沈鑫剡编著《计算机基础与计算思维》第4章配套课件.ppt

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1、计算机基础与计算思维第四章第4章计算机语言和程序设计计算机如何做？机器指令执行过程机器语言程序通过汇编语言了解变量与标号的本质通过高级语言了解现代计算机解决问题过程与方法第4章难点和重点学习思路本章主要内容机器语言汇编语言面向过程语言面向对象语言软件面临的问题第4章计算机语言和程序设计4.1机器语言本讲主要内容模型机结构机器指令系统机器语言程序设计机器语言特点机器语言由二进制数表示操作码和操作数；机器语言与计算机硬件结构相关；机器语言每一条指令的功能简单。4.1机器语言一、模型机结构采用CPU为核心的总线结构；存储

2、器和键盘接口直接连接在总线上。程序计数器：存放存储指令的存储单元地址；累加器（A）：固定作为操作数，固定存放运算结果；地址寄存器（B）：存放存储操作数的存储单元的地址；计数器（C）：具有减1功能的寄存器。一、模型机结构S：与运算结果的最高位相同；C：最高位产生的进位或借位；Z：运算结果全零，Z=1，否则Z=0；O：运算结果溢出，O=1，否则，O=0。一、模型机结构二、机器指令系统两种类型机器指令：8位操作码的单字节指令与8位操作码和8位操作数的双字节指令；指令分为：数据传送指令、运算指令和控制指令。数据传送指令功能

3、：将寄存器中内容存入指定存储单元，或者将指定存储单元内容存入寄存器；实例1：00001000n，00001000是操作码，n是表示存储单元地址的8位二进制数，该指令的功能是将地址为n的存储单元内容存入累加器；实例2：00011000n，00011000是操作码，n是表示存储单元地址的8位二进制数，该指令的功能是将累加器内容存入地址为n的存储单元。二、机器指令系统运算指令功能：完成两个操作数的运算过程，其中一个操作数来自累加器，另一个操作数来自存储单元，结果存入累加器中；实例1：00000001n，00000001是

4、操作码，n是表示存储单元地址的8位二进制数，该指令的功能是将累加器中内容和地址为n的存储单元内容相加，结果存入累加器中；实例2：00010001，00010001是操作码，两个相加的操作数中，一个来自累加器，另一个来自以地址寄存器内容为地址的存储单元，结果存入累加器。二、机器指令系统控制指令功能：根据状态寄存器中某个标志位的结果，决定是否改变指令执行顺序；实例1：00100000，n，是操作码，n是表示存储单元地址的8位二进制数，该指令的功能是，如果进位位C=0，n作为程序计数器的值，否则，不做任何处理。由于程序计

5、数器值是存储下一条指令的存储单元地址，因此，开始顺序执行存储在地址为n的存储单元中的指令。二、机器指令系统三、机器语言程序一是确定用户是否完成按键操作；二是在确定用户完成按键操作的前提下，读取数据寄存器中按键对应的ASCII码。三、机器语言程序存放程序起始指令的存储单元地址为00000010，程序计数器的初值必须是00000010。指令0000100010000001执行过程CPU取指过程读取指令第一字节；CPU取指过程读取指令第二字节；读取地址为10000001键盘接口状态寄存器的内容，将其存入累加器A。三、机器

6、语言程序指令0010010100000010执行过程CPU取指过程读取指令第一字节；CPU取指过程读取指令第二字节；如果状态寄存器中标志位Z=1，将00000010作为程序计数器的值，开始顺序执行从地址00000010开始存放的指令。如果状态寄存器中标志位Z=0，不作处理。三、机器语言程序控制指令具有根据状态位的值决定继续顺序执行程序，还是通过对程序计数器赋值，将任意地址作为存放下一条指令的存储单元地址的能力；分枝结构使程序能够动态适应所处理的数据的变化和用户操作过程的变化。三、机器语言程序循环结构本质一是能够在不

7、改变指令操作码和操作数的情况下，每一次执行指令，都能实现对不同操作数的运算；二是能够控制这样一组指令的重复执行次数。三、机器语言程序三、机器语言程序一是在不改变循环体中任何一条指令的格式的情况下，每一次执行循环体，都能对不同的操作数进行相同的运算过程（指令“A＋（B）→A”和指令“B＋1→B”）；二是循环条件能够有效控制重复执行循环体的次数（指令“C－1→C，C值不为0转”）；三、机器语言程序四、机器语言特点机器语言与计算机硬件结构密切相关；二进制数表示；设计程序时需同步安排指令和操作数在存储器中的存放位置；每一条

8、指令只能完成简单运算功能。4.2汇编语言本讲主要内容汇编指令与机器指令汇编语言程序设计汇编语言的特点和启迪一、汇编指令与机器指令汇编指令与机器指令一一对应机器指令：00001000n，其中00001000是操作码，n是存储单元地址；汇编指令：MOVA，（n）或者MOVA，X，其中MOV是助忆符，用于说明指令功能，A是累加器，n是存储单元地址，x是与存储单元绑