微型計算機系統基本組成原理第一頁，共八十六頁，2022年，8月28日2課程在計算機課程體系中的位置硬件類軟件類CPU及整機設計（計算機組成原理）BIOS與接口驅動程序設計模擬電路、數字邏輯電路設計嵌入式/單片機系統SOC芯片設計計算機系統結構外圍接口電路設計操作系統編譯系統數據庫數據結構C++JAVA離散數學計算機系統綜合設計電子商務多媒體技術…算法設計、數值分析、信號與系統、計算機理論課程、數學基礎課程匯編語言軟件工程VB…第二頁，共八十六頁，2022年，8月28日3課程教學目的掌握先進微處理器芯片結構、微型計算機實現技術、計算機主板構成、各種接口技術原理及其應用編程方法；掌握匯編語言程序的編寫方法，尤其掌握接口訪問的方法。了解微機技術新的發展趨勢，系統科學地獲得分析問題和解決問題的訓練；提高分析和設計接口的能力。第三頁，共八十六頁，2022年，8月28日4課程要求不僅要學習微機各種接口電路的原理與作用，熟悉PC系列機接口電路，而且還要掌握常用接口的設計與分析方法，學會使用匯編語言（C語言）對接口進行編程，并具有一定的動手實驗能力和接口應用程序的編寫能力，為微機的深入應用和嵌入式系統SOC設計等的學習與實踐打下良好基礎。下載電子講義，課堂上注意聽講并及時記錄教師課堂上補充的內容，認真獨立完成作業，做好課程實驗、做好課前預習和課后復習。第四頁，共八十六頁，2022年，8月28日5課程學習方法特點：本課程涉及的知識范圍廣，內容多1.抓住x86系列微機基本結構這條主線，分析其基本結構，掌握各接口電路及可編程接口芯片的應用。2.進一步擴展和延伸CPU—從Pentium~Core2Duo，實模式~保護模式；匯編語言－CPU及接口直接控制，16位~32位匯編；總線—PCI，USB，PCI-Express等；中斷—從實模式下的中斷向量～保護模式下的中斷描述符；從傳統中斷～PCI中斷～串行中斷

芯片組—從中大規模集成電路(8237、8254、8255、8259等）~超大規模集成電路(MCH、ICH)。存儲管理－從實地址模式到保護模式存儲管理第五頁，共八十六頁，2022年，8月28日6課程學習方法3.理論與實踐相結合，鍛煉實驗動手能力。掌握匯編語言編程方法掌握x86系列尋址方式掌握x86常用指令學會x86匯編程序編寫方法掌握PC機接口程序的編寫方法充分利用課程實驗鍛煉自己的編程能力和接口設計與分析能力。第六頁，共八十六頁，2022年，8月28日74.從系統的角度弄清楚“軟件發出I/O寫指令→CPU及譯碼電路產生數據/控制信號→接口電路產生對外設的數據信號和控制信號”的過程，以及“外設的數據和運行狀態→接口電路→CPU→I/O讀指令將數據或狀態送到軟件”的過程；5.學會分析與設計接口電路的基本方法分析接口兩側的情況合理選擇接口芯片正確分析相關芯片的時序搭配進行正確的信號轉換6.網絡學習輔助：

