第一章微型計算機(jī)概述1ppt課件

1、微機(jī)原理及接口技術(shù)微機(jī)原理及接口技術(shù)課程簡介及要求課程簡介及要求 1. 課程性質(zhì)及教學(xué)目的 微機(jī)原理及接口技術(shù)是理工科計算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。 本課程幫助學(xué)生掌握微型計算機(jī)的硬件組成及使用；學(xué)會運(yùn)用匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計；樹立起計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本概念；為后繼的軟、硬件課程做好鋪墊。 微機(jī)原理及接口技術(shù)微機(jī)原理及接口技術(shù)課程簡介及要求課程簡介及要求 2. 課程教學(xué)安排理論學(xué)時：48學(xué)時實驗學(xué)時：16學(xué)時考試形式：筆試3. 教材內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)基本知識與基本概念計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理微處理器與微型計算機(jī)的概念微型計算機(jī)系統(tǒng)組成及其應(yīng)用計算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示、數(shù)制與編碼的應(yīng)用微機(jī)

2、原理及接口技術(shù)微機(jī)原理及接口技術(shù)課程簡介及要求課程簡介及要求8086微處理器微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)存儲器和I/O組織總線周期與操作時序指令系統(tǒng)與匯編語言指令的概念與尋址方式8086指令系統(tǒng)介紹匯編語言格式、基本表達(dá)、偽指令介紹匯編語言源程序的建立、編輯、運(yùn)行、調(diào)試微機(jī)原理及接口技術(shù)微機(jī)原理及接口技術(shù)課程簡介及要求課程簡介及要求微機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用中斷控制系統(tǒng)并行接口串行接口DMA控制技術(shù)定時器/計數(shù)器A/D及D/A接口 本章主要教學(xué)內(nèi)容本章主要教學(xué)內(nèi)容 微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展、微處理器微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展、微處理器系統(tǒng)系統(tǒng) 微型計算機(jī)的特點、分類及性能指微型計算機(jī)的特點、分類及性能指標(biāo)標(biāo) 微型計算機(jī)系統(tǒng)

3、的軟、硬件組成情微型計算機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件組成情況況 計算機(jī)中的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換計算機(jī)中的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換 無符號數(shù)和帶符號數(shù)的表示方法無符號數(shù)和帶符號數(shù)的表示方法 ASCII碼、碼、BCD碼的相關(guān)概念和應(yīng)碼的相關(guān)概念和應(yīng)用用 第第1章章微型計算機(jī)系統(tǒng)概述微型計算機(jī)系統(tǒng)概述 1.1 計算機(jī)的發(fā)展簡介計算機(jī)的發(fā)展簡介一、計算機(jī)的發(fā)展歷史一、計算機(jī)的發(fā)展歷史 1第一臺電子計算機(jī)第一臺電子計算機(jī) 1946年年2月，美國賓夕法尼亞大月，美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生了世界上第一臺電子數(shù)字計算學(xué)誕生了世界上第一臺電子數(shù)字計算機(jī)：機(jī)：“埃尼阿克埃尼阿克”（ENIAC，即，即Electronic Numerical Inte

4、grator and Calculator，電子數(shù)字積分計算機(jī)）。，電子數(shù)字積分計算機(jī)）。 重量重量30噸，占地噸，占地170平方米，每平方米，每小時耗電小時耗電150千瓦，價值約千瓦，價值約40萬美元。萬美元。采用采用18000只電子管，只電子管，70000個電阻，個電阻，10000支電容，研制時間近三年，運(yùn)支電容，研制時間近三年，運(yùn)算速度為每秒算速度為每秒5000次加減法運(yùn)算。次加減法運(yùn)算。 ENIAC的不足：運(yùn)算速度慢、的不足：運(yùn)算速度慢、存儲容量小、全部指令沒有存放在存存儲容量小、全部指令沒有存放在存儲器中、機(jī)器操作復(fù)雜、穩(wěn)定性差儲器中、機(jī)器操作復(fù)雜、穩(wěn)定性差 。2 2馮馮諾依曼結(jié)構(gòu)計

