计算机组成原理与汇编语言电子教案试行版公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

计算机构成原理与汇编语计算机构成原理与汇编语言程序设计课程教学目的言程序设计课程教学目的 本本课课程程教教学学目目的的是是：在在学学完完本本课课后后能能建建立立起整机概念，它可分为两级：起整机概念，它可分为两级：(1)CPU级级，它它包包括括三三个个方方面面：CPU基基本本构构成成、指指令令流流程程、汇汇编编语语言言级级程程序序设设计计办办法。法。(2)系系统统级级，它它包包括括两两个个方方面面：如如何何通通过过系系统统总总线线与与接接口口将将CPU、主主存存、I/O设设备备(含含外外存存)连连接接成成整整机机，对对输输入入/输输出出三三种种基本控制机制。基本控制机制。第1页第1页第三章第2页第2页 课程内容简介课程内容简介 （：重点：重点 ：重点难点）：重点难点）第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 计算机中信息表示（计算机中信息表示（）第三章第三章 CPU 原理（原理（）第四章第四章 典型典型CPU 及指令系统举例（及指令系统举例（）第五章第五章 汇编语言程序设计（汇编语言程序设计（）第六章第六章 存储系统（存储系统（）第七章第七章 主机与外部设备信息互换（主机与外部设备信息互换（）第八章第八章 输入输入/输出设备输出设备第九章第九章 计算机硬件系统示例计算机硬件系统示例第3页第3页本讲主要内容本讲主要内容1、课程简介、课程简介2、教材第一、二章内容。重点是第二章、教材第一、二章内容。重点是第二章机器数三种表示形式及互相转换。机器数三种表示形式及互相转换。3、浮点数相关概念、浮点数相关概念4、课堂练习及答疑。、课堂练习及答疑。5、本讲重点小结。、本讲重点小结。第4页第4页第一章 本章主要简介存储程序工作方式、计算机工作过程基本概念。第5页第5页一、冯诺依曼式计算机特点一、冯诺依曼式计算机特点（1）计算机内部都采用二进制进）计算机内部都采用二进制进行存储和运算。行存储和运算。（2）都是由五大部件构成：运算）都是由五大部件构成：运算器、控制器、存储器、输入设备、器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。输出设备。（3）采用存储程序工作方式，按）采用存储程序工作方式，按地址顺序访问并执行指令。地址顺序访问并执行指令。第6页第6页输入设备输入设备输出设备输出设备入出接口和总线入出接口和总线外存设备外存设备主存储器主存储器高速缓存高速缓存控控 制制 器器运运 算算 器器二、计算机硬件系统二、计算机硬件系统第7页第7页三、计算机软件系统三、计算机软件系统主要由系统软件和应用软件主要由系统软件和应用软件两部分构成。系统软件包括两部分构成。系统软件包括操作系统、编译程序、系统操作系统、编译程序、系统测试及语言处理程序等。测试及语言处理程序等。第8页第8页时序控制时序控制信号信号形成部件形成部件译码译码IRIRPCPC输出输出设备设备输入输入设备设备主主存存运算器运算器部件部件时序时序启停启停地址存储器械地址存储器械数据总线数据总线地址总线地址总线控制总线控制总线.控制条件控制条件控制器信号控制器信号主振主振硬布线硬布线方案方案控制器控制器第9页第9页控制控制存储器存储器映射映射 IR IRPCPC输出输出设备设备输入输入设备设备主主存存运算器运算器部件部件下地址下地址启停启停地址存储器械地址存储器械数据总线数据总线地址总线地址总线控制总线控制总线.控制条件控制条件微指令存储器微指令存储器主振主振微程序微程序方案方案控制器控制器第10页第10页第二章一、掌握进位计数制概念，不同进位制转换。二、定点数表示 机器数、真值、原码、补码、反码概念。定点数表示范围三、指令格式四、常见几个寻址方式第11页第11页 一、数制转换。主要简介十进制数、二进制数、八主要简介十进制数、二进制数、八进制数、十六进制数之间互相转换。进制数、十六进制数之间互相转换。基本原则是：基本原则是：对于十进制整数，向对于十进制整数，向R进进制转换时采用除制转换时采用除R取余；对于十进制小取余；对于十进制小数转换时采用乘数转换时采用乘R取整。取整。R进制向十进进制向十进制转换时采用按权展开求和。制转换时采用按权展开求和。这部分内容前导课程中已经讲过，这部分内容前导课程中已经讲过，这里不再赘述。这里不再赘述。第12页第12页真值、机器数、原码、补码、反码真值、机器数、原码、补码、反码概念：概念：真值：数原值大小称为真值。真值：数原值大小称为真值。机器数：数在计算机内部表示形式机器数：数在计算机内部表示形式（三种：原码、补码、反码）。机（三种：原码、补码、反码）。机器数特点是最高位是符号位，器数特点是最高位是符号位，0正正1负。负。