCI-E：64位
外总线（通讯总线）：串行 主板（主机）与外设连接USB,RS-232单片机，IEEE1394
3）技术指标：
01：数据传输率：USB2.0版 480MB/S 总线带宽
02：总线位宽：同时传送二进制数 并行线
8086：AB：20位 DB：16位
03：工作频率：MHZ
电压/平：
三、基本逻辑元件；
1.基本门电路
与门 或门 非门 异或门（相同0 不同1）
符号（图）
流行
公式
2.触发器
01：稳定保存0/1，记忆RAM,ROM
02：是寄存器，存储器的基本元件
03：由门电路组成
3.三态门
01：三态 高电平：1
低电平：0
高阻态：浮空
02：三态缓冲器总线上
四、数据表示及运算
1.数值型数据：8位机
01：无符号数：8位范围：0-255 0-2^8-1 00H-FFH
功能：地址，1KB容量
02：有符号数‘+’，‘-’：
整数（8位）范围：例如：5的原码：-127~127
反码：-127~127
补码；-128~127
小数
2.数制：
01：权，基值
十进制：125=1*10^2+2*10^1+5*10^0
基数：10
数码：0~9
表示：D或省略
02：二进制：1011B=1*2^3+0*2^2+1*2^1+1*2^0=11D
基数；2
数码；0,1
表示：B
03：八进制:
04：十六进制：
05：各种进制间转换（简略版写过，这里暂时不写）
3.机器数表示：默认二进制在八位机中表示
01：真值：带有‘+’‘-’符号的数值
02：机器数：把正负符号用“0”，“1”表示 三种编码：用8位2进制
001：原码：D7符号位 D6~D0数值位（二进制）
002：反码：正数：原=反=补
负数：反码：原码基础上符号位不变，数值位取反
003：补码：反码末尾+1
03：机器小数表示
001：20/32=10100/2^5=10100*2^-5=0.101B
002：[+0.1011B]原=0.1011000B
[-0.1011B]原=1.1011000B
反=1.0100111B
补=1.0101000B
04：机器数运算
【x+y】补=【x】补+【y】补
【x-y】补=【x】补+【-y】补
【y】补-------------->【-y】补
包含符号位，各个位变反，末尾+1
【【x】补】补--------->【x】原------->真值
05：溢出
有符号数溢出: 异或；OF溢出标志位
OF=1溢出 OF=0没有溢出
无符号数溢出：CF进位标志位（加法有进位，减法有借位）
CF=1溢出 CF=0没有溢出
06：逻辑运算
逻辑与：0·A=0（清零）
逻辑或：1+A=1（置位）
逻辑非：取反
逻辑异或：不同时为1 相同时为0
移位：左移1位*2倍 右移1位/2倍
4.数码型数据表示
01：ASCII
02：BCD 4位二进制数表示一位10进制数（压缩BCD）
8位二进制数表示一位10进制数（非压缩BCD）