5、算機(jī)諾依曼結(jié)構(gòu)計算機(jī) 19461946年年6 6月，美籍匈牙利科學(xué)家馮月，美籍匈牙利科學(xué)家馮諾依曼諾依曼Johe Johe Von NeummanVon Neumman提出了提出了“存儲程序存儲程序的計算機(jī)設(shè)計方案。的計算機(jī)設(shè)計方案。 其特點是：其特點是： 采用二進(jìn)制數(shù)形式表示數(shù)據(jù)和計算機(jī)指令。采用二進(jìn)制數(shù)形式表示數(shù)據(jù)和計算機(jī)指令。 指令和數(shù)據(jù)存儲在計算機(jī)內(nèi)部存儲器中，能自動依指令和數(shù)據(jù)存儲在計算機(jī)內(nèi)部存儲器中，能自動依次執(zhí)行指令。次執(zhí)行指令。 由控制器、運(yùn)算器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備由控制器、運(yùn)算器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備5 5大部分組成計算機(jī)硬件。大部分組成計算機(jī)硬件。 工作原理的

6、核心是工作原理的核心是“存儲程序存儲程序和和“程序控制程序控制”。 按照這一原理設(shè)計的計算機(jī)稱為馮按照這一原理設(shè)計的計算機(jī)稱為馮諾依曼型計諾依曼型計算機(jī)。算機(jī)。 馮馮諾依曼提出的體系結(jié)構(gòu)奠定了現(xiàn)代計算機(jī)結(jié)諾依曼提出的體系結(jié)構(gòu)奠定了現(xiàn)代計算機(jī)結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)，被譽(yù)為計算機(jī)發(fā)展史上的里程碑。構(gòu)理論的基礎(chǔ)，被譽(yù)為計算機(jī)發(fā)展史上的里程碑。 運(yùn)算器存儲器輸出設(shè)備輸入設(shè)備控制器程序和原始數(shù)據(jù)計算結(jié)果馮馮諾依曼計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)諾依曼計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)v各部分的主要功能：v（1輸入設(shè)備：用于輸入原始信息和處理信息的程序。如鍵盤、鼠標(biāo)器和掃描儀等。v（2輸出設(shè)備：用來輸出計算機(jī)的處理結(jié)果及程序清單。如顯示器和打印機(jī)

7、。v（3存儲器：用來存放程序和數(shù)據(jù)。在控制器的控制下，可與輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、控制器交換信息，是計算機(jī)中各種信息存儲和交流的中心。v（4運(yùn)算器：用來對信息及數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計算。也稱為算術(shù)邏輯部件ALUArithmetic and Logic Unit）。v（5控制器：是整個計算機(jī)的指揮中心，用來指揮計算機(jī)各部件的操作，使其協(xié)調(diào)一致地工作。v 計算機(jī)中的兩類信息：一類是采用雙線表示的數(shù)據(jù)信息流，它包括原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、計算結(jié)果和程序中的指令；另一類是采用單線表示的控制信息流，它是控制器發(fā)出的各種操作命令。二、計算機(jī)的工作原理二、計算機(jī)的工作原理 1存儲程序原理存儲程序原理 把事先編制好

8、的由計算機(jī)指令組成的程把事先編制好的由計算機(jī)指令組成的程序存放到存儲器內(nèi)，計算機(jī)在運(yùn)算時依次取出序存放到存儲器內(nèi)，計算機(jī)在運(yùn)算時依次取出指令，根據(jù)指令的功能進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，這就指令，根據(jù)指令的功能進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，這就是存儲程序原理。是存儲程序原理。2程序的自動執(zhí)行程序的自動執(zhí)行 程序在執(zhí)行前先裝入內(nèi)存儲器，程序在執(zhí)行前先裝入內(nèi)存儲器，CPU負(fù)負(fù)責(zé)從內(nèi)存中逐條取出指令，分析識別指令，最責(zé)從內(nèi)存中逐條取出指令，分析識別指令，最后執(zhí)行指令，從而完成一條指令的執(zhí)行周期。后執(zhí)行指令，從而完成一條指令的執(zhí)行周期。 程序的執(zhí)行流程：程序的執(zhí)行流程： 取指令取指令分析指令分析指令執(zhí)行指令。執(zhí)行指令。 三、微型