登錄密鑰：200912課程學習方法

第七頁，共八十六頁，2022年，8月28日8課程內容組織第1章微型計算機系統基本組成原理第2章微處理器和指令系統第3章匯編語言及編程第4章總線和總線技術第5章存儲器第6章I/O接口第7章典型可編程接口芯片及應用第8章常用交互設備及接口第9章模擬I/O器件及接口第10章多媒體設備及接口第八頁，共八十六頁，2022年，8月28日9第一章重點微機系統的三個層次和主要性能指標；三總線結構和各大組成部分的功能；MPU的主要硬件組成及各部分功能；指令和指令執行過程；計算機工作過程的實質；現代主流微機系統的主板結構。第九頁，共八十六頁，2022年，8月28日10第二章重點Intel系列微處理器的演變歷史；Pentium的內部基本寄存器功能及應用；操作數尋址方式；通用整數指令。第十頁，共八十六頁，2022年，8月28日11第三章重點匯編語言程序結構；基本結構程序和子程序設計方法；第十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日12第五章重點各類存儲器芯片的接口特性和選用原則；由存儲芯片構成存儲系統時，位數、字數的擴展和片選控制方法。第十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日13第六章重點接口的基本功能和基本結構；兩種I/O編址方式的特點和優缺點；幾種I/O同步控制方式的特點和優缺點。第十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日14第七章重點中斷的響應條件和中斷處理過程；兩種多中斷源服務判決方法的原理、特點及其帶來的優缺點；8259內部寄存器的讀/寫控制方法，命令字格式和編程；用戶中斷入口地址的設置；計數器用作計數和定時的原理；8254的工作方式及初始化編程；并行接口和串行接口的異同；8255的三種工作方式及編程使用。第十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日15第八章重點行列掃描式鍵盤接口的原理與方法；多位LED的動態掃描、分時循環顯示原理及實現方法；并行打印機基本接口方法。第十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日16第九章重點T型、倒T型電阻DAC原理；逐次逼近ADC原理；DAC和ADC與MPU的接口方法。第十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日17課程考核要求考試成績（課堂教學內容）50％實驗成績（實驗出勤、實驗報告完成及操作情況）30％平時成績（作業等學習情況） 20％總成績＝考試成績＋實驗成績＋平時成績第十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日18重點：1.微機系統的三個層次和主要性能指標；2.三總線結構和各大組成部分的功能；3.MPU的主要硬件組成及各部分功能；4.指令和指令執行過程；5.計算機工作過程的實質；6.現代主流微機系統的主板結構。第一章微型計算機系統基本組成原理第十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日191.1微型計算機系統組成結構1.2微型計算機的運算基礎1.3微型計算機基本工作原理1.4目前主流微機系統的硬件配置與主板結構1.5微機系統的主要性能指標第一章微型計算機系統基本組成原理第十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日201.1.1總的系統結構1.1.2各大組成部分概述1.1微型計算機系統組成結構第二十頁，共八十六頁，2022年，8月28日21硬件上由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部分組成；數據和程序以二進制代碼的形式不加區別地存放在存儲器中，存放位置由地址指定，地址碼也為二進制形式；控制器按指令流驅動的原理工作。目前各種微機系統采用的基本上是計算機的經典結構——馮·諾依曼結構。結構特點是：1.1.1總的系統結構第二十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日221.三總線結構1.1.1總的系統結構微型計算機系統硬件軟件運算器控制器存儲器輸入/輸出設備系統軟件應用軟件各部分間通過三條總線相連，故這種系統結構也稱為三總線結構。第二十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日23MPURAM外設ABDBCBROMI/O接口三總線

模塊間的雙向依賴關系變為各模塊面向總線的單向依賴關系，簡化了微機的結構。使微機系統易于擴充和維護。微型計算機三總線結構示意圖:1.1.1總的系統結構第二十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日24

單總線結構

雙總線結構

多層總線結構2.總線結構分類根據總線組織方法的不同，總線結構可分為以下三類：1.1.1總的系統結構第二十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日25單總線結構示意圖:特點：MPU對M和I/O的讀寫只能分時進行。優點：邏輯結構簡單，成本低，實現容易。單總線結構雙總線結構多層總線結構I/O接口外設MMPU1.1.1總的系統結構第二十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日26特點：MPU可分別在兩套總線上同時與M和I/O口交換信息。優點：展寬了總線帶寬，提高了數據傳輸速率。單總線結構雙總線結構多層總線結構雙總線結構示意圖:1.1.1總的系統結構存儲總線I/O總線I/O接口M外設MP

U第二十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日27DMA控制器全局總線全局M全局I/OMPU總線控制邏輯局部I/O局部M緩沖器局部總線單總線結構雙總線結構多層總線結構(以雙層為例）多層總線結構示意圖(以雙層為例):真正實現了多層總線上的并行工作。這對等效總線帶寬的增加，系統數據處理和數據傳輸效率的提高，效果更明顯。1.1.1總的系統結構第二十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日28微處理器（MPU)存儲器I/O設備及接口

微機系統由硬件和軟件兩大部分組成的，在硬件上主要由以下幾部分組成：1.1.2各大組成部分概述第二十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日29---微型計算機的運算和指揮控制中心

不同型號微機性能的差別首先在于其微處理器性能的不同，而微處理器的性能又與它的內部結構、硬件配置有關。每種微處理器有其特有的指令系統，但無論哪種微處理器，其內部基本結構總是相同的，都有控制器、運算器和內部總線及緩沖器三大部分，每部分又各由一些基本部件組成。1.微處理器1.1.2各大組成部分概述第二十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日30指令寄存（IR）指令譯碼（ID）操作控（OC）累加（ACC）累加鎖存器暫存器

