计算机组成原理 与 汇编语言程序设计

1. 计算机组成原理与汇编语言程序设计

2. 与教师联系方式 • 与书中作者和中央电大联系方式 见书中P2 • 与安徽电大责任教师联系方式 E-mail:zhanglei@mail.ahtvu.ah.cn HomePage:www.ahtvu.ah.cn 论坛：电大在线IP:61.132.182.83 留言簿：电大在线 课程资源：安徽电大在线

3. 上课、自修、考试要求 • 笔记：记书上没有的 • 网上学习：省电大多媒体教室 • 作业：书面和电子邮件俱可 • 课后疑问：在论坛里FAQ • 考试：全国统一考试，省电大阅卷 • 实验：汇编语言部分的实验在省电大机房

4. 对学生的要求 • 单纯对语言课来说，这是所有语言课中最难的一门计算机语言课 • 理解是最重要的，本课程记忆的部分也很多 • 要有不怕烦的一股钻劲， • 英语要较好

5. 学习资源 • 书本资源 《编码的奥秘》英文名《CODE》机械工业出版社 Charles Petzold著 • 《Microsoft’s 80386/80486编程指南》 Ross P.Nelson著 电子工业出版社 • 《IBM-PC 汇编语言程序设计》 • 沈美明 温冬婵 著 清华大学出版社 • 《80×86、奔腾机汇编语言程序设计》 Barry B.Brey 著 电子工业出版社

6. 学习资源 • 《操作系统原理DOS篇》 张昆仓 著清华大学出版社 《PC机汇编语言程序设计》 SOCHA&NORTON 著 学苑出版社 《宏汇编语言MASM6实用大全》 东阳生等著 科学出版社

7. 网上资源 • 汇编语言站点 网站 • 破解站点 网站 • 黑客站点 • 网站 注意事项

8. 本书软件资源 • 微软的MASM6.14-支持最新的奔腾III处理器 • 微软的DEBUG-最经典的汇编工具 • 微软的CodeView • 其他

9. 注意事项 • 汇编语言网站往往本身就是破解和黑客站点，提供了大量具有破坏性的病毒和木马。请大家注意网络道德。 • 汇编语言本身也具有较大的破坏性，请大家尽量不要在办公用机或公共机房练习。 • 以上上述站点大多是个人网站和地下站点，所以不可避免的带有大量非健康信息的链接，请大家注意。

10. 课前解疑 • Q:这门课的地位？ • A:专业基础课，软硬件的交汇点 • Q:这门课的作用？ • A:从宏观上把握了计算机的脉络 • Q:学好这门课有什么作用？ • A:高手必由之路，90%的病毒（除宏病毒外）都是用汇编写的。例如：CIH病毒

11. 1-1计算机发展与组成 1-1-1 发展概况 1946-1958 第一代电子管计算机。磁鼓存储器，机器语言、汇编语言编程。世界上第一台数字计算机ENIAC。 1958-1964 第二代晶体管计算机。磁芯作主存储器, 磁盘作外存储器，开始使用高级语言编程。 1964-1971 第三代集成电路计算机。使用半导体存储器，出现多终端计算机和计算机网络。 1946年由美国宾夕法尼亚大学研制 ENIAC（Electronic Numerical Integrator And calculator），运算速度 5000次/秒，功耗150kw/h，占地170m2，造价100万美元。 1971- 第四代大规模集成电路计算机。出现微型计算机、单片微型计算机，外部设备多样化。 1981- 第五代人工智能计算机。模拟人的智能和交流方式。

12. 第一章 绪论 要求：计算机工作原理的两个基础性概念 工作方式 信息表示

13. 1.1计算机的基本概念 什么是计算机？ 定义：一种存储事先已经编制好的程序并能连续而自动地取出这些程序来执行，只能对事先已数字化的信息进行算术或逻辑运算的快速工具。

14. 计算机定义的概略解释 1、算术、逻辑运算（我们在小学就已学完 的加减乘除四则运算） 2、信息的数字化（一架冰冷的机器所能听 懂的唯一语言） 3、存贮程序的工作方式（现代化的流水 线） 符合以上特征的即被称之为冯·诺依曼体系结构的计算机

15. 冯·诺依曼体系结构的计算机（1） 约翰.冯.诺依曼(John Von Neumann) ━到目前为止，几乎生产的所有计算机都是冯·诺依曼体系结构的计算机，这也是我们正在使用的诸如奔2奔3之类的微机的体系结构。（但是现在的计算机科学家认为只有打破冯·诺依曼体系，计算机的效率才能得到突破）

16. 冯·诺依曼体系结构的计算机（2） • 采用二进制代码表示数据和指令。 • 采用存储程序工作方式，即： 事先编制程序。 实现存储程序。 自动、连续地执行程序。