9、計算機(jī)的性能指標(biāo)介紹三、微型計算機(jī)的性能指標(biāo)介紹 位：這是計算機(jī)中所表示的最基本、最小的數(shù)據(jù)單元。位：這是計算機(jī)中所表示的最基本、最小的數(shù)據(jù)單元。字長：是計算機(jī)在交換、加工和存放信息時的最基本的長度。字長：是計算機(jī)在交換、加工和存放信息時的最基本的長度。字節(jié)字節(jié)ByteByte）：是計算機(jī)中通用的基本單元，由）：是計算機(jī)中通用的基本單元，由8 8個二進(jìn)制位組成。個二進(jìn)制位組成。字：是計算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基本單位。字：是計算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基本單位。主頻：也稱時鐘頻率，是指計算機(jī)中時鐘脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的頻率。主頻：也稱時鐘頻率，是指計算機(jī)中時鐘脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的頻率。訪存空間：是該微處理

10、器構(gòu)成的系統(tǒng)所能訪問的存儲單元個數(shù)。訪存空間：是該微處理器構(gòu)成的系統(tǒng)所能訪問的存儲單元個數(shù)?；局噶顖?zhí)行時間：計算機(jī)執(zhí)行程序所花的時間。基本指令執(zhí)行時間：計算機(jī)執(zhí)行程序所花的時間?？煽啃裕褐赣嬎銠C(jī)在規(guī)定時間和條件下正常工作不發(fā)生故障的概率。可靠性：指計算機(jī)在規(guī)定時間和條件下正常工作不發(fā)生故障的概率。兼容性：指計算機(jī)硬件設(shè)備和軟件程序可用于其他多種系統(tǒng)的性能。兼容性：指計算機(jī)硬件設(shè)備和軟件程序可用于其他多種系統(tǒng)的性能。性能價格比：是衡量計算機(jī)產(chǎn)品優(yōu)劣的綜合性指標(biāo)。性能價格比：是衡量計算機(jī)產(chǎn)品優(yōu)劣的綜合性指標(biāo)。 四、微型計算機(jī)的分類四、微型計算機(jī)的分類 1按照按照CPU的字長來分類的字長來分類 有

11、有4位、位、8位、位、16位、位、32位、位、64位微型計算機(jī)位微型計算機(jī)等。等。2按照微處理器器件的工藝來分類按照微處理器器件的工藝來分類 可分成可分成MOS工藝、雙極型工藝、雙極型TTL工藝的微處理工藝的微處理器。器。3按照微型計算機(jī)的利用形態(tài)來分類按照微型計算機(jī)的利用形態(tài)來分類 有單片機(jī)、單板機(jī)、位片機(jī)、微機(jī)系統(tǒng)等。有單片機(jī)、單板機(jī)、位片機(jī)、微機(jī)系統(tǒng)等。 五、微處理器五、微處理器(CPU)(CPU)的產(chǎn)生和發(fā)展的產(chǎn)生和發(fā)展 將傳統(tǒng)計算機(jī)的運(yùn)算器和控制器集成在一將傳統(tǒng)計算機(jī)的運(yùn)算器和控制器集成在一塊大規(guī)模集成塊大規(guī)模集成電路芯片上作為中央處理部件，簡稱為微處理器。電路芯片上作為中央處理部件

12、，簡稱為微處理器。按照計算機(jī)按照計算機(jī)CPUCPU、字長和功能劃分，經(jīng)歷了、字長和功能劃分，經(jīng)歷了5 5代的演變代的演變: :第一代第一代19711971年年19731973年）：年）：4 4位和位和8 8位低檔微處理器位低檔微處理器 典型典型:Intel 8008:Intel 8008第二代第二代19741974年年19781978年）：年）：8 8位中高檔微處理器位中高檔微處理器 典型典型(Motorola)MC6800(Motorola)MC6800、(Intel)8080(Intel)8080、(ZILOG)Z80 (ZILOG)Z80 第三代第三代19781978年年19801980

13、年）：年）：1616位微處理器位微處理器 典 型典 型 ( M o t o r o l a ) M C 6 8 0 0 0( M o t o r o l a ) M C 6 8 0 0 0 、(Intel)8086/8088(Intel)8086/8088 (ZILOG)Z8000 (ZILOG)Z8000 第四代1985年2000年）：32位微處理器 典型:(Intel)80386DX、80486以及Pentium系列、 (AMD)K5/6/7等。 PII首次引入MMX技術(shù)。第五代2019年以后）： 64位微處理器 典型:(AMD) Athlon 64 、(Intel)Itanium系列。