算術邏輯單元（ALU)標志寄存器（FR）地址總線（AB）地址緩沖器……控制總線（CB）

寄存器組（RS）堆棧指針（SP）程序計數（PC）通用寄存器組內部總線及緩沖器數據總線（DB)數據緩沖器運算器控制器微處理器典型結構示意圖1.1.2各大組成部分概述第三十頁，共八十六頁，2022年，8月28日312.存儲器（內存或主存）內存由一個個內存單元組成，每個單元中一般存放一個字節(8位)的二進制信息。內存單元的總數目叫內存容量。內存中存放的數據和程序形式上都是二進制數。微機通過給每個內存單元規定不同的地址來管理內存。——微機的存儲記憶部件，用以存放數據和程序。①內存單元的地址和內容1011001001111110000011001100011101110010??????內容地址00000H00002HF0000H00001HFFFFFH內存示意圖1.1.2各大組成部分概述第三十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日32CPU對內存的操作有讀、寫兩種。②內存操作1011001001111110000011001100011101110010??????內容地址00000H00002HF0000H00001HFFFFFH內存示意圖

將內存單元的內容取入CPU內部,不改變被讀單元的內容。CPU將其內部信息傳送到內存單元保存下來,從而改變被寫單元的內容。讀操作寫操作1.1.2各大組成部分概述第三十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日33隨機存取存儲器(RAM)只讀存儲器(ROM)③內存分類按工作方式的不同，內存分為兩大類：特點可被CPU隨機的讀和寫,斷電后所有信息會消失。特點只能被CPU隨機讀取，不能任意寫入。斷電后信息不會丟失。1.1.2各大組成部分概述第三十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日343.I/O設備及接口微機通過I/O設備與外部交換信息,但兩者處理的信息從數據格式到邏輯時序一般不能直接兼容,必須在兩者之間引入連接電路,即I/O接口電路。1.1.2各大組成部分概述第三十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日351.2.1計算機中數的表示方法1.2.2計算機中有符號數的運算1.2.3計算機中無符號數的運算1.2.4計算機中的乘除法運算1.2微機的運算基礎第三十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日361.機器數和真值2.有符號數的機器數表示方法3.數的定點和浮點表示4.無符號數的機器數表示方法1.2.1計算機中數的表示方法第三十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日37●在計算機中使用的、連同符號位一起數字化了的數，稱為機器數。通常用一個數的最高位作為符號位：0表示正數，1表示負數。1011010100101010例1.1：機器數真值（十進制）-53+42●機器數所表示的真實值則叫真值。1.機器數和真值1.2.1計算機中數的表示方法第三十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日38常用的表示方法有三種:(1)原碼(2)反碼(3)補碼2.有符號數的機器數表示方法1.2.1計算機中數的表示方法第三十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日39

原碼的最高位表示符號，數值位用二進制絕對值表示。設機器數位長為n，則數X的原碼定義為：n位原碼表示數值的范圍:-(2n-1

-1)?+(2n-1

-1)[+0]原=000…0[-0]原=100…0[X]原=X=0X1X2…Xn-1(X≥0)2n-1

+│X│=1X1X2…Xn-1(X≤0)數0的原碼有兩種不同的形式:(1)原碼(2)反碼(3)補碼原碼的定義：原碼表示簡單、直觀,與真值間轉換方便,但用它作加減運算不方便,且0有兩種表示方法。1.2.1計算機中數的表示方法第三十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日40正數的反碼表示與原碼相同;負數的反碼是將其原碼除符位外各位取反得到。即：n位反碼表示數值的范圍:-(2n-1

