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第一单元（微型计算机系统概述）

处理器的基本参数❗❗❗

1）字长：处理器每个时间单位可以处理的二进制数据位数

2）时钟频率：表明了处理器的速度，反映了处理器的基本时间单位

3）集成度：表明处理器的生产水平工艺，通常用芯片上集成的晶体管数量来表达

4）微处理器的应用：嵌入式系统

摩尔定律 ❗

1）内容：每十八个月，集成电路的性能提高一倍，价格降低一半（但是摩尔定律不会一直持续下去，电子器件 的物理极限正在悄然逼近）

冯诺依曼计算机结构 ❗❗❗

1）采用二进制形式表示数据和指令，指令由操作码和地址码组成

2）将程序和数据存放再存储器中，计算机在工作时从存储器中取出指令加以执行

3）指令的执行是顺序的，一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现

4）计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备(5大基本部件)组成

5）补充

1> 原始的冯诺依曼计算机在结构上以运算器为中心，现在数字电子计算机由存储器为中心

2> 运算器和存储器被合称为主机

3> 输入设备和输出设备被合称为外设或I/O设备

计算机中的一些大小单位

1）半字节：4bit

2）字节：8bit

3）字：2字节（16bit）

4）双字：4字节（32bit）

5）四字：8字节（64bit）

6）最低位（LSB），最高位（MSB）

硬件系统基本理解

1）微处理器：微机的中央处理单元（CPU）

1> 功能：对系统的各个部件进行统一地协调和控制

2）存储器：存放程序和数据的部件

1> RAM(随机存取存储器)，例如：磁盘，主存

2> ROM(只读存储器)，例如：光盘

3）I/O设备和I/O接口

1> I/O设备：微机上配备的输入和输出设备

2> I/O接口：外设和主机之间的桥梁

4）系统总线（地址总线、数据总线、控制总线）

1> 功能：连接各部件地共用通道

PC微机结构（16位 IBM PC/AT 微机结构）

1）微处理器

2）主存储器（由ROM和RAM构成）❗

1> ROM部分：主要是固化的ROM-BIOS(基本输入输出系统，是微机软件系统的最底层程序，用来驱动和 管理输入输出设备)