14、一、數(shù)制：用一組數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)目一、數(shù)制：用一組數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)目1數(shù)的表示數(shù)的表示 任何一種數(shù)制表示的數(shù)都可以寫成按位權(quán)展開的多項式任何一種數(shù)制表示的數(shù)都可以寫成按位權(quán)展開的多項式之和。之和。 Ndn1bn1dn2bn2dn3bn3dmbm式中：式中：n整數(shù)的總位數(shù)。整數(shù)的總位數(shù)。 m小數(shù)的總位數(shù)。小數(shù)的總位數(shù)。 d下標(biāo)下標(biāo)表示該位的數(shù)碼。表示該位的數(shù)碼。 b表示進(jìn)位制的基數(shù)（表示進(jìn)位制的基數(shù)（=10，16，8，2等）。等）。 b上標(biāo)上標(biāo)表示該位的位權(quán)。表示該位的位權(quán)。1.2 1.2 計算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示計算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2 2計算機(jī)中常用的進(jìn)位計數(shù)制計算機(jī)中常用的進(jìn)

15、位計數(shù)制 計數(shù)制計數(shù)制 基數(shù)基數(shù) 數(shù)數(shù) 碼碼 進(jìn)位關(guān)系進(jìn)位關(guān)系二進(jìn)制二進(jìn)制 2 02 0、1 1 逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一八進(jìn)制八進(jìn)制 8 08 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7 逢八進(jìn)一逢八進(jìn)一十進(jìn)制十進(jìn)制 10 010 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9 逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一十六進(jìn)制十六進(jìn)制 16 016 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9 A A、B B、C C、D D、E E、F F 逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一3 3計數(shù)制的書寫規(guī)則計數(shù)制的書寫規(guī)則（1 1在數(shù)字后面加寫相應(yīng)的英文字母作為標(biāo)識。在數(shù)字

16、后面加寫相應(yīng)的英文字母作為標(biāo)識。 如：二進(jìn)制數(shù)的如：二進(jìn)制數(shù)的100100可寫成可寫成100B100B 十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)100100可寫成可寫成100H100H（2 2在括號外面加數(shù)字下標(biāo)。在括號外面加數(shù)字下標(biāo)。 如：（如：（101110112 2 表示二進(jìn)制數(shù)的表示二進(jìn)制數(shù)的10111011 （2DF22DF216 16 表示十六進(jìn)制數(shù)的表示十六進(jìn)制數(shù)的2DF2 2DF2 4. 4. 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換（1 1十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù) 采用基數(shù)采用基數(shù)2 2連續(xù)去除該十進(jìn)制整數(shù)，直至商等于連續(xù)去除該十進(jìn)制整數(shù)，直至商等于“0 0為止，然后逆序排列余數(shù)

17、。為止，然后逆序排列余數(shù)。（2 2十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制小數(shù)十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制小數(shù) 連續(xù)用基數(shù)連續(xù)用基數(shù)2 2去乘以該十進(jìn)制小數(shù)，直至乘積的小去乘以該十進(jìn)制小數(shù)，直至乘積的小數(shù)部分等于數(shù)部分等于“0”0”，然后順序排列每次乘積的整數(shù)部分。，然后順序排列每次乘積的整數(shù)部分。（3 3十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制整數(shù)十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制整數(shù) 采用基數(shù)采用基數(shù)1616連續(xù)去除該十進(jìn)制整數(shù)，直至商等于連續(xù)去除該十進(jìn)制整數(shù)，直至商等于“0 0為止，然后逆序排列所得到的余數(shù)。為止，然后逆序排列所得到的余數(shù)。（4 4十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制小數(shù)十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制小數(shù) 連續(xù)用基數(shù)連續(xù)用基數(shù)1616去乘