-1)～+(2n-1

-1)數0的反碼也有兩種形式:[+0]反=000…0(全0)[-0]反=111…1(全1)反碼還原為真值的方法:反碼→原碼→真值，而[X]原=[[X]反]反[X]反=0X1X2…Xn-1=X(X≥0)1X1X2…Xn-1=(2n-1)-│X│(X≤0)(1)原碼(2)反碼(3)補碼反碼的定義1.2.1計算機中數的表示方法第四十頁，共八十六頁，2022年，8月28日41---正數的補碼表示與原碼相同;負數的補碼是將其原碼除符號位外各位取反加1而得到。即：n位補碼表示數值的范圍:-2n-1～+(2n-1-1)數0的補碼只有一個:[+0]補=[-0]補=000…0(全0)補碼還原為真值的方法:補碼→原碼→真值，而[X]原=[[X]補]補[X]補=0X1X2…Xn-1=X(X≥0)1X1X2…Xn-1+1=2n-│X│=2n+X(X≤0)(1)原碼(2)反碼(3)補碼補碼的定義：1.2.1計算機中數的表示方法第四十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日42(1)原碼(2)反碼(3)補碼結論:①原碼、反碼、補碼的最高位都是表示符號位。符號位為0時，表示真值為正數，其余位都為真值。符號位為1時，表示真值為負數，其余位除原碼外不再是真值。②對于正數，三種編碼都一樣；對于負數,三種編碼互不相同。所以原碼、反碼、補碼本質上是用來解決負數在機器中表示的三種不同的編碼方法。③二進制位數相同的原碼、反碼、補碼所能表示的數值范圍不完全相同。1.2.1計算機中數的表示方法第四十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日43

計算機中不用某個二進制位來表示小數點，而是隱含規定小數點的位置。

根據小數點的位置是否固定，數的表示方法可分為定點表示和浮點表示，相應的機器數就叫定點數或浮點數。對于任一個二進制數X，通常可表示成：X=2J·S其中，S為數X的尾數，J為數X的階碼，2為階碼的底。

尾數S表示數X的全部有效數字,階碼J則指出了小數點的位置。S值和J值均可正可負。當J固定時,表示是定點數；當J值可變時，表示是浮點數。3.數的定點和浮點表示1.2.1計算機中數的表示方法第四十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日44根據小數點固定的位置不同。定點數有定點(純）整數和定點（純）小數兩種。

J=0,S為純整數時,小數點固定在數的最低位之后。符號位定點整數數值位(尾數S)隱含小數點位置定點整數

J=0,S為純小數時,小數點固定在數的最高位之前。符號位數值位(尾數S)隱含小數點位置定點小數定點小數

定點整數和定點小數在計算機中表示形式沒什么區別，其小數點完全靠事先的約定而隱含在不同位置。(1)定點數1.2.1計算機中數的表示方法第四十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日45其中：階碼一般用補碼定點整數表示，尾數一般用補碼或原碼定點小數表示。

為保證不損失有效數字，一般對尾數進行規格化處理，即保證尾數的最高位是1,實際大小通過階碼來進行調整。尾數部分階符Jf階碼J數符Sf尾數(也叫有效數)S階碼部分(2)浮點數浮點數一般由4個字段組成,一般格式如下:1.2.1計算機中數的表示方法第四十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日468位補碼定點整數24位補碼定點小數

階符階碼數符尾數

31302423220已知某數X的機器碼為:

“”求其真值。解：補×2（00001001）補原×299=(-100000010.11)2=(-258.75)10例1.2

某計算機用32位表示一個浮點數，格式如下：1.2.1計算機中數的表示方法第四十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日471)位數不等的二進制碼2)BCD碼3)ASCII碼：與非壓縮BCD碼相似，低4位完全相同，高4位為0011ASCII碼一般在計算機的輸入、輸出設備中使用，而二進制碼和BCD碼則在運算處理過程中使用。三種表示方法非壓縮BCD碼：壓縮BCD碼：每位BCD碼用4位二進制表示，一個字節表示2位BCD碼。

每位BCD碼用一個字節表示，高4位總是0000，低4位表示0～9。4.無符號數的機器數表示方法1.2.1計算機中數的表示方法第四十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日481.補碼的加減法運算規則2.溢出與溢出判斷1.2.2計算機中有符號數的運算第四十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日49加減法運算:[XY]補=[X]補+[Y]補求補運算:[-Y]補=0-[Y]補

=[Y]補連同符號位取反加11.補碼的運算規則1.2.2計算機中有符號數的運算第四十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日50例1.3X=33，Y=45，求X+Y、X-Y。解:[X]補=00100001[Y]補=00101101,[-Y]補=11010011[X+Y]補=[X]補+[Y]補=01001110[X-Y]補=[X]補+[-Y]補=11110100所以,X+Y=[[X+Y]補]補=01001110=(+78)10

