微机原理第一章

李菊李菊Tel:89733294综合楼综合楼424室室微机原理与汇编语言微机原理与汇编语言1参考教材参考教材：IBM-PCIBM-PC汇编语言及程序设计汇编语言及程序设计 沈美明编著沈美明编著 清华大学出出版社清华大学出出版社 微机原理与接口技术微机原理与接口技术 杨素行杨素行 主编主编 清华大学出版社清华大学出版社2总成绩总成绩平时平时30%期末期末70%=+作业作业上机上机提问提问考勤考勤上机上机+笔试笔试3课程的意义和特点课程的意义和特点课程的意义课程的意义:计算机方面的基础课程计算机方面的基础课程 硬件方面：单片机，硬件方面：单片机，DSPDSP 软件方面：驱动程序软件方面：驱动程序软硬件结合软硬件结合4汇编语言的特点汇编语言的特点:低级语言低级语言5;ascsum.asm,OK!,May15,2003;1234567890123456+67890=.modelsmall.stack100h.data;using20bytesforx,0fordelimiterxdb21dup(0)ydb21dup(0)sumdb21dup(0).codestart:movax,datamovds,axmovsi,0movcx,0movah,1inp2:int21h;inputxcmpal,+6jzinp3movxsi,alincsiinccljmpinp2inp3:movdi,0;inputymovah,1inp4:int21hcmpal,=jzsssmovydi,alincdiincchjmpinp47sss:movbx,0;adddecsi;xpointer-1decdi;ypointer-1cmpch,cljcnxt1xchgch,clnxt1:movch,0;cx-addingtimespushcxclcss1:pushfmovax,08cmpsi,0jsss2;si0,notaddingitmoval,xsiss2:decsicmpdi,0jsss3;di0movah,ydiss3:decdipopfadcal,ahaaamovsumbx,alincbx9loopss1adcsumbx,0;copewithcarrydsp:movah,2popcxinccxcmpsumbx,0;msb=0,donotdisplayjnzdsp1deccx10decbxdsp1:movdl,sumbx;displayordl,0int21hdecbxloopdsp1exit:movax,4c00hint21hendstart11汇编语言代码简短，执行速度快，节省存储汇编语言代码简短，执行速度快，节省存储空间，直接访问系统硬件。汇编语言被大量空间，直接访问系统硬件。汇编语言被大量用于编写计算机系统程序，设备驱动，用于编写计算机系统程序，设备驱动，I/OI/O操操作，实时控制，实时通信等程序作，实时控制，实时通信等程序为高级语言所不可取代为高级语言所不可取代12第一章第一章 计算机基础计算机基础1.1.11.1.1无符号数的表示及数制之间的转换无符号数的表示及数制之间的转换1.1.十进制数的（十进制数的（DecimalDecimal）4.4.八进制数（八进制数（OctalOctal）2.2.二进制数（二进制数（BinaryBinary）3.3.十六进制数（十六进制数（HexadecimalHexadecimal）(一一)无符号数的表示无符号数的表示131.1.十进制数的（十进制数的（DecimalDecimal）其中其中m m为小数的位数为小数的位数n n为整数的位数为整数的位数DiDi 为十进制数字符号为十进制数字符号0-90-9142.二进制数二进制数2.2.二进制数（二进制数（BinaryBinary）m m为小数的位数为小数的位数n n为整数的位数为整数的位数BiBi为二进制数字符号为二进制数字符号0 0，1 1153.十六进制数（十六进制数（Hexadecimal）m m为小数的位数为小数的位数n n为整数的位数为整数的位数HiHi为十六进制数字符号为十六进制数字符号0,1,90,1,9，A A，B B，C C，D D，E E，F F 3.3.十六进制数（十六进制数（HexadecimalHexadecimal）164.八进制数（八进制数（Octal）m m为小数的位数为小数的位数n n为整数的位数为整数的位数QiQi八进制数字符号八进制数字符号0,1,7 0,1,7 4.4.八进制数（八进制数（OctalOctal）17数制转换数制转换小数部分：乘二取整小数部分：乘二取整(二二)十进制数转换为二进制数十进制数转换为二进制数整数部分：除二取余整数部分：除二取余18举例：举例：20.1875(d)(?)b20/2=10010/2=505/2=212/2=1.01/2=0.1结果：果：10100整数部分：除二取余整数部分：除二取余19结果：结果：0.0011 0.0011 小数部分：乘二取整小数部分：乘二取整0.18752=0.375 0.3752=0.750.752=1.51.50.52=1.0最终结果最终结果20.187510100.0011b202.