18、以該十進(jìn)制小數(shù)，直至乘積的去乘以該十進(jìn)制小數(shù)，直至乘積的小數(shù)部分等于小數(shù)部分等于“0”0”，然后順序排列每次乘積的整數(shù)部，然后順序排列每次乘積的整數(shù)部分。分。（5二、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) 用其各位所對應(yīng)的系數(shù)，按“位權(quán)展開求和的方法就可以得到。其基數(shù)分別為2、16。（6二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù) 從小數(shù)點開始分別向左或向右，將每4位二進(jìn)制數(shù)分成1組，不足4位的補(bǔ)0，然后將每組用一位十六進(jìn)制數(shù)表示即可。（7十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) 將每位十六進(jìn)制數(shù)用4位二進(jìn)制數(shù)表示即可。 【例1】將十進(jìn)制整數(shù)10510轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)，采用“除2倒取余的方法，過程如下：2 105 2 52 余數(shù)為1 2 26

19、 余數(shù)為0 2 13 余數(shù)為0 2 6 余數(shù)為1 2 3 余數(shù)為0 2 1 余數(shù)為1 0 余數(shù)為1 所以，（10510（11010012【例2】將十進(jìn)制小數(shù)0.812510轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù)，采用“乘2順取整的方法，過程如下：0.812521.625 取整數(shù)位10.62521.25 取整數(shù)位1 0.2520.5 取整數(shù)位00.521.0 取整數(shù)位1 所以，（0.812510（0.11012如果出現(xiàn)乘積的小數(shù)部分一直不為“0”，則可以根據(jù)精度的要求截取一定的位數(shù)即可。 【例3】將十進(jìn)制整數(shù)234710轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制整數(shù)，采用“除16倒取余的方法，過程如下：16 2347 16 146 余數(shù)為11十

20、六進(jìn)制數(shù)為B） 16 9 余數(shù)為2 0 余數(shù)為9 所以，（234710（92B16二、機(jī)器數(shù)二、機(jī)器數(shù) 在算術(shù)運(yùn)算中，數(shù)據(jù)是有正有負(fù)的，將這類數(shù)據(jù)稱為帶符號數(shù)。 為了在計算機(jī)中正確地表示帶符號數(shù)，通常規(guī)定每個字長的最高位為符號位，并用0表示正數(shù)，用1表示負(fù)數(shù)。這種把一個數(shù)及其符號在機(jī)器中的表示加以數(shù)值化，稱為機(jī)器數(shù)。機(jī)器數(shù)所代表的數(shù)稱為數(shù)的真值。 如果最高位不當(dāng)作符號，而是數(shù)值位，則稱為無符號數(shù)。1原碼原碼 正數(shù)的符號位為正數(shù)的符號位為0，負(fù)數(shù)的符號位為，負(fù)數(shù)的符號位為1，其它位按照，其它位按照一般一般的方法來表示數(shù)的絕對值。用這樣的表示方法得到的就是的方法來表示數(shù)的絕對值。用這樣的表示方法得

21、到的就是數(shù)的數(shù)的原碼。原碼?！纠纠?】當(dāng)機(jī)器字長為】當(dāng)機(jī)器字長為8位二進(jìn)制數(shù)時：位二進(jìn)制數(shù)時： X91D=1011011B X原碼原碼01011011B Y-91D=1011011B Y原碼原碼11011011B 1原碼原碼00000001B 1原碼原碼10000001B 127原碼原碼01111111B 127原碼原碼11111111B 原碼表示的整數(shù)范圍是：原碼表示的整數(shù)范圍是： （2n-11）（2n-11），其中），其中n為機(jī)器字長。為機(jī)器字長。 那么：那么：8位二進(jìn)制原碼表示的整數(shù)范圍是位二進(jìn)制原碼表示的整數(shù)范圍是127127 16位二進(jìn)制原碼表示的整數(shù)范圍是位二進(jìn)制原碼表示的整數(shù)范

22、圍是3276732767 【例2】0的原碼表示方法(設(shè)機(jī)器字長為8位)： X0000000 +0原碼00000000B Y0000000 -0原碼10000000B 2 2反碼反碼 對于一個帶符號的數(shù)來說，正數(shù)的反碼與其原對于一個帶符號的數(shù)來說，正數(shù)的反碼與其原碼相同，碼相同，負(fù)數(shù)的反碼為其原碼除符號位以外的各位按位取反。負(fù)數(shù)的反碼為其原碼除符號位以外的各位按位取反。【例【例3 3】當(dāng)機(jī)器字長為】當(dāng)機(jī)器字長為8 8位二進(jìn)制數(shù)時：位二進(jìn)制數(shù)時： X X1011011 X1011011 X原碼原碼01011011B X01011011B X反碼反碼01011011B01011011B Y Y101

