匯編語言與接口技術()

匯編語言與接口技術課程概況必修學科專業基礎課，64學時/4學分,50課堂/14（6+8）實驗教材：微型計算機原理與接口技術，何宏，西安電子科技大學出版社，2009；補匯編語言部分（復印--天大出版社第四章）實驗指導書（電子版）（1）匯編語言實驗指導書，天津職業技術師范大學信息技術工程學院，2011年3月（2）32位微機原理及接口技術實驗教程[M].西安唐都科教儀器公司出版4、考核方法：平時作業、測驗、出勤占總成績的60％，實驗占總成績的40%。5、上課時間地點：第三教學樓，周4-407,周5-404；34節6、實驗地點：逸夫樓—4037、任課教師：匯編語言與接口技術匯編語言與接口技術課程特點1、軟硬件結合 軟件：匯編語言程序設計 硬件：芯片與系統 芯片：內部結構（功能）外部特性（引腳） （可編程/不可編程） 系統：芯片連接與配合2、面向應用：計算機系統、計算機應用系統課程目標掌握：微型計算機的基本工作原理匯編語言程序設計方法微型計算機接口技術建立微型計算機系統的整體概念，形成微機系統軟硬件開發的初步能力教材及主要參考書教材：《微型計算機原理與接口技術》，何宏主編，西安電子科技大學出版社，2009.4主要參考書：《微型計算機原理與接口技術學習指導》，何宏主編，天津大學出版社，2006.9微型計算機系統概述1.1概述—計算機發展年代概況按元器件劃分：2、按位數劃分：3、按年代劃分：第1章1.1概述--發展概況

●

世界上第1臺計算機電子管●名稱：ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorandComputer)●目的：用于第2次世界大戰后期的彈道計算●誕生時間：1946年2月15日●誕生地：美國賓夕法尼亞大學ENIAC計算機●使用18000只電子管●占地面積100m2●重量30噸●耗電量140千瓦教學進程1.1概述

●（按元器件劃分）計算機發展的四個時代（1957-1964）晶體管計算機（1965-1971）集成電路計算機(1971年至今)大規模集成電路計算機蘋果(Apple)計算機●1959年，美國Texas公司利用照像技術把多個晶體管和電路蝕刻在一塊硅片上，這種半導體集合體就是:“集成電路”——IC(Integratedcircuit)（1946-1957）電子管計算機晶體管教學進程第一代4位和低檔8位機Intel4004第二代中高檔8位機8080/8085、Z80、MC6800第三代16位機Intel8086、Z8000、MC6800第四代32位機80386、80486第五代64位機IntelPentium（1971-1973）（1974-1977）（1978-1984）（1981-1992）（1993后）特點：1、速度越來越快。2、容量越來越大。3、功能越來越強。

年代CPU(中央處理器)1971~1973 Intel4004/80081974~1977 Intel80801978~1984 Intel8086/8088/802861985~至今Intel80386/80486 Pentium586 PentiumⅡ PentiumⅢ PentiumⅣ1971年第1臺微型計算機誕生概述1.1掌上電腦老式電腦IBM-PC586電腦Pentium多媒體電腦筆記本電腦Intel公司推出32位微處理器芯片教學進程幾個術語或概念--重點

計算機的體系結構馮.諾依曼體系:IntelX86哈佛體系:2、計算機的五大部件:

運算器、控制器（CPU）、存儲器、

輸入設備、輸出設備(I/O設備-計算機外圍設備)3、微處理器（MPU、uP）:用VLSI實現的CPU4、微型計算機：以MPU為核心實現的計算機（總線、I/O接口）5、微型計算機系統：微型計算機+軟件（系統、應用）+外部設備1.2微型計算機分類