二进制数转换为十进制数：采用公式二进制数转换为十进制数：采用公式2(三三)二进制数转换为十进制数二进制数转换为十进制数举例：举例：1111(b)(?)d21四位二进制数四位二进制数3.3.二进制数转换为十六进制数二进制数转换为十六进制数一位十六进制数一位十六进制数0000b0000b0h0h0001b0001b1h1h0010b0010b2h2h0011b0011b3h3h0100b0100b4h4h0101b0101b5h5h0110b0110b6h6h0111b0111b7h7h1001b1001b9h9h1000b1000b8h8h1010b1010bAhAh1100b1100bChCh1011b1011bBhBh1101b1101bDhDh1111b1111bFhFh224.4.十进制数转换为十六进制数十进制数转换为十六进制数整数部分：除整数部分：除16取余取余举例：举例：32(d)(?)h32/16=202/16=02结果：结果：20h 20h 23二进制数的算术运算与逻辑运算二进制数的算术运算与逻辑运算二进制数的算术运算（加、减、乘、除）二进制数的算术运算（加、减、乘、除）101B101B110B110B1011b1011b1011B1011B101b=110b101b=110b101b110b101b110b11110b11110b101001b101b=1000b1b101001b101b=1000b1b举例：举例：24二进制数的逻辑运算及其用途二进制数的逻辑运算及其用途与与 (and/)(and/)或或 (or/)(or/)非非 (not/(not/)异或异或 (xorxor/)/)二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算注意注意:按位进行按位进行01001000AND000001110000000025举例举例:a=245=:a=245=11110101b110000bab48(110000b)ab245(11110101b)a b197(11000101b)/a=10(1010b)b=48261.1.将下列十进制数转换为二进制数和十六进制数将下列十进制数转换为二进制数和十六进制数1)369 2)20.8 3)4100 41)369 2)20.8 3)4100 4）12.5 12.5 2.2.将下列十六进制数转换为十进制数将下列十六进制数转换为十进制数1)0fah 2)5b.2ch 3)12d4h 4)5.6h 1)0fah 2)5b.2ch 3)12d4h 4)5.6h 练习练习273.3.已知已知x x0b6h(182),y0b6h(182),y0cfh(207),0cfh(207),求求x x与与y y的下列运算的结果的下列运算的结果(结果仍为单字节结果仍为单字节 ):1):1)算术和算术和 2)2)逻辑与逻辑与 3)3)逻辑或逻辑或 4)4)逻辑异或逻辑异或281.1.2有符号数的表示及运算有符号数的表示及运算0 0表示正数表示正数1 1表示负数表示负数1.1.21.1.2有符号数的表示及运算有符号数的表示及运算符号位符号位二进制数的最高位表示数的符号二进制数的最高位表示数的符号29原码、反码和补码原码、反码和补码 机器数机器数一个数及其符号在机器一个数及其符号在机器中的数值化表示中的数值化表示真值真值机器数所代表的实际数值机器数所代表的实际数值机器数表示方法机器数表示方法30原码：原码：一个数的一个数的n n位原码是由符号位与该数位原码是由符号位与该数的的(n(n1)1)位的绝对值所构成位的绝对值所构成示值范围：示值范围：127127至至127127（8 8位）位）-32767-32767至至3276732767（1616位）位）举例举例:a=:a=1 1111=-7111=-7“0 0”有两种表示有两种表示“0 0”（0000 0000b0000 0000b）“0 0”（1000 0000b1000 0000b）31例如：例如：1 1（1 1）0000 0001b0000 0001b 1000 0001b1000 0001b 1000 0010b1000 0010b 2 2构成简单，但是不利于数学运算。构成简单，但是不利于数学运算。