微機(jī)原理及應(yīng)用第2章1節(jié)2010SGQ

1、1n1、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成。n2、微處理器。n3、總線。n4、基本概念。1、運(yùn)算器、（）和寄存器組構(gòu)成（）。、運(yùn)算器、（）和寄存器組構(gòu)成（）。2、馮、馮諾依曼的體系結(jié)構(gòu)中，由（）、控制器、（）、輸入設(shè)備、（）諾依曼的體系結(jié)構(gòu)中，由（）、控制器、（）、輸入設(shè)備、（）構(gòu)成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。構(gòu)成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。1、控制器，微處理器、控制器，微處理器2、運(yùn)算器，存儲(chǔ)器，輸出設(shè)備、運(yùn)算器，存儲(chǔ)器，輸出設(shè)備2n時(shí)間：時(shí)間：20109月月1日（第一周周三）日（第一周周三）n本次課內(nèi)容：本次課內(nèi)容：n1、計(jì)算機(jī)的數(shù)和編碼系統(tǒng)。、計(jì)算機(jī)的數(shù)和編碼系統(tǒng)。n本次課重點(diǎn)：本次課重點(diǎn)：n1、BCD數(shù)及各進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)化

2、過(guò)程。數(shù)及各進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程。n2、機(jī)器數(shù)、真值、原碼、反碼、補(bǔ)碼的概念及相互轉(zhuǎn)、機(jī)器數(shù)、真值、原碼、反碼、補(bǔ)碼的概念及相互轉(zhuǎn)化。化。n3、溢出、溢出n本次課難點(diǎn)：本次課難點(diǎn)：n1、求一個(gè)負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼。（按定義，按求補(bǔ)的方法）、求一個(gè)負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼。（按定義，按求補(bǔ)的方法）n2、無(wú)符號(hào)數(shù)的進(jìn)位和帶符號(hào)數(shù)的溢出。、無(wú)符號(hào)數(shù)的進(jìn)位和帶符號(hào)數(shù)的溢出。3第2章 計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼 2.1 無(wú)符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算無(wú)符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算 2.2 帶符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算帶符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算 2.3 信息的編碼信息的編碼 4 通常，計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)分為兩類：通常，計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)分為兩類：（1 1）數(shù)數(shù)（2 2）碼碼

3、5一、數(shù)制的基本概念一、數(shù)制的基本概念 1 1數(shù)的表示數(shù)的表示: : N Nd dn n1 1b bn n1 1d dn n2 2b bn n2 2d dn n3 3b bn n3 3ddm mb bm m式中式中：nn整數(shù)的總位數(shù)。整數(shù)的總位數(shù)。 mm小數(shù)的總位數(shù)。小數(shù)的總位數(shù)。 d d下標(biāo)下標(biāo)表示該位的數(shù)碼。表示該位的數(shù)碼。bb表示進(jìn)位制的基數(shù)。表示進(jìn)位制的基數(shù)。 b b上標(biāo)上標(biāo)表示該位的位權(quán)。表示該位的位權(quán)。例例2.1 138.5(D)= 1012105108103101例例2.2 1101.11B= )(75.13212121202121210123D62計(jì)數(shù)制的書(shū)寫(xiě)規(guī)則計(jì)數(shù)制的書(shū)寫(xiě)規(guī)

4、則（1）在數(shù)字后面加寫(xiě)相應(yīng)的英文字母作）在數(shù)字后面加寫(xiě)相應(yīng)的英文字母作為標(biāo)識(shí)。為標(biāo)識(shí)。如：二進(jìn)制數(shù)如：二進(jìn)制數(shù)100B，十六進(jìn)制數(shù)，十六進(jìn)制數(shù)100H，十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)100D,八進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù)100Q。（2）在括號(hào)外面加數(shù)字下標(biāo)。）在括號(hào)外面加數(shù)字下標(biāo)。 如：（如：（1011）2 1011B （2DF2）16 2DF2H71 1計(jì)算機(jī)中常用的進(jìn)位計(jì)數(shù)制計(jì)算機(jī)中常用的進(jìn)位計(jì)數(shù)制 計(jì)數(shù)制計(jì)數(shù)制 基數(shù)基數(shù) 數(shù)碼數(shù)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 07 7 逢八進(jìn)一逢八進(jìn)一十進(jìn)制十進(jìn)制 10 010 09 9 逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一十六進(jìn)制十