X-Y=[[X-Y]補]補=10001100=(-12)101.2.2計算機中有符號數的運算第五十頁，共八十六頁，2022年，8月28日51①負數的補碼與對應正數的補碼之間的轉換可用同一方法--求補運算實現，因而可簡化硬件；②可將減法變為加法運算，從而省去減法器；③有符號數和無符號數的加法運算可用同一加法器電路完成，結果都正確。用補碼表示計算機中有符號數的優點：1.2.2計算機中有符號數的運算第五十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日522.溢出與溢出判斷當結果超出補碼表示的數值范圍時，補碼運算將會出錯。這種現象稱為“溢出”。計算機運算時要避免產生溢出,萬一出現了溢出,要能判斷，并做出相應處理。溢出的概念1.2.2計算機中有符號數的運算第五十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日53微機中多采用“雙進位位”法進行溢出判斷。數值位累加器A(內裝補碼)fbn-1bn-2……b1b0=1OFC1C2進位位C1，有溢出0，無溢出OF=C1⊕C2=溢出的判別1.2.2計算機中有符號數的運算第五十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日54因為C2=1,C1=0,OF=C1⊕C2=1,所以有溢出,結果不對。因為C2=0,C1=0,OF=C1⊕C2=0,所以無溢出,結果正確。

例1.4求:55+66[55]補=00110111+[66]補=01000010□01111001=[121]補例1.5求：(-93)+(-59)[-93]補=10100011+[-59]補=110001011□01101000=[+104]補01根據C1、C2值亦可判斷有溢出時是正溢出還是負溢出：C2C1=00=11時，無溢出；

C2C1=01時，為正溢出；C2C1=10時，為負溢出。1.2.2計算機中有符號數的運算第五十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日551.2.3計算機中無符號數的運算1.2.2計算機中有符號數的運算微機中無論有符號數還是無符號數的加減法運算,都是在加法器電路中完成的。無符號數運算時,只有數據用二進制表示時，運算結果才是正確的；若數據用BCD碼表示，則需要對運算結果進行調整，使之符合十進制運算的進位/借位規則；若數據用ASCII碼表示,則必須把它們變換成二進制碼或BCD碼后才便于運算。第五十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日56

1)十進制加法調整規則①若兩個一位BCD數相加結果大于9(1001),則應作6(0110)修正;②若兩個BCD數相加結果在本位并不大于9,但產生了進位,這相當于十進制數運算大于等于16，所以也應在本位作加6修正。十進制調整的規則如下：2)十進制減法調整規則兩個BCD數相減，若出現本位差超過9，或雖不超過9但向高位有借位，則說明必然是借了16，多借了6，應在本位作減6修正。實際中，現代計算機中均有專門的十進制調整指令，利用它們，機器可按規則自動進行調整。1.2.3計算機中無符號數的運算第五十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日571.2.4計算機中的乘除法運算

1.基于加減法電路和移位寄存器實現這種方法，運算器中不設乘除法運算電路，只設加減法電路。需要進行乘除法運算時，主要利用加減法運算指令和移位指令，按照某種算法通過編程來實現。

2．基于乘除法電路實現這種方法，運算器中除設置有加減法電路外，還設有乘除法電路。需要進行乘除法運算時，直接用乘除法指令編程實現。第五十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日581.3.1計算機工作過程的實質1.3.2指令與程序的概念1.3.3指令與程序的執行過程1.3微型計算機基本工作原理第五十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日591.3.1計算機工作過程的實質計算機工作的過程實質上就是以計算機硬件為基礎執行程序的過程。而程序是由若干條指令組成的，微機逐條執行程序中的每條指令，即可完成一個程序的執行，從而完成一項特定的工作。因此了解微機工作原理的關鍵，就是要了解指令和指令執行的基本過程。第五十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日601.指令

--規定計算機執行特定操作的命令。2.指令系統--計算機全部指令的集合。指令系統準確定義了計算機的處理能力。不同型號的計算機有不同的指令系統，從而形成各自的特點和相互差異。1.3.2指令與程序的概念第六十頁，共八十六頁，2022年，8月28日613.指令結構

1.3.2指令與程序的概念——任何一條指令均由兩部分組成：操作碼

地址碼(操作數)指明要完成操作的性質，如：加、減、乘、除等。指明參加規定操作的數據存放地址或數據。第六十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日624.程序機器語言程序匯編語言程序高級語言程序

