微机原理课件第3章

微机原理课件第3章•引言•计算机中的数据表示•计算机中的数据运算CATALOGUE•指令系统目录•控制器的工作原理•实践操作与实验01引言微机原理的重要性掌握计算机内部工作原理01通过学习微机原理，可以深入了解计算机的内部结构和工作原理，有助于更好地理解和使用计算机培养解决问题能力02微机原理的学习过程强调分析和解决问题的能力，有助于提高个人的综合素质为后续课程奠定基础03微机原理是许多计算机相关专业的必修课程，学好它能为后续的专业课程奠定扎实的基础第3章的学习目标掌握指令系统了解指令系统的概念、指令格式、寻址方式等，掌握常用指令的功能和使理解微机的组成结构用方法掌握微机的硬件组成，包括中央处理器、存储器、输入输出设备等，了解它们之熟悉微机的工作过程间的相互关系和作用了解微机的工作过程，包括取指、执行指令、访存等过程，理解中断和异学习汇编语言常的概念及处理方式了解汇编语言的语法规则和编程方法，通过实践掌握汇编语言的编程技巧02计算机中的数据表示二进制数的概念二进制数的定义二进制数是计算机中采用的一种数制，它只有两个数码0和1，可以表示逻辑状态和算术运算的结果二进制数的运算规则二进制数的运算规则包括加法、减法、乘法和除法等，这些运算都基于二进制的位运算二进制数的应用二进制数在计算机中应用广泛，包括数据的存储、传输和处理等方面不同进制数的转换十进制转二进制二进制转十进制将十进制数转换为二进制数的方法是通过将二进制数转换为十进制数的方法是将每连续除以2取余数，直到商为0为止一位上的数码乘以对应的权值，然后将各位上的结果相加二进制转十六进制十六进制转二进制将二进制数转换为十六进制数的方法是将将十六进制数转换为二进制数的方法是将二进制数每4位为一组转换为十六进制数每一位上的数码转换为4位的二进制数码数值数据的表示定点数和浮点数的概念定点数是计算机中表示整数的一种方法，而浮点数是表示实数的一种方法定点数的表示定点数采用固定小数点位置的方式表示数值，分为定点整数和定点小数两种浮点数的表示浮点数采用指数和尾数的方式表示实数，分为单精度和双精度两种非数值数据的表示字符数据的表示字符串数据的处理图像和音频数据的表示字符数据在计算机中采用ASCII码字符串数据是由多个字符组成的图像和音频数据在计算机中以二进行表示，每个字符占用一个字序列，在计算机中以字符数组的进制的形式进行存储和传输，需节的空间形式进行处理要使用特定的编码方式来表示03计算机中的数据运算算术运算加法运算减法运算计算机中的加法运算通常采用补码表计算机中的减法运算可以通过加法运示法，通过加法器实现加法运算算实现，将减数取反加1后再进行加法运算乘法运算除法运算计算机中的乘法运算通常采用移位和计算机中的除法运算通常采用连续减加法相结合的方式实现，利用左移位法或移位和减法相结合的方式实现，操作实现乘法利用右移位操作实现除法逻辑运算与运算或运算逻辑与运算通常用AND表示，表示当所有条逻辑或运算通常用OR表示，表示只要有一件都满足时结果才为真个条件满足时结果就为真非运算异或运算逻辑非运算通常用NOT表示，表示对一个条逻辑异或运算通常用XOR表示，表示当两个件取反条件不同时结果为真位运算位或运算位与运算位或运算表示对应位有一个为1时结果就为1位与运算表示对应位都为1时结果才02为1位取反运算0103位取反运算表示将对应位取反位右移运算位右移运算表示将二进制数向右移动指定的位数，低位用0填充0504位左移运算位左移运算表示将二进制数向左移动指定的位数，高位用0填充04指令系统指令系统的定义和分类定义指令系统是计算机硬件能够执行的所有指令的集合，包括各种算术运算、逻辑运算、数据传送、输入/输出等指令分类根据指令的操作性质和操作数的个数，可以将指令系统分为复杂指令系统（CISC）和精简指令系统（RISC）指令格式操作码表示指令的操作性质，如加、减、乘、除等地址码长度码表示操作数的地址，可以是寄存器、内存单表示地址码的长度，根据不同的指令格式有元或立即数所不同寻址方式操作数在内存单元中，需要查找内存地址内存寻址操作数在寄存器中，需要查找寄存器寄存器寻址操作数在指令中直接给出，不需要查找立即寻址指令的功能和执行过程指令的功能根据指令的操作码确定，如加、减、乘、除等执行过程指令从内存读取、解码、执行、回写等过程05控制器的工作原理控制器的功能和组成功能控制器是计算机的指挥中心，负责协调计算机各部分的工作，使计算机能够按照程序的要求完成一系列操作组成控制器主要由指令寄存器、操作码译码器、时序部件、节拍脉冲发生器、控制电路等组成指令执行流程取指令分析指令从内存取出指令，将其存放在指令寄存器中指令寄存器中的指令送至操作码译码器，译码器将其翻译成相应的操作码执行指令指令执行完成根据操作码的要求，控制器向有关部件发出将执行结果存回内存或寄存器中，并继续取控制信号，完成相应的操作下一条指令时序系统状态转换图节拍脉冲发生器D状态转换图描述了计算机各状态之间的转节拍脉冲发生器产生一定频率的脉冲信号，换关系和转换条件，是控制器设计的重要作为计算机各部件工作的基本节拍依据CB控制电路时序信号A控制电路根据指令的要求，按照一定的顺时序信号是计算机中各个部件协同序发出控制信号，控制各部件完成相应的工作的基准信号，它规定了各个部操作件的工作节拍和工作顺序06实践操作与实验实验目的与要求掌握微机原理的基本概念和原理学会使用微机原理实验箱进行实验操作培养学生对微机原理实验的兴趣和动手能力了解微机原理在现实生活中的应用实验步骤与操作实验前准备熟悉实验箱的组成和功能，准备好实验所需的器材和工具实验操作按照实验指导书的要求，逐步完成实验操作，包括电路连接、程序编写和调试等数据记录在实验过程中，及时记录实验数据和观察到的现象，以便进行分析和总结实验总结根据实验结果，进行总结和分析，写出实验报告实验结果与分析结果展示展示实验结果，包括电路连接图、程序运行结果和测量数据等结果分析对实验结果进行分析，解释实验现象，探讨微机原理在现实生活中的应用改进建议根据实验结果，提出改进意见和建议，以便进一步提高实验效果和学生的动手能力THANKS FORWATCHING感谢您的观看。