課程概況
微機原理 是學習和掌握微機硬件知識和匯編程序語言設計的入門課程。
為什么要學這門課：
- 實時性需求
- 硬件訪問的需要
- 編譯原理、操作系統、嵌入式系統等需要
匯編語言與高級語言比較：
- 計算機是通過執行實現編寫好的程序代碼來完成用戶特定的程序操作
- 程序代碼越少，完成任務需要的時間就越短
完成同樣任務：
|源文件|目標文件|可執行文件
程序匯編 |279B |128 |640B
C語言 |44B |354B |944B
！！可見匯編文件的執行速度是C的14.76倍
微型計算機硬件系統
- 到目前為止，計算機仍沿用1940年馮諾依曼首先提出的系體結構。
馮諾依曼計算機基本思想設計：
1.數據、信息、指令都以二進制形式表示
2.程序和數據是現存放在存儲器中，計算機在工作時能高速地從存儲器中獲得指令加以執行
3.由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備等五大部件組成計算機系統
- 總棧：計算機中各功能部件傳送信息的共同通道。
- 微處理器CPU(中央處理器)：由運算器、控制器、內部寄存器三部分組成
運算器：又稱算術邏輯單元ALU，用來進行算術或邏輯運算以及移位循環等操作
控制器：又稱控制單元CU，是全機的指揮控制中心
內部寄存器：PC(個人電腦)，標志寄存器，累加器等。
- IO接口與輸入輸出設備：IO接口是微型計算機與輸入如輸出設備之間信息交換的橋梁
- 存儲器：CPU可直接訪問的半導體存儲器，有RAM(隨機存儲器)和ROM(只讀存儲器)兩種不同的類。
微型計算機軟件系統
系統軟件：是指一個不需要用戶干預的，為其他程序開發、調試以及運行等建立一個良好的程序。 包括：
操作系統OS(Operating System)：是一套復雜的系統應用，用於提供人機接口和管理、調度計算機的所有硬件與軟件資源
系統應用程序：如各種高級語言的編譯程序、匯編程序、診斷和調試程序、文字處理程序，服務性工具程序，數據庫管理程序等
用戶(應用)軟件：用戶未解決各種實際問題而編寫的各種程序。
可用來編寫用戶軟件的語言有
機器語言:面向機器能夠直接被計算機識別執行的語言
匯編語言:為克服計算機語言難於使用的缺點而提出的注記符語言
高級語言:面向用戶的語言，易學易用等
微型計算機的工作過程
'6+5'操作所需的機器語言程序和匯編語言程序
數字在計算機中的表示
- 正數的原碼、反碼、補碼表示是相同的
- 負數的反碼為原碼的符號位不變，其余1變0，0變1，補碼等於反碼末尾加一
計算機中帶符號數用補碼表示的優點：
可以將減法運算變為加法運算，因此可以使用同一個運算器來實現加法減法運算，簡化電路
無符號數和帶符號數的加法運算可以用同一個加法器實現，結果都是正確的