目前微機系統中使用著三個層次、三種形式的程序：--為解決某一問題而編寫在一起的指令序列。1.3.2指令與程序的概念第六十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日63計算機中的指令以二進制代碼形式存在，叫機器碼指令。機器碼指令構成的指令系統叫機器語言，用機器語言編寫的程序叫機器語言程序。機器語言程序優點是能被計算機直接理解和執行；缺點是編程繁瑣、不直觀、難記憶、易出錯。機器語言程序匯編語言程序高級語言程序1.3.2指令與程序的概念第六十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日64為克服機器語言程序的缺點，常用助記符來代替機器語言指令。助記符與機器語言指令之間有一一對應關系。這種用助記符構成的指令系統叫匯編語言。用匯編語言編寫的程序叫匯編語言程序。

匯編語言程序的優點是直觀、易懂、便于記憶。但又存在著計算機無法識別的缺點。機器語言程序匯編語言程序高級語言程序1.3.2指令與程序的概念第六十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日65機器語言和匯編語言是依賴于機器的編程語言，統稱為低級語言。與此相對應，高級語言則是一種比較接近于習慣的自然語言和數學語言的程序設計語言。它以語句和數據的定義為基礎，且通常一個語句都是由一組機器語言指令或匯編語言指令構成的。用高級語言編寫的程序即為高級語言程序。高級語言程序比匯編語言程序更直觀易懂，更易于面向問題和對象。機器語言程序匯編語言程序高級語言程序1.3.2指令與程序的概念第六十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日66

高級語言程序和匯編語言程序必須先翻譯成機器語言程序才能執行。這個翻譯過程，對匯編語言程序叫匯編(Assemble)；對高級語言程序有的叫解釋(Interpretation)，有的叫編譯(Compila-tion)。

通常又將翻譯前的程序叫源程序,而將翻譯后的機器語言程序叫目標程序。完成匯編、解釋、編譯的程序則分別叫作匯編程序(Assembler)、解釋程序(Interpreter)、編譯程序(Compiler),它們作為工具軟件事先存放在計算機中。機器語言程序匯編語言程序高級語言程序1.3.2指令與程序的概念第六十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日67微型計算機每執行一條指令都分成三個階段進行(即三步曲):

取指令

分析指令

執行指令1.3.3指令與程序的執行過程1.指令的執行根據程序計數器PC中的值從存儲器讀出現行指令，送到指令寄存器IR，然后PC自動加1,指向下一條指令地址或本條指令下一字節。將IR中的指令操作碼譯碼，分析其指令性質，如指令要求操作數，則尋找操作數地址。取出操作數，執行指令規定的操作。根據指令不同還可能寫入操作結果。第六十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日68微機程序的執行過程，實際上就是周而復始地完成這三階段操作的過程，直到遇到停機指令才結束運行。1.3.3指令與程序的執行過程取指令，PC值加1停機？分析指令執行指令結束YN程序執行過程2.程序的執行第六十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日69程序執行過程中的每條指令操作三步曲并非在各種微處理器中都是串行完成的，除早期的8位微處理器外，后來的各種16位機、32位機都可將這三步操作分配給兩個或兩個以上的獨立部件并行完成。80386和80486采用了6級流水線結構，不同指令的取址、分析、執行三個階段可并行處理。程序的指令和數據都存放在內存中，故在執行程序時,CPU和內存通過存儲器地址寄存器MAR和存儲器數據寄存器MDR以及若干讀/寫控制信號實現聯系。3.關于程序執行過程的兩點說明：1.3.3指令與程序的執行過程第六十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日70

程序如下：

ORG00H

對應機器碼1：MOVAL，07H ；B0H07H2：ADDAL，0AH ；04H0AH3：MOV[0020H]，AL ；A2H 20H 00H4：HLT F4H

程序功能：07H+0AH,將結果存放到內存0020H單元后停機。4.程序執行過程舉例1.3.3指令與程序的執行過程第七十頁，共八十六頁，2022年，8月28日71第七十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日721.4.1主流系統配置1.4.2主板結構及其芯片組1.4目前主流微機系統的硬件配置與主板結構第七十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日73主板。也叫母板或系統板。彩色顯示器標準鍵盤鼠標硬盤驅動器光盤驅動器約200W～300W開關電源配置中各種I/O設備都是通過相應I/O適配器控制的。1.4.1主流系統配置目前主流微機系統的基本配置大體包括以下一些設備部件：第七十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日741.主板結構微機主板的體系結構是隨著微機系統總線技術的發展而發展的，所以微機主板的發展史實質上就是一部總線發展史。PC系列微機的主板，從基于8086的PC機和基于8088的PC/XT機以來，先后經歷了如下發展階段:

XT總線主板

AT總線(ISA總線)主板

EISA主板ISA/VL主板

EIS