32负数负数:由符号位（由符号位（1 1）与（）与（n n1 1）位的原数值按位）位的原数值按位 变反后的数值所构成变反后的数值所构成反码：反码：正数正数:n:n位反码由符号位（位反码由符号位（0 0）与（）与（n n1 1）位的）位的 原数值所构成原数值所构成举例举例:a=:a=1 1000=-7000=-733示值范围：示值范围：127127至至127127（8 8位）位）-32767-32767至至3276732767（1616位）位）“0 0”有两种表示有两种表示“0 0”（0000 0000b0000 0000b）“0 0”（1111 1111b1111 1111b）34例如：例如：(-1)(-1)（2 2）1111 1110b1111 1110b1111 1101b1111 1101b 1 11111 1011b1111 1011b -4-4构成简单，但是不利于数学运算构成简单，但是不利于数学运算35补码补码正数正数:n:n位补码由符号位（位补码由符号位（0 0）与（）与（n n1 1）位的原数值所构成位的原数值所构成负数负数:则由符号位（则由符号位（1 1）与（）与（n n1 1）位的）位的 原数值按位变反后的数值原数值按位变反后的数值1 1构成构成同于原码同于原码反码加一反码加一36示值范围：示值范围：128128至至127127（8 8位）位）-32768-32768至至3276732767（1616位）位）“0”0”的表示是唯一的表示是唯一 000000001281000000037例如：例如：-1-1（2 2）1111 1111b1111 1111b1111 1110b1111 1110b 1111 1101b1111 1101b -3-3构成稍微复杂一点，但是有利于数学运算构成稍微复杂一点，但是有利于数学运算符号位可以直接参加运算符号位可以直接参加运算38补码的第二种定义补码的第二种定义模运算中模运算中,和为模的两个数互补和为模的两个数互补例如例如时钟的模数为时钟的模数为12122 2与与1010互补互补3 32 23 310101 15 5与与7 7互补互补8 85 58 87 73 3 负数补码负数补码=模模-|负数负数|39八位二进制模运算八位二进制模运算,模为模为256=28举例举例:（1 1）的八位二进制补码）的八位二进制补码 256256|-1|-1|2552551111 1111b1111 1111b求反加求反加1 1方法方法:（1 1）补码）补码 /(000 0001b)+1/(000 0001b)+1=111 1110b+1=111 1110b+1十六十六进制进制?11111111b40补码的算术运算补码的算术运算 x+yx+y补补 xx补补yy补补 xxyy补补 xx补补 yy补补 符号位可以直接参加运算符号位可以直接参加运算减法可以用加法实现减法可以用加法实现求补运算：求反加一求补运算：求反加一 XX补补 求补求补-X-X补补41对于这样的运算：对于这样的运算：2 21271270000 0010b0000 0010b0111 1111b0111 1111b1000 0001b1000 0001b127127显然结果不正确显然结果不正确和和129129已经超出了已经超出了8 8位位补码的表示范围补码的表示范围 补码运算中的溢出概念补码运算中的溢出概念溢出溢出OverFlow128128至至127127（8 8位）位）-32768-32768至至3276732767（1616位）位）42原码、反码和补码原码、反码和补码等多种方法等多种方法 机器数机器数一个数或符号在机器一个数或符号在机器中的数值化表示中的数值化表示真值真值机器数所代表的实际数值机器数所代表的实际数值机器数表示方法机器数表示方法43把十进制数的每一位用四位二进把十进制数的每一位用四位二进制数位来表示制数位来表示,又称为又称为8421 8421 1.1.3BCD码码（Binary-Coded-Decimal）压缩的（压缩的（packedpacked）BCDBCD码码一一个字节（个字节（8 8位）表示位）表示两两个十进制数位个十进制数位非压缩的（非压缩的（UnpackedUnpacked）BCDBCD码码一一个字节只用来表示个字节只用来表示一一个十进制数位，个十进制数位，高高4 4位为位为0 0，低，低4 4位表示一个十进制数位位表示一个十进制数位44BCDBCD码的编码转换非常简单，但算术运算会出现问题码的编码转换非常简单，但算术运算会出现问题 举例举例:54:542828用用BCDBCD码计算有码计算有54h54h28h28h7ch7ch而正确的结果应该是而正确的结果应该是8282（82h82h）。）。有专门的十进制调整指令把有专门的十进制调整指令把7ch7ch转换为转换为82h82h。