23、1011 Y1011011 Y原碼原碼11011011B Y11011011B Y反碼反碼10100100B10100100B 11反碼反碼00000001B 00000001B 11反碼反碼11111110B11111110B 127127反碼反碼01111111B 01111111B 127127反碼反碼10000000B10000000B 負(fù)數(shù)的反碼與負(fù)數(shù)的原碼有很大的區(qū)別，負(fù)數(shù)的反碼與負(fù)數(shù)的原碼有很大的區(qū)別，反碼通常用作求補(bǔ)碼過程中的中間形式。反碼通常用作求補(bǔ)碼過程中的中間形式。 反碼表示的整數(shù)范圍與原碼相同。反碼表示的整數(shù)范圍與原碼相同。 【例4】0的反碼表示方法(設(shè)機(jī)器字長為8位)

24、： +0原碼00000000B +0反碼00000000B -0原碼10000000B -0反碼11111111B 3補(bǔ)碼補(bǔ)碼 正數(shù)的補(bǔ)碼與其原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為其反碼正數(shù)的補(bǔ)碼與其原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為其反碼在最低位在最低位加加1。【例【例5】（】（1X1011011 （2） Y1011011 （1根據(jù)定義有：根據(jù)定義有： X原碼原碼01011011B X補(bǔ)碼補(bǔ)碼01011011B（2） 根據(jù)定義有：根據(jù)定義有： Y原碼原碼11011011B Y反碼反碼10100100B Y補(bǔ)碼補(bǔ)碼10100101B 補(bǔ)碼表示的整數(shù)范圍是補(bǔ)碼表示的整數(shù)范圍是2n-1（2n-11），），其中其中n為機(jī)器字長

25、。為機(jī)器字長。 那么：那么：8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的整數(shù)范圍是位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的整數(shù)范圍是128127 16位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的整數(shù)范圍是位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的整數(shù)范圍是3276832767 當(dāng)運(yùn)算結(jié)果超出這個范圍時，就不能正確表示數(shù)當(dāng)運(yùn)算結(jié)果超出這個范圍時，就不能正確表示數(shù)了，此時稱為溢出。了，此時稱為溢出。 【例6】0的補(bǔ)碼表示方法(設(shè)機(jī)器字長為8位)： +0原碼00000000B +0補(bǔ)碼 00000000B -0原碼10000000B -0補(bǔ)碼 00000000B 1 補(bǔ)碼與真值之間的轉(zhuǎn)換補(bǔ)碼與真值之間的轉(zhuǎn)換 正數(shù)補(bǔ)碼的真值等于補(bǔ)碼的本身；負(fù)數(shù)補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換為其真值時，將負(fù)數(shù)補(bǔ)碼各位按位求反，末位加1

26、，即可得到該負(fù)數(shù)補(bǔ)碼對應(yīng)的真值的絕對值?！纠?】X補(bǔ)碼01011001B，X補(bǔ)碼11011001B，分別求其真值X。（1）X補(bǔ)碼代表的數(shù)是正數(shù)，其真值： X1011001B （126124123120） （641681） （89D（2）X補(bǔ)碼代表的數(shù)是負(fù)數(shù)，則真值： X（1011001求反1B （01001101B （0100111B （39D（3）10000000補(bǔ)碼代表的真值是128 補(bǔ)碼在微型計算機(jī)中的應(yīng)用補(bǔ)碼在微型計算機(jī)中的應(yīng)用1.在進(jìn)行數(shù)的加減運(yùn)算中，對于原碼和反碼都必須單獨考慮符號位，但補(bǔ)碼則不需要?！纠?】X補(bǔ)碼01011001B，Y補(bǔ)碼11011001B，求二者之和。 S補(bǔ)碼