二、定点数表示二、定点数表示第13页第13页真值与三码之间转换办法：真值与三码之间转换办法：1、给定真值、给定真值X若为正数，求若为正数，求X原原时只需将时只需将X最高位变成最高位变成0，其，其余位不变，且余位不变，且X原原=X补补=X反。反。如如X=+10011 则则X原原=X补补=X反反=0100112、给定真值、给定真值X若为负数，求若为负数，求X原原时只需将时只需将X最高位变成最高位变成1，其，其余位不变。求余位不变。求X补补时，将时，将X原原符号位不变，其余各位求反，符号位不变，其余各位求反，末位加末位加1；求；求X反反时，将时，将X原原符号位不变，其余各位求反。符号位不变，其余各位求反。反之亦然。反之亦然。如如 X=-10101 则则X原原=110101，X补补=101011，X反反=101010 X=-0.0110 则则X原原=1.0110,X补补=1.1010,X反反=1.1001第14页第14页例题：例题：将将十十进进制制数数+107/128 和和 52化化成成二二进进制制数数，再再写写出出各各自自原原码码、反反码码、补补码码表表示示（符号位和数值位共（符号位和数值位共8位）。位）。第15页第15页答案：答案：+107/128=0.1101011 52=110100 原码原码 01101011 10110100 反码反码 01101011 11001011 补码补码 01101011 11001100第16页第16页考核知识点：考核知识点：（1）十进制小数、整数）十进制小数、整数转换为二进制数转换为二进制数（2）二进制小数、整数）二进制小数、整数原码、反码、补码表示，原码、反码、补码表示，转换转换+107/128 技巧性。技巧性。第17页第17页三、浮点数概念及表示办法三、浮点数概念及表示办法1、浮点数：小数点位置随指数改变而能够左右移动，而、浮点数：小数点位置随指数改变而能够左右移动，而数原值保持不变。数原值保持不变。2、浮点数表示：、浮点数表示：f=m*re 其中其中f表示浮点数，表示浮点数，m表示尾数，表示尾数，e表示阶。表示阶。3。机内表示格式：。机内表示格式：阶符阶符 阶码阶码 数符数符 尾数尾数如如 表示浮点数表示浮点数f=0.100100*2-100，若都用原码，其中阶符，若都用原码，其中阶符位，阶码位，阶码4位，数符位，数符1位，尾数位，尾数6位位则机内表示位：则机内表示位：1 100 0 100100第18页第18页课堂练习课堂练习1、含有下列特点机器是冯。诺依曼式机、含有下列特点机器是冯。诺依曼式机器是（器是（）A。含有。含有RISC指令系统计算机系统指令系统计算机系统B。使用微程序控制技术计算机系统。使用微程序控制技术计算机系统C。能够按存储器中程序指定逻辑顺序，。能够按存储器中程序指定逻辑顺序，读出指令并执行系统读出指令并执行系统D。使用磁盘、半导体存储器和高速缓存。使用磁盘、半导体存储器和高速缓存部件系统部件系统第19页第19页2、下列何种码制中，含有正值机器数等于其真值（、下列何种码制中，含有正值机器数等于其真值（）A。原码原码 B。补码补码 C。反码反码 D。原码，原码，补码，反码补码，反码3、（）构成了计算机三个层次、（）构成了计算机三个层次。应用软件、系统软件和操作系统。应用软件、系统软件和操作系统。应用软件、编译系统和操作系统。应用软件、编译系统和操作系统。语言处理程序、源程序和指令。语言处理程序、源程序和指令。应用软件、系统软件和硬件。应用软件、系统软件和硬件第20页第20页、浮点数同定点数相比（）、浮点数同定点数相比（）。前者表示范围大。前者表示范围大。前者表示精度高。前者表示精度高。前者表示范围小。前者表示范围小。任何定点数都能够表示成浮点数。任何定点数都能够表示成浮点数。若负数用补码表示，则相。若负数用补码表示，则相应真值为（）应真值为（）A。39 B。40 C。-39 D。-27第21页第21页6、计算机唯一能执行语言是（、计算机唯一能执行语言是（），除此），除此之外，与计算机本身密切相关语言是（之外，与计算机本身密切相关语言是（）A、汇编语言、汇编语言 B、高级语言、高级语言 C、机、机器语言器语言 D、编译程序、编译程序7、计算机中存储系统是指（、计算机中存储系统是指（）A、RAM存储器存储器 B、ROM存储器存储器 C、主存储器、主存储器 D、主存储器和外存储器、主存储器和外存储器 第22页第22页8、试写出下列各数原码、补码、反码、试写出下列各数原码、补码、反码（用（用8位二进制表示）位二进制表示）原码原码 补码补码 反码反码 0.11001 -0.10110 -40第23页第23页 原码原码 补码补码 反码反码 0.11001 0.1100100 0.1100100 0.1100100 -0.10110 1.1011000 1.0101000 1.0100111-40 10101000 11011000 11010111-40=-（00101000)2 答案：答案：第24页第24页Physical Layer第25页第25页