17. 冯·诺依曼体系结构的计算机（3） 3.由以下五大部件组成计算机硬件系统。 A:运算器（进行简单四则运算逻辑运算） B:控制器（命令自己或外部设备作这作那） C:存储器 D:输入设备 E:输出设备

18. 1、存储器（主存储器） • 计算机存取数据的部件，常用半导体做成，存储器中存放二进制单元称为在座单元，每个存储单元有一个编号，称为地址，计算机是根据地址来访问存储器的。 • 存储器的主要技术指标有存储容量和速度。速度可用存取时间和存储周期来衡量，存取时间TA是指从启动一次存储器操作（读/写）到完成该操作所需的时间。存储周期Tm是指边疆两次访问存储器所需的最小时间间隔。通常Tm比TA稍大，这是由于存储器的积压部分都必须有一段稳定恢复的时间，所以读出后不能立即进行访问。

19. 2、控制器 • 是计算机的控制指挥部件，也是全机的控制指挥中心，其主要功能是通过向计算机的各个部分发出控制信号，使整个机器自动、协调地进行工作。

20. 3、运算器 • 在控制器的控制下，完成算术运算和逻辑运算的部件。

21. 4、输入设备 • 输入设备是给计算机输入信息的设备。输入住处通过输入设备转换成计算机能识别的二进制代码，送入存储器中保存。常用的输入设备有键盘、鼠标器和光笔。

22. 5、输出设备 • 输出设备是输出计算结果的设备。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图机等。

23. 1·1计算机的基本概念 1.1.1存储程序工作方式 • 事先编制程序。 • 实现存储程序。 • 自动、连续地执行程序。 1.1.2信息的数字化表示 1.在计算机中的各种信息用数字代码表示。 2.用数字型电信号表示数字代码。

24. 1.1.1存储程序工作方式 • 事先编制程序。 • 实现存储程序。 • 自动、连续地执行程序。 这也称之为控制流驱动方式。于此相对应的还有称之为数据信息流。

25. 从生活中的例子看一看控制流与信息流 有一张留言的纸条，上面写着几句话： “到菜市场卖2斤猪肉” “洗干净肉” “将肉剁成肉馅” 红色字是动词，是命令去干什么 蓝色字是名词，是命令所要处理的对象 控制流就相当于命令去做什么的动词 而信息流就相当于命令所处理的对象 这也像一条生产流水线，流水线上的机器和人都是动作的执行者， 等待半成品到自己跟前，干自己该干的活。控制流是做动作，信息流就像生产线上的物料。（返回）

26. 1.1.2信息的数字化表示 1.在计算机中的各种信息用数字代码表示。 2.用数字型电信号表示数字代码。

27. 1、在计算机中的各种信息用数字代码表示（1）1、在计算机中的各种信息用数字代码表示（1） 1.在计算机中的各种信息用数字代码表示。 其实在计算机中，流动的也不是0、1这些数字，而是电信号。0、1是阿拉伯数字。是古印度人发明的，阿拉伯人传到西方的。是今天的人们为了方便而人为地把有无电信号用1、0称呼。计算机是根本不认识什么0、1的。 并行线图例

28. 并行线图例 返回

29. 1、在计算机中的各种信息用数字代码表示（2）1、在计算机中的各种信息用数字代码表示（2） 正是因为计算机只认识电信号，所以我们尽可以放心大胆地下个绝对化的结论：任何信息，不管是命令计算机干这干那的控制信息还是储存在计算机中的数据信息，都必须化为电信号来表示。 如果我们用阿拉伯数字的0、1来表示这些电信号而不是用“有电”或“没电”来叙述它们的话，我们就可以把这些电信号写在纸上，写在纸上的这些0、1数字我们也容易研究，并从中寻找规律和发现规律。

30. 1、在计算机中的各种信息用数字代码表示（3）1、在计算机中的各种信息用数字代码表示（3） 正因为写在纸上的已经是一些数字了，外行看到的计算机专业的人们也一天到晚在研究这些数字，所以把它称之为“数字化”。 由于计算机仅仅懂得电信号即这些0、1数字，所以逼得我们必须绞尽脑汁想尽办法把我们身边的图形、声音、文字等等一切一切用数字进行编码。其实用数字进行编码一点儿也不神秘，在我们生活中，早就在用数字进行编码了。