5、六進(jìn)制 16 016 09 9、A AF F 逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一例例2.3 0E5AD.BFH =210123161516111613161016516142.1 無(wú)符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算 2.1.1 無(wú)符號(hào)數(shù)的表示方法無(wú)符號(hào)數(shù)的表示方法 8 計(jì)算機(jī)中無(wú)符號(hào)數(shù)計(jì)算機(jī)中無(wú)符號(hào)數(shù)的表示：如果用八位二進(jìn)制數(shù)表的表示：如果用八位二進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)制數(shù)示十進(jìn)制數(shù),則：則： 00000000B11111111B表示表示0255。思考：如果是十六位思考：如果是十六位二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)呢呢?00000000000000000B1111111111111111B表示表示06553592.1.2 各種數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換各種

6、數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換 1任意進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)任意進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) 例：（例：（101.1) 2 =12202112012-1（5.5）10 例：例：3A.F8H316 1101601516 -1816 -258.96875D10【習(xí)題習(xí)題1 1】將十進(jìn)制整數(shù)（將十進(jìn)制整數(shù)（105105）1010轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù). .2 2 105 105 2 2 52 52 余數(shù)為余數(shù)為1 1 2 2 26 26 余數(shù)為余數(shù)為0 0 2 2 13 13 余數(shù)為余數(shù)為0 0 2 2 6 6 余數(shù)為余數(shù)為1 1 2 2 3 3 余數(shù)為余數(shù)為0 0 2 2 1 1 余數(shù)為余數(shù)為1 1 0 0 余數(shù)

7、為余數(shù)為1 1 所以所以，（，（105105）1010（11010011101001）2 22. 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)1)整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換除以基數(shù)（除以基數(shù)（2）取余數(shù)，先為低位（）取余數(shù)，先為低位（B0）后為高位。）后為高位。 11【習(xí)題習(xí)題2 2】將十進(jìn)制小數(shù)（將十進(jìn)制小數(shù)（0.81250.8125）1010轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù)。轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù)。0.81250.81252 21.625 1.625 取整數(shù)位取整數(shù)位1 10.6250.6252 21.25 1.25 取整數(shù)位取整數(shù)位1 1 0.250.252 20.5 0.5 取整數(shù)位取整數(shù)位0 00.50

8、.52 21.0 1.0 取整數(shù)位取整數(shù)位1 1 所以所以，（，（0.81250.8125）1010（0.11010.1101）2 2如果出現(xiàn)乘積的小數(shù)部分一直不為如果出現(xiàn)乘積的小數(shù)部分一直不為“0”0”？則可以根據(jù)精度的要求截取一定的位數(shù)即可。則可以根據(jù)精度的要求截取一定的位數(shù)即可。 2) 小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換小數(shù)部分乘以基數(shù)（小數(shù)部分乘以基數(shù)（2）取整數(shù)（）取整數(shù)（0或或1），先為高位（），先為高位（B-1）后為低位。）后為低位。12十進(jìn)制到八進(jìn)制、十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。十進(jìn)制到八進(jìn)制、十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。八進(jìn)制八進(jìn)制：整數(shù)部分除整數(shù)部分除8取余，低位至高；小數(shù)部分乘取余，低位至高；小數(shù)部分

9、乘8取整，取整，高位到低。高位到低。十六進(jìn)制十六進(jìn)制：整數(shù)部分除：整數(shù)部分除16取余，低位至高；小數(shù)部分乘取余，低位至高；小數(shù)部分乘16取整，高位到低。取整，高位到低。13 【例例】將十進(jìn)制整數(shù)（將十進(jìn)制整數(shù)（23472347）1010轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制整轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制整 數(shù)，采用數(shù)，采用“除除1616倒取余倒取余”的方法，過(guò)程如下：的方法，過(guò)程如下：16 16 2347 2347 16 16 146 146 余數(shù)為余數(shù)為1111（十六進(jìn)制數(shù)為（十六進(jìn)制數(shù)為B B） 16 16 9 9 余數(shù)為余數(shù)為2 2 0 0 余數(shù)為余數(shù)為9 9 所以所以，（，（23472347）1010（92B92B）161