2> RAM部分：微机系统的贮存主要由RAM芯片构成

3）I/O接口（基本问题）

1> 中断：处理器正常执行程序的流程被某种原因打断并暂时停止，转向执行事先安排好的一段处理程序， 待该处理程序执行结束后仍返回中断位置继续执行过程

2> DMA(直接存储器存取)：主存储器和外设之间直接的、不通过处理器的高速数据传送方式；例如：磁盘 与主存的大量数据传送就采用DMA方式

PC微机结构（32位）

1）微处理器（Intel IA-32处理器）

2）控制芯片组（主板上的核心部件，提供主板上的关键逻辑电路）

1> Cache：高速缓冲存储器，速度很快但容量很小的存储器

3）主存储器

1> 微机系统整体性能瓶颈：容量、主存速度

2> DRAM(动态随机存储器) ❗

3> SRAM(快速静态随机存储器) ❗

4）系统总线

计算机系统的层次结构

0）数字电路层

1）控制层

2）机器语言层：该层具有承上启下的功能 ❗❗❗

———软硬件界面———

3）操作系统层：操作系统是最主要的系统程序，这层也称系统软件层

4）汇编语言层

5）高级语言层

6）用户层

计算机程序设计语言

1）助记符：便于记忆，并能描述指令功能的符号（表示机器指令的操作码）

2）汇编语言：将机器指令用助记符代替而形成的一种语言

3）汇编程序：完成汇编工作的程序

软件与硬件的等价性原理

软件与硬件的等价性原理是指软硬件在逻辑功能上的等价 ❗

软件兼容与系列机和兼容机

1）软件兼容：向上(向下)兼容[机器性能]，向前(向后)兼容[推出时间] ❗

2）系列机：指同一个厂家生产的具有相同计算机结构，但具有不同组成和实现的一系列不同档次、不同型号的 机器

3）兼容机：指不同厂家生产的具有相同计算机结构(不同的组成和实现)的计算机

操作系统

1）定义：操作系统❗管理着系统的软硬件资源❗，为用户❗提供使用机器的交互界面❗，位程序员使用资源提供可 供调用的驱动程序，为其他程序❗构建稳定的运行平台❗

2）MASM：微软公司开发的宏汇编程序

文件路径

1）文件路径：文件的分区和目录 ❗

2）绝对路径：文件的完整路径

3）当前目录：当前目录的位置

4）相对路径：从系统当前目录到文件所在目录的路径 ❗

补充

1）处理器执行指令过程（”取指—译码—执行周期“ ）❗❗

1> 取指：处理器从主存储器读取指令

2> 译码：翻译指令代码

3> 执行周期：执行指令所规定操作的过程

2）DOS主要支持扩展名：exe、com、bat

3）奔腾系列处理器的多媒体指令：MMX、SSE、SSE2、SSE3

4）最初由IBM公司采用8080处理器和DOS操作系统推出PC机

5）奔腾处理器采用64位数据总线与主存相连

6）Intel 8086 支持1M容量的主存空间，80486支持4G容量的主存空间

7）IA-64结构不是IA-32结构的64位扩展

5）一些基本地系统介绍

1> 通用处理器：适合较广的应用应用领域的微处理器

2> 单片机：通常用于控制领域的微处理器

3> DSP芯片：数字信号处理器，适合处理高速的数字信号

4> 嵌入式系统：利用微控制器、数字信号处理器或通用处理器结合具体应用构成的控制系统

6）Intel 80×86 发展历史：

1> 8086：奠定了基本的16位指令集

2> 80286：提供了保护方式的指令

3> 80386：将指令集全面提升为32位

4> 80486：融入了浮点数据的处理指令

5> 奔腾系列：陆续增加了多媒体指令，最新的奔腾支持64位指令集，超标量技术

第二单元（处理器结构）

处理器的基本结构（算术逻辑单元、寄存器、指令处理单元）

1）算术逻辑单元（ALU）

1> 功能：负责处理器所能进行的各种运算（主要：算术、逻辑运算）

2> 补充：操作数据来自通用寄存器或主存，运算结果返回寄存器或主存

2）寄存器

1> 定义：用于暂时存放程序执行过程中的代码和数据的高速储存单元

2> 类别：透明寄存器和可编辑寄存器

(1) 透明寄存器：不可见、不能直接控制（可忽视）

(2) 可编辑寄存器：具有引用名称，供编程使用；分为通用寄存器和专用寄存器

1）通用寄存器：处理器中数量较多、使用频率较高、具有多种用途的寄存器

2）专用寄存器：只用于特定目的的寄存器

3）指令处理单元

1> 定义：处理器的控制单元，控制指令执行和信息传输

一些微机系统的功能结构

1）8086

1> 算术逻辑单元(ALU)

2> 寄存器

3> 指令处理单元

2）80386

1> 总线接口单元：为处理器提供与外部的接口

2> 指令预取单元：进行先行读取指令

3> 指令译码单元：从指令预取队列中取来指令

4> 指令执行单元：执行译码完成的指令

5> 分段单元：把程序中使用的地址(逻辑地址)变换成线性地址并进行保护检查

6> 分页单元：将线性地址变换成处理器对外的物理地址

3）奔腾（改进）

1> 超标量流水线

2> 分离cache[高速指令缓冲cache、高速数据缓冲cache]，有两个32为数据接口

3> 哈佛结构：表示数据和指令分开存放的高速缓冲结构

4> 动态分支预测

通用寄存器 ❗❗❗

标志寄存器(重要)

标志的功能：用来反映指令执行结果，控制指令执行形式 ❗❗❗

段寄存器 ❗❗

存储器组织

1）存储器以字节为基本单位每个储存单元分配一个唯一的物理地址 ❗

存储模型 ❗

1）平展存储模型：储存器是一个连续的地址空间，称为线性空间

2）段式存储模型：存储器由一组独立的地址空间组成，独立的地址空间称为段

3）实地址存储模型：段式存储模型的特例

工作方式

1）保护方式

2）实地址方式（IA-32，只能寻址1MB，每个段不超过64KB）

3）系统管理方式（SMM，为操作系统和核心程序提供节能管理和系统安全管理机制）

逻辑地址

1）基本段 ❗

1> 代码段：存放程序的指令代码

2> 数据段：存放当前运行程序的数据

3> 堆栈段：存放程序使用的堆栈

2）逻辑地址的计算：逻辑地址 = 段基地址 + 偏移地址

汇编语言基础

1）指令前缀：指令之前的辅助指令，用于扩展指令功能

……

语句格式

1）标号：处理器指令在主存中的逻辑地址，主要用于指示分支和循环等程序的目的地址

2）注：标号和名字不能以数字开头；汇编语言大小写不敏感

3）助记符：上有描述

4）注释：分号后面为注释

常用I/O子程序

例子：

mov eax, offset msg
call dismsg

寻址方式

1）立即数寻址方式

2）寄存器寻址方式

mov ebx, eax

3）存储器寻址方式

1> 偏移地址的组成

32位有效地址 = 基址寄存器 + (变址寄存器×比例) + 位移量

16位有效地址 = 基址寄存器 + 变址寄存器 + 位移量

2> 直接寻址

mov ecx, count

3> 寄存器间接寻址

mov edx, [ebx]
mov [esi], ecx

4> 寄存器相对寻址

mov esi, [ebx + 4]
mov edi, [ebp - 08h]

5> 变址寻址

:: 基址变址寻址
mov edi, [ebx + esi]
mov edi, [ebx][esi]
:: 相对基址变址寻址
mov eax, [ebx + edx + 80h]
mov eax, 80h[ebx + edx]
mov eax, 80h[ebx][edx]

6> 带比例的基址变址寻址

:: 带比例的基址寻址
mov eax, [ebx * 4]
:: 带比例的相对基址变址寻址
mov eax, [esi * 2 + 80h]
:: 带比例的基址变址寻址
mov eax, [ebx, esi * 4]
:: 带比例的相对基址变址寻址
mov eax, [ebx, esi * 8 - 80h]

补充

1）IA-32处理器复位后，首先进入的是实地址工作方式，该工作方式的分段最大不超 过64KB

第三单元(数据处理)

变量定义伪指令

Intel —— 小端方式

RISC（精简指令集计算机 —— 大端方式）

其他暂无