27、X補(bǔ)碼+ Y補(bǔ)碼 00110010B X=89D Y= -39D S=50D 2.減法運(yùn)算可以轉(zhuǎn)換為加法運(yùn)算。 【例9】求 5-10 的值 5-10=5+(-10)= 5補(bǔ)碼+ -10補(bǔ)碼 11111011B =-5補(bǔ)碼 14移碼移碼 對補(bǔ)碼的符號位取反，可得到移碼。對補(bǔ)碼的符號位取反，可得到移碼?！纠纠?0】（】（1X1011011 （2） Y1011011 （1根據(jù)定義有：根據(jù)定義有： X補(bǔ)碼補(bǔ)碼01011011 X移碼移碼11011011 （2） 根據(jù)定義有：根據(jù)定義有： Y補(bǔ)碼補(bǔ)碼10100101 Y移碼移碼00100101 移碼與真值之間的轉(zhuǎn)換 （先變?yōu)檠a(bǔ)碼）三、計算機(jī)中實數(shù)的表示

28、方法三、計算機(jī)中實數(shù)的表示方法 計算機(jī)需要進(jìn)行小數(shù)運(yùn)算以及大整數(shù)運(yùn)算時，表示這類數(shù)據(jù)有兩種格式： 定點格式 浮點格式 1定點格式定點格式 人為規(guī)定小數(shù)點的位置，且一旦規(guī)定人為規(guī)定小數(shù)點的位置，且一旦規(guī)定后小數(shù)點位置就不能改變。后小數(shù)點位置就不能改變?！纠纠?1】當(dāng)機(jī)器字長為】當(dāng)機(jī)器字長為8位二進(jìn)制數(shù)時，貨位二進(jìn)制數(shù)時，貨幣數(shù)據(jù)規(guī)定最低兩位為小數(shù)部分。計算幣數(shù)據(jù)規(guī)定最低兩位為小數(shù)部分。計算X11001110所代表的真值。所代表的真值。 X=110011.10=51.5D 2浮點格式浮點格式 機(jī)器中小數(shù)點位置可變。通常的格式機(jī)器中小數(shù)點位置可變。通常的格式為：為： N為要表示的實數(shù)；為要表示的實

29、數(shù)； R稱為基數(shù)，機(jī)器碼中稱為基數(shù)，機(jī)器碼中R=2； e為指數(shù)，是一個整數(shù)，也稱階碼；為指數(shù)，是一個整數(shù)，也稱階碼； m稱為尾數(shù)，是帶符號數(shù)，且是純小數(shù)。稱為尾數(shù)，是帶符號數(shù)，且是純小數(shù)。 mRNe 浮點數(shù)的規(guī)格化(浮點數(shù)的尾數(shù)如果不為0，其絕對值必須大于等于0.5)數(shù)符S(31)階碼E(3023)尾數(shù)M(220)IEEE 754標(biāo)準(zhǔn)的32位浮點數(shù) IEEE 754標(biāo)準(zhǔn)中階碼E用移碼表示，隱含了 階符； 尾數(shù)M用規(guī)格化后的尾數(shù)表示。四、數(shù)字信息編碼四、數(shù)字信息編碼 BCBinary-Coded Decimal碼又稱為“二十進(jìn)制編碼”，專門解決用二進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)數(shù)的問題。最常用的是8421編碼，

30、其方法是用4位二進(jìn)制數(shù)表示1位十進(jìn)制數(shù)，自左至右每一位對應(yīng)的位權(quán)是8、4、2、1。1壓縮BCD碼 每一位數(shù)采用4位二進(jìn)制數(shù)來表示，即一個字節(jié)表示2位十進(jìn)制數(shù)。例如：十進(jìn)制數(shù)89D，采用壓縮BCD碼表示為： 100010012非壓縮BCD碼 每一位數(shù)采用8位二進(jìn)制數(shù)來表示，即一個字節(jié)表示1位十進(jìn)制數(shù)。而且只用每個字節(jié)的低4位來表示09，高4位為0。例如：十進(jìn)制數(shù)89D，采用非壓縮BCD碼表示為： 00001000 00001001 ASCII碼是美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼的簡稱，用于給西文字符編碼；包括英文字母的大小寫、數(shù)字、專用字符、控制字符等；這種編碼由7位二進(jìn)制數(shù)組合而成，可以表示128種字符；