按微處理器位數：1、4、8、16、32、64按功能和結構:單片機多片機3、按組裝方式：單板機多板機1.3微型計算機系統硬件：一個中心三組線，多個器件連成片；

輸入輸出存儲器，鍵盤顯示打印機。CPU運算器控制器寄存器組管腳時序指令系統RAMROM82518253825582598237A/DD/A鍵盤顯示打印機存儲器I/O接口外圍設備AB地址總線DB地址總線CB控制總線軟件：匯編語言程序設計1.3微型計算機系統存儲器I/O接口輸入設備I/O接口地址總線AB輸出設備CPU數據總線DB控制總線CBI/O接口1.3微型計算機系統鍵盤掃描儀硬件系統軟件系統計算機系統微處理器存儲器輸入/輸出接口顯示器系統軟件應用軟件外圍設備主機輸入設備鼠標打印機輸出設備輸出/輸出設備總線軟盤驅動器UnixWindows系統數據庫系統開發工具包硬盤驅動器光盤驅動器教學進程●微處理器也稱為中央處理單元（CentralProcessingUnit，CPU），包括運算器、控制器以及寄存器組，是整個硬件系統的核心。1.3．1硬件系統微處理器●計算機系統中的一種存儲記憶設備，用來存放指令、數據、運算結果以及各種需要保存的信息。總線●指一組信號線的集合，計算機系統中各部件之間傳輸地址、數據和控制信息的公共通路。從物理結構來看，它由一組導線和相關的控制電路、驅動電路組成。（內總線、系統總線）輸入輸出接口

●微機通過它們與外界進行數據交換。外圍設備

●主要分為輸入設備、輸出設備和輸入/輸出雙向設備。教學進程存儲器1.3．2微處理器的內總線結構圖1.2微型計算機的總線結構1.3.3引腳的功能復用1、功能復用：一個引腳有多個用途2、原因：工藝、成本、封裝3、8086微處理器引腳的功能復用：（40個引腳）

地址（20）+數據（16）3620控制（16）+電源、地（3）+時鐘（1）20教學進程A19~A16微處理器總線控制邏輯AD15~AD0A19~A0D15~D041620地址鎖存控制161.3.4流水線技術教學進程計算機新技術：提高速度、功能流水線技術：同時（同步）進行若干操作指令執行過程（取、執行）----由串行變并行80286采用流水線技術，速度比8086快5倍。2.虛擬存儲器--大于實際配置的內存容量8086:實地址方式，20個地址線、存儲器尋址1MB80286:實地址方式同8086保護（虛擬）方式，24個地址線、存儲器尋址

16MB、產生1GB（1024MB）的虛擬內存。3.高速緩沖存儲器：高速CPU與慢速主存儲器之間的緩沖器80486之后采用。1.3.5軟件系統

1.系統軟件●系統軟件（系統程序）：管理計算機系統，監視服務，使系統資源得到合理調度，確保整個系統高效運行。包括：

●

編譯系統

●

操作系統●設備驅動系統●程序開發系統

●應用軟件——又稱應用程序，是由用戶或第三方軟件公司專門為解決某個應用領域中的具體任務而編寫的程序。2應用軟件操作系統主要有：DOS、Windows、UNIX。PC機多數是微軟的Windows操作系統。按發展歷程，其版本為Win3.1、Win95、Windows98、WinNT、Win2000、WindowsXP等，從單機版到服務器版。

教學進程

（二—十、BCD）組合

非組合

按權展開值相加

0—9

ASCII二

十

30H—39H

整數：除2取余商至0

A—F

41H—46H

小數：乘2

取整積為0

（看精度）

漢字(GB2312-80)十六

例：十進制數107.5轉換為BCD碼、十六進制數、

ASCII碼:

第2章計算機中數據的表示--數制、碼制表示轉換與運算

第2章計算機中數據的表示

2.1計算機中的數制二(B)、八(Q)、十六(H)、十(D)（二—十、BCD）。1.十進制數2.二進制數：一個二進制數具有兩個基本特征：(1)具有兩個不同的數字符號，即O和1；

(2)逢二進位。

如：計算1101.1101的實際值

（1101.1101）2=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-1+1×2-2+0×2-3+1×2-4=(13.8125)101.2計算機中數據的表示

3．十六進制數：

一個十六進制數的基本特點是：(1)具有16個數字符號：0-9,A、B、C、D、E、F；(2)逢16進位。（FF0E）16=15×163＋15×162十O×161十14×160=（65294）10（A8.6C）16=10×161＋8×160十6×16-1十12×16-24.數制的轉換

二進制與十六進制的轉換

方法：4位二進制數表示一位十六進制數，不足補零（1101011110.1101010111）2

00110l0l1110．11010101110035E.D5C轉換結果為：（35E．D5C）16例如：

（8BC.7E）16轉換為（100010111100．01111110）2

4.數制的轉換(續)

