微机原理基础

期末复习要求

理解Bit byte word doubleword 等基本概念

计算机常用的数制和编码

十进制、二进制、十六进制的运算和转换

常用的ASCII码：数字、大小写英文字母的ASCII码表示

有符号的表示法、加、减及溢出的概念

逻辑电路与逻辑运算

门电路、触发器、寄存器、三态门

“与”、“或”、“非”以及“异或”运算等

计算机的基本组成

总线结构和总线分类

控制字写法、作用，怎样控制信息往来

存储器

掌握机器周期、机器节拍、取指周期、执行周期等基本概念

一、基础知识

bit：位

byte：字节，8位

word：字，两个字节

doubleword：双字，两个字

二、计算机常用的数制和编码

数制，是一种利用符号来计数的科学方法。数制可以有很多种，但在计算机的设计和使用上常用的有十进制、二进制、八进制和十六进制。

数制的基和权，数制所使用数码的个数被称为基，数制每一位所具有的值被称为权。

字符的编码，一般用7位二进制码来表示。在需要时可在

D

7

D_7

D7​位加校验位。

数字0~9：0是30H

字母A~Z：A是41H

字母a~z：a是61H

三、有符号的表示法、加、减及溢出的概念

在计算机的运算中，是以补码的形式进行加减法运算的。正数的补码是它本身。负数的补码是它本身的符号位不变，符号位后面的数取反再加一，之后再对它进行补码运算。即补码的补码是原码。最高位的两位同时发生了进位，则发生溢出。

四、逻辑电路与逻辑运算

装入门(L门)：高电平时，数据装入；低电平时，数据自锁。

触发器：记忆元件是由触发器组成的，而触发器只有两个状态：0或1.

三态门(E门)：一条信号线既能与一个触发器接通，也可以和其他触发器接通。专管由寄存器输出数据的控制。

寄存器：寄存器是由触发器组成的。常见的寄存器有：缓冲寄存器、移位寄存器、计数器、累加器

逻辑运算：异或：如果两个值不相同，则结果为1；相同则结果为0。

五、计算机的基本组成

CPU、存储器、输入/输出接口、总线

六、总线结构和总线分类

数据总线(DB)：用来传输数据。CPU可以传数据给其他部件，其他部件也可以送数据到CPU。注意：数据是广义的。不一定是真正的数据，还有可能是指令代码、状态量或控制量。

地址总线(AB)：用来传送地址。只能是单向的，地址总线的位数决定了CPU能够直接寻址的内存范围。

控制总线(CB)：其中包括CPU送往存储器和I/O接口电路的控制信号，如读信号、写信号和中断响应信号等；还包括其他部件送到CPU的信号，如时钟信号、中断请求信号和准备就绪信号。

七、控制字

在简化的微机中，包含了以下几个部分：程序计数器PC、存储地址寄存器MAR、可编程只读存储器PROM、指令寄存器IR、控制部件CON、累加器A、算术逻辑部件ALU、寄存器B、输出寄存器O、二进制显示器D。

CON中有一个控制矩阵CM，能根据IR发送的指令发出12位的控制字。根据控制字中各位的置1或置0，计算机就能自动的按指令而有秩序的运行。

八、存储器

见微机原理——存储器。

九、机器周期、机器节拍、取指周期、执行周期

环形计数器的各位输出端的电位就是机器节拍

T

0

T_0

T0​~

T

5

T_5

T5​的电位。

机器周期：执行一条指令的时间。可分为取指周期和执行周期。

取指周期：

T

0

T_0

T0​~

T

2

T_2

T2​

地址节拍，

T

0

=

1

T_0=1

T0​=1，将PC中的内容第一个地址码送到MAR。

存储节拍，

T

1

=

1

T_1=1

T1​=1，将PROM中由PC送来的地址码所指定的存储单元中的内容送到IR，同时IR立即将其高四位送至控制部件。

增量节拍，

T

2

=

1

T_2=1

T2​=1，PC+1，做好下一条指令的取指准备即CP=1

执行周期：

T

3

T_3

T3​~

T

5

T_5

T5​

T

3

=

1

T_3=1

T3​=1，IR已将从PROM来的指令的高四位送至控制部件进行分析。将IR的低四位送至W总线。MAR接收低四位数作为地址并立即送至PROM。

T

4

=

1

T_4=1

T4​=1，将PROM的数据区的存储单元的内容送至累加器A。

T

5

=

1

T_5=1

T5​=1，空拍，使指令等长。