31. 1、在计算机中的各种信息用数字代码表示（4）1、在计算机中的各种信息用数字代码表示（4） 比如： • 学生的学号，在没有计算机的时代管理人员为了管理方便，就会把学生进行编制学号。把人抽象为数字。 • 平面与立体空间。人们为了描述事物在空间中的位置，人们将空间进行了数字化，这就是坐标。 上述人们进行的编码，不管有意无意，都属于“数字化”的范畴。而且进行这些工作时，人们连计算机这个名词都没有听说过。

32. 2.用数字型电信号表示数字代码（1） 计算机内部流动的电信号很单纯，它不象无线电波或水波那样连绵不绝、大小不一。在计算机内部的电信号如果测量一下的话，在不同的时间内，它要么是最大值、要么是最小值（高电平和低电平），而与水波类似的正弦波在一点测量的话，它的值可能在在最大值与最小值之间的任何一个数字上。这好像我们猜一枚硬币的正反面一样，反正不是正就是反。但是在一艘漂在海上的小木船上，木船不停地随着波浪上上下下。如果让您猜一下木船现在的非常精确的海拔高度，您会那么有把握吗？

33. 2.用数字型电信号表示数字代码（2） 大家对这种电信号是否有这样的疑问？如果有一万名学生该如何表示呢？ 因为一个电信号只能表示两种状态，为了给这1万名学生编号，我们多用一些电信号就行了。

34. 2.用数字型电信号表示数字代码（3） 数字化方法表示信息的优点： 1、抗干扰能力强，可靠性高。 2、依靠多位数字信号的组合，可表示 为几乎无限的数目。 3、数字化信息可以存储、易传送 4、可表示的信息类型与范围广泛。 5、能用逻辑代数等数字逻辑技术处理 电信号信息。

35. 1.2 计算机系统的硬软件组成 1.2.1计算机硬件系统 1.2.2计算机软件系统

36. 1.2.1计算机硬件系统 1.2.1计算机硬件系统 • 什么是计算机硬件？ • 计算机硬件系统的组成 1.CPU 2.主存储器 3.外存储器 4.I/O设备 5.总线 6.接口

37. 1.2.1计算机硬件系统 1.2.1计算机硬件系统 CPU 主存 接口 接口 I/O设备 I/O设备 图1_1

38. CPU 主存 接口 接口 I/O设备 I/O设备

39. 什么是计算机硬件？ 1.2.1计算机硬件系统 联想奔4机

40. 什么是计算机硬件？ 1.2.1计算机硬件系统 联想奔4机内部

41. 什么是计算机硬件？ 1.2.1计算机硬件系统 外设鼠标键盘

42. 什么是计算机硬件？(返回) 1.2.1计算机硬件系统 外设显示器

43. 计算机硬件系统的组成CPU 1.2.1计算机硬件系统 CPU─Central Processing Unit 由于集成电路工业的技术进步，冯• 诺伊曼体系的五大部件中的运算器和控制器已经可以做在一块硅晶片上，我们把它称之为CPU。 因为我们不能凭借肉眼去看清CPU的内部组成，所以我们在这儿将CPU的几个重要的组成叙述

44. 计算机硬件系统的组成CPU 1.2.1计算机硬件系统 一下： 运算器和控制器、寄存器和计数器。运算器的最基本部件就是加法器，在加法器的基础上又可制出减法器，而二进制数的移位又可制成乘除法部件。但是，一般的通用CPU的功能也就到此为止了，而一切高等的计算如微积分、矩阵、方程等的计算都要经

45. 计算机硬件系统的组成CPU 1.2.1计算机硬件系统 过人类的专业科学家将这些高等的运算逐步拆分细化，直到所有的运算已经拆分为最简单的加减乘除，这时的计算机就可以发挥其运算速度惊人的快和不出差错的优点，这些人工运算会花费很长时间的运算计算机一眨眼就能得出结果。而且你教给计算机的运算方法（程序）它会牢牢记住，

46. 计算机硬件系统的组成CPU 1.2.1计算机硬件系统 相同的运算你无须再教，“只编一次，享用终生”。打个比方：您是一位数学家，你会做微积分，但是你不想把自己的宝贵时间浪费在计算大量重复的微积分计算上，你找了一些小学三年级的学生，然后，你把每一种微积分运算细细拆分，拆分到加减乘除的四则运算为止。以后你需要微积

47. 计算机硬件系统的组成CPU 1.2.1计算机硬件系统 分结果的话，只管问这些小学生要答案就是了。 至于CPU如何区分指令还是数据，我们在后面的汇编语言部分还要详细叙述。

48. 计算机硬件系统的组成CPU图 1.2.1计算机硬件系统 Intel MMX233

49. 计算机硬件系统的组成CPU图 1.2.1计算机硬件系统 Intel最新的P4 2GHz

50. 计算机硬件系统的组成CPU图 1.2.1计算机硬件系统 Intel MMX233