（2）二進制與十進制轉換

按權展開求和（值相加）二十（見23頁）

整數部分的轉換方法是除2取余法，二十

小數部分的轉換方法是乘2取整法，二十例如(206.385)10=()2

（206）10＝（11001110）2（除2取余）

(0.385)10＝（0.0110001）2（乘2取整）（206.385）10=（11001110．0110001）2

二進制數的算術運算

加、減、乘、除6.二進制數的邏輯運算

與、或、非、異或

2.2計算機中數據的表示方法

整/小數：

定點/浮點數：

有符號/無符號數：

單精度/多精度數：

機器數：計算機中用0/1表示的數，數碼化的帶符號數

符號位+數值位。真值：機器數所代表的實際數例：機器數

有符號數

無符號數

01111111

+127+127+127

127

11111111

-127-0-1

255符號位

數值位計算機中帶符號數的表示*帶符號數的表示法：原碼、反碼、補碼求法：以8位二進制數x為例：X=+127X=-127X=+99X=-1求法（負數）數）原碼0111111111111111符號位+絕對值（數值位）反碼0111111110000000正數原碼取反FFH-∣X∣補碼0111111110000001正數原碼取反+10-∣X∣真值+1111111-1111111說明

（1）帶符號數設符號位：正數D7=0，負數D7=1。（2）正數原碼=反碼=補碼。負數原碼≠反碼≠補碼。（3）“0”的表示法：原碼、反碼有±0之分，補碼只有+0。（4）帶符號數的范圍：8位16位原碼、反碼：-127--+127±0-32767--+32767補碼：-128--+127+0-32768--+32767無符號數范圍：0—2550—65535（5）計算機中帶符號數一般用補碼表示：

X0≤X＜2n-1X補=2n+X2n-1≤X＜0

特點：化減為加（6）補碼運算：[A+B]補=[A]補+[B]補 即兩數和的補碼等于兩數補碼的和。

（7）加/減法的溢出：結果超出數的范圍。2.2計算機中數據的表示方法

1．帶符號數的表示方法

一個數的最高位定為符號位

。

0表示正，用1表示負。

X＝（01011011）2＝＋91X＝（11011011）2＝－91

機器數：連同一個符號位在一起作為一個數稱為機器數，而它的數值稱為機器數的真值。

2.2計算機中數據的表示方法(續)

（1）原碼

正數的符號位用0表示，負數的符號位用l表示

X=＋100「x」原=01100100Y=－100[Y]原=11100100（2）反碼正數的反碼表示與原碼相同，

負數的反碼表示，為它的正數“按位取反”（連同符號位）。

［＋0］反=00000000［－0］反=11111111［－127］反=10000000

［＋6］反=00000110

［＋127］反=01111111●以8位二進制反碼表示的數有以下特點：

［一6］反=11111001

●0有兩種表示方法；●能表示的數值范圍為＋127～－127；●一個帶符號數由反碼表示時，其最高位D7為符號位，0表示正數，1表示負數，后7位數為數值；對于負數，一定把它“按位取反”才得到它的二進制值。

教學進程

正數的補碼表示與原碼相同，而負數的補碼表示為它的正數“按位取反”（包括符號位），并且在最低位加1而形成。

[＋6]補=00000110［一6］補=11111001＋1=11111010［＋127］補=01111111［－127］補=10000001［＋0］補=00000000「一0」補=00000000當負數采用補碼表示時，可以把減法轉換成加法。8位帶符號數的補碼表示，有如下特點：●①［＋0］補=［－0］補=00000000；●②8位二進制補碼所能表示的數值范圍為＋127～－128；●③一個用補碼表示的二進制數，其最高位為符號位；當符號位為0時，表示為正數，其余7位為此數的二進制值；但當符號位為1時表示為負數，其余幾位不是此數的二進制值，應把它“按位取反”，且在最低位加1，才是它的二進制值。（3）補碼[x+y]補=[x]補+[y]補[x-y]補=[x]補+[-y]補已知[y]補求[-y]補的方法是對[y]補連同符號位在內一起變反加1得到

小結●(1)補碼運算時，參加運算的兩個數均為補碼，結果也是補碼，欲得真值，還需轉換。●(2)運算時，第一，符號位與數值位一起參加運算；第二，符號位產生的進位舍掉不管；第三，要保證運算結果不超過補碼所能表示的最大范圍，否則將產生“溢出”錯誤。(4)補碼的運算(5)帶符號的溢出

超出數x的范圍：-2n-1≦x≦2n-1-1(補碼)

2.十進制數的表示方法

BCD碼：二進制編碼的十進制數（二－十進制碼）●BCD（Binarycodeddecimal）碼：二進制編碼的十進制數（二－十進制碼）●最常用的BCD碼是8421碼，用四位二進制數表示一位十進制數，

教學進程兩類BCD碼