10、614 例例2.4 將將13.75轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。 分別將整數(shù)和小數(shù)部分進(jìn)行轉(zhuǎn)換：分別將整數(shù)和小數(shù)部分進(jìn)行轉(zhuǎn)換： 整數(shù)部分：整數(shù)部分：13=1101B 小數(shù)部分：小數(shù)部分：0.75=0.11B 因此，因此，13.75=1101.11B 15例例2.5 將將28.75轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù) 整數(shù)部分：整數(shù)部分：28=1CH 小數(shù)部分：小數(shù)部分：0.7516=12.0， B-1=CH，小數(shù)部分已為，小數(shù)部分已為0，停止計(jì)算。停止計(jì)算。因此，因此，28.75=1C.CH 16 3二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)：二進(jìn)制數(shù)

11、轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)： 從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始分別向左或向右，將每從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始分別向左或向右，將每4 4位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)分成分成1 1組，不足組，不足4 4位的補(bǔ)位的補(bǔ)0 0，然后將每組用一位十六進(jìn)，然后將每組用一位十六進(jìn)制數(shù)表示即可。制數(shù)表示即可。十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)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)用將每位十六進(jìn)制數(shù)用4 4位二進(jìn)制數(shù)表示即可。位二進(jìn)制數(shù)表示即可。17 十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)：大部分微機(jī)字長(zhǎng)是大部分微機(jī)字長(zhǎng)是4的整數(shù)倍，所以廣泛的整數(shù)倍，所以廣泛 采用十六進(jìn)制。采用十六進(jìn)制。 特點(diǎn)特點(diǎn)（1）、具有）、具有09，AF16個(gè)數(shù)字符號(hào)。個(gè)數(shù)字符號(hào)。 （2）、逢）、逢16進(jìn)進(jìn)1。0

12、 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011C D E F1100 1101 1110 1111例：例：1、5EA.7B4H=0101 1110 1010 .0111 1011 0100B10111101010.0111101101B 2、111001110.001110101B=0001 1100 1110 .0011 1010 1000B=1CE.3A8H18【例例】 1101110.01011B=0110 1110.0101 1000B=6E.58H2F.1BH=10 1

13、111.0001 1011B 19n當(dāng)十進(jìn)制已經(jīng)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后，可經(jīng)過(guò)二進(jìn)制當(dāng)十進(jìn)制已經(jīng)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后，可經(jīng)過(guò)二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為其它進(jìn)制。轉(zhuǎn)化為其它進(jìn)制。n例：二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制：每三位二進(jìn)制用一例：二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制：每三位二進(jìn)制用一位八進(jìn)制數(shù)表示，從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，分別向左，位八進(jìn)制數(shù)表示，從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，分別向左，向右，每三位一組，不足三位用零補(bǔ)足。向右，每三位一組，不足三位用零補(bǔ)足。n135.625Dn=010 000 111 .101 Bn=207.5Q202.1.3 二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算 1. 二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算 (1) 加加: 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1

14、+1=0（進(jìn)（進(jìn)1） (2) 減減: 0-0=0 1-1=0 1-0=1 0-1=1（借位）（借位） (3) 乘乘: 0 0=0 0 1=0 1 0=0 1 1=1 (4) 除除: 二進(jìn)制除法是乘法的逆運(yùn)算。二進(jìn)制除法是乘法的逆運(yùn)算。 21 2. 二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算 （1） “與與“運(yùn)算（運(yùn)算（AND）, 用符號(hào)用符號(hào)“ ”或或“ ”表示。運(yùn)算規(guī)則如下：表示。運(yùn)算規(guī)則如下：0 0=0 0 1=0 1 0=0 1 1=1只有當(dāng)只有當(dāng)兩個(gè)變量均為兩個(gè)變量均為“1”時(shí)時(shí)，“與與”的結(jié)果的結(jié)果才為才為“1”。 22 （2） “或或”運(yùn)算（運(yùn)算（OR） 符號(hào)符號(hào)“ ”或或“+”表示。運(yùn)