31、 在ASCII碼中，按其作用可分為：34個控制字符；10個阿拉伯?dāng)?shù)字52個英文大小寫字母；32個專用符號 3、字符編碼、字符編碼低位低位LSBLSB高位高位MSBMSB0 00000001 10010012 20100103 30110114 41001005 51011016 61101107 71111110 01 12 23 34 45 5000000000001000100100010001100110100010001010101NULNULSOHSOHSTXSTXETXETXEOTEOTENQENQDLEDLEDC1DC1DC2DC2DC3DC3DC4DC4NAKNAKSPSP！#

32、 #$ $% %0 01 12 23 34 45 5A AB BC CD DE EP PQ QR RS ST TU U、a ab bc cd de ep pq qr rs st tu u6 67 78 89 9A A0110011001110111100010001001100110101010ACKACKBELBELBSBSHTHTLFLFSYNSYNETBETBCANCANEMEMSUBSUB& &, ,( () )* *6 67 78 89 9 ：F FG GH HI IJ JV VW WX XY YZ Zf fg gh hi ij jv vw wx xy yz zB B

33、C CD DE EF F1011101111001100110111011110111011111111VTVTFFFFCRCRSOSOSISIESCESCFSFSGSGSRSRSUSUS+ +- -/ /; ; ? ?K KL LM MN NO O k kl lm mn no o | | DELDEL 漢字編碼中有內(nèi)碼、字模碼和外碼三種類型。 4、漢字編碼、漢字編碼名稱內(nèi)碼字模碼外碼占用字節(jié)數(shù)2若干若干用途計算機(jī)內(nèi)部漢字的存儲、交換處理顯示漢字輸入漢字1.3 微型計算機(jī)系統(tǒng)的組成微型計算機(jī)系統(tǒng)的組成 硬件微計算機(jī)外圍設(shè)備微處理器內(nèi)存儲器I/O接口電路系統(tǒng)總線外部設(shè)備過程I/O通道 一、微型計

34、算機(jī)系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)一、微型計算機(jī)系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu) 微型計算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大微型計算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成部分組成 ：軟件系統(tǒng)軟件程序設(shè)計語言應(yīng)用軟件：軟件包，數(shù)據(jù)庫機(jī)器語言匯編語言高級語言監(jiān)控程序操作系統(tǒng)編輯程序解釋程序編譯程序診斷程序硬件系統(tǒng)是由電子部件和機(jī)電裝置所組成的計算機(jī)實體。 硬件的基本功能是接受計算機(jī)程序，并在程序的控制下完成數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理和輸出結(jié)果等任務(wù)。軟件系統(tǒng)是指為計算機(jī)運(yùn)行工作服務(wù)的全部技術(shù)資料和各種程序。 軟件系統(tǒng)基本功能保證計算機(jī)硬件的功能得以充分發(fā)揮，并為用戶提供一個寬松的工作環(huán)境。 計算機(jī)的硬件和軟件二者缺一不可，否則不能正常工作 。

35、二、微型計算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)二、微型計算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 微處理器CPU存儲器RAM接口電路時鐘外存I/O設(shè)備接口電路存儲器ROM數(shù)據(jù)總線雙向）地址總線單向）控制總線各組成模塊及其功能：各組成模塊及其功能： 1中央處理單元中央處理單元 中央處理單元中央處理單元CPUControl Processing Unit是微型是微型計算機(jī)的核心部件，是包含有運(yùn)算器、控制器、寄存器計算機(jī)的核心部件，是包含有運(yùn)算器、控制器、寄存器組以及總線接口等部件的一塊大規(guī)模集成電路芯片，俗組以及總線接口等部件的一塊大規(guī)模集成電路芯片，俗稱微處理器。稱微處理器。 2主存儲器主存儲器 主存儲器是微型計算機(jī)中存儲程序、原始數(shù)據(jù)、中間主存儲器是微型計算機(jī)中存儲程序、原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和最終結(jié)果等各種信息的部件。結(jié)果和最終結(jié)果等各種信息的部件。 按其功能和性能，可以分為：按其功能和性能，可以分為： 隨機(jī)存儲器隨機(jī)存儲器RAMRandom Access Memory） 只讀存儲器只讀存儲器ROMRead Only Memory） 3系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 系統(tǒng)總線是系統(tǒng)總線是CPU與其他部件之間傳送數(shù)據(jù)、地與其他部件之間傳送數(shù)據(jù)、地址和控