45编码范围编码范围0 0127127，共计，共计128128个个1.1.41.1.4字符的字符的ASCIIASCII码表示码表示 标准标准ASCIIASCII码码American Standard Code forAmerican Standard Code for Information Interchange Information Interchange46对于同一机器数，用途不同，编码不同，其对于同一机器数，用途不同，编码不同，其实际代表的数值或含义也就不同实际代表的数值或含义也就不同42H（ASCII码）码）=B42H(BCD码码)=42例：例：42H(Unsigned)=6642H(signed)=664775H（ASCII码）码）=u81H(BCD码码)=8181H(Unsigned)=12981H(signed)=-127481homework:1homework:1 1，写出下列机器数写出下列机器数(8(8位二进制数补码）的真值：位二进制数补码）的真值：1)01101110 2)10001101 3)01011001 41)01101110 2)10001101 3)01011001 4）11001110 11001110 2,2,写出下列二进制数的写出下列二进制数的8 8位二进制数原码、反码和补码：位二进制数原码、反码和补码：1)010111 2)101011 2)-101000 4)-111111 1)010111 2)101011 2)-101000 4)-111111 493,3,用补码完成以下运算，并判断有无溢出产生：用补码完成以下运算，并判断有无溢出产生：1)85+66 2)1)85+66 2)85+66 385+66 3）85-66 4)85-66 4)85-66 85-66 4,4,用补码完成以下运算，并判断有无溢出产生：用补码完成以下运算，并判断有无溢出产生：1)01001010+01100001 2)01001010+11100001 1)01001010+01100001 2)01001010+11100001 3)01101100-01010110 4)10001000-01001011 3)01101100-01010110 4)10001000-01001011 501.1.51.1.5汉字的编码汉字的编码汉字的特点汉字的特点一、是数量大，到了清朝，康熙字典收集了一、是数量大，到了清朝，康熙字典收集了汉字汉字4.74.7万个，我们现在常用的新华字典收字万个，我们现在常用的新华字典收字约约1 1万一千个。万一千个。51三、是使用的国家或地区多，包括中国大陆、三、是使用的国家或地区多，包括中国大陆、香港、台湾地区，以香港、台湾地区，以 及日本、韩国及日本、韩国二、是使用的人数多，有十几亿人使用汉字二、是使用的人数多，有十几亿人使用汉字52五、是汉字有上千种输入方法五、是汉字有上千种输入方法四、是编码标准不统一。我国使用四、是编码标准不统一。我国使用B2312B2312汉字汉字编码标准编码标准,港台地区则使用港台地区则使用BIG5BIG5汉字编码标准。汉字编码标准。日本、韩国也有其各自的汉字编码标准日本、韩国也有其各自的汉字编码标准53GB2312GB2312国标字符集是一个二维表，国标字符集是一个二维表，9494行行9494列，行号又称区号，列号又称位号列，行号又称区号，列号又称位号汉字的这种编码称之为区位码汉字的这种编码称之为区位码区位码区位码我国在我国在19811981年发布了年发布了信息交换用汉字编信息交换用汉字编码字符其一基本集码字符其一基本集一即国家标准一即国家标准GB2312GB2312808054区位码的前二位是区码区位码的前二位是区码(行行)，后二位是位码后二位是位码(列列)区的编码是从区的编码是从01019494，位的编码是从位的编码是从01019494。“啊啊”位于位于1616区区1 1位，其区位码是位，其区位码是1601160155它与区位码有固定的对应关系它与区位码有固定的对应关系汉字的内码汉字的内码(国际码国际码)汉字的内码是计算机内部处理存储汉字时使用的代码汉字的内码是计算机内部处理存储汉字时使用的代码大陆使用的汉字内码又称汉字的国标码大陆使用的汉字内码又称汉字的国标码56再加上再加上0 xA0A0h0 xA0A0h把用十进制数表示的汉字的区码和位码分别把用十进制数表示的汉字的区码和位码分别转换为转换为1616进制数进制数国标码国标码区位码区位码57加上加上0 xA0A0H0 xA0A0H例例“啊啊”位于位于1616区区1 1位位区位码是区位码是16011601转换成转换成1616进制数为进制数为1001H1001H0 xB0A1H0 xB0A1H国标码国标码58不同的输入法采用不同的汉字外码，同一汉字可不同的输入法采用不同的汉字外码，同一汉字可以有成百上千种外码，但是汉字的内码却是唯一以有成百上千种外码，但是汉字的内码却是唯一的，与输入法无关的，与输入法无关汉字的输入码汉字的输入码 汉字的输入码就是我们输入汉字时使用的汉字的汉字的输入码就是我们输入汉字时使用的汉字的键盘编码，汉字的外码键盘编码，汉字的外码59