15、算規(guī)則如下：表示。運(yùn)算規(guī)則如下：0 0=0 0 1=1 1 0=1 1 1=1兩個(gè)變量?jī)蓚€(gè)變量只要有一個(gè)為只要有一個(gè)為“1”，“或或”的結(jié)果的結(jié)果就為就為“1”。 23 （3） “非非”運(yùn)算（運(yùn)算（NOT） （4） “異或異或”運(yùn)算（運(yùn)算（XOR） “異或異或”運(yùn)算：運(yùn)算： 兩變量?jī)勺兞恐灰煌灰煌?，“異或異或”運(yùn)算的運(yùn)算的結(jié)果就為結(jié)果就為“1”。 10 01 01110111000024例例 2.7 A=11110101B, B=00110000B，求，求 ?BABABABABBA00110000BBA11110101BBA11000101BA00001010BB11001111解解25

16、2.2 帶符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算帶符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算 2.2.1 機(jī)器數(shù)與真值機(jī)器數(shù)與真值 為了區(qū)別正數(shù)和負(fù)數(shù)，通常用二進(jìn)制數(shù)的為了區(qū)別正數(shù)和負(fù)數(shù)，通常用二進(jìn)制數(shù)的最高位最高位表示數(shù)的表示數(shù)的符號(hào)符號(hào)。 字節(jié)型二進(jìn)制數(shù)字節(jié)型二進(jìn)制數(shù)，D7位位為為符號(hào)位符號(hào)位，D6 D0位為數(shù)值位。位為數(shù)值位。 D7位位用用“0”表示正，表示正，“1”表示負(fù)。表示負(fù)。 把一個(gè)數(shù)及其符號(hào)位在機(jī)器中的一組二進(jìn)制數(shù)表示形式，把一個(gè)數(shù)及其符號(hào)位在機(jī)器中的一組二進(jìn)制數(shù)表示形式，稱為稱為“機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)”。 機(jī)器數(shù)所表示的值稱為該機(jī)器數(shù)的機(jī)器數(shù)所表示的值稱為該機(jī)器數(shù)的“真值真值”。 262例：例：X1=+1001010B=+74

17、D=(01001010) 2 “+”轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為0。 X2=-1001010B=-74D=(11001010)2 “-”轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為1。X3=(01011011)2 =+91D X4=(11011011)2=-91D正數(shù)、負(fù)數(shù)正數(shù)、負(fù)數(shù)區(qū)別在最高位區(qū)別在最高位上，上，也就是符號(hào)位也就是符號(hào)位，其余其余7位表示數(shù)字位位表示數(shù)字位。nX1 的真值是的真值是74。 nX2的真值是的真值是74。n X3的真值是的真值是91。n X4的真值是的真值是91。272.2.2 2.2.2 機(jī)器數(shù)的表示方法（帶符號(hào)數(shù)）機(jī)器數(shù)的表示方法（帶符號(hào)數(shù)）1、原碼原碼：用用0表示正，用表示正，用1表示負(fù)的表示法為原碼表示

18、負(fù)的表示法為原碼。最高位是符號(hào)位，后面是數(shù)值。最高位是符號(hào)位，后面是數(shù)值。例：例：X=+105,X原碼原碼01101001B X=-105, X原碼原碼11101001 B 符號(hào)位符號(hào)位 數(shù)值數(shù)值0原碼原碼00000000B0原碼原碼10000000B 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：零有兩個(gè)：零有兩個(gè)28 292、反碼反碼：a:正數(shù)的反碼與原碼正數(shù)的反碼與原碼相同。相同。 B:負(fù)數(shù)的反碼為其原碼負(fù)數(shù)的反碼為其原碼除符號(hào)位除符號(hào)位以外按位取反以外按位取反。例：例：X1=+1000001B, X2=-0101010B.則：則：X1反碼反碼01000001BX2原碼原碼10101010BX2反碼反碼11010101B3

19、0 例：已知：例：已知： X X1011011B 1011011B Y1011011B X X原碼原碼01011011B X01011011B X反碼反碼01011011B01011011B Y Y原碼原碼11011011B Y11011011B Y反碼反碼10100100B10100100B由此得出：互為相反數(shù)的兩個(gè)數(shù)，由此得出：互為相反數(shù)的兩個(gè)數(shù)，原碼最高位不同，反碼互為相反數(shù)。原碼最高位不同，反碼互為相反數(shù)。31 11反碼反碼00000001B 00000001B 11反碼反碼11111110B11111110B 127127反碼反碼01111111B 01111111B 127127反

20、碼反碼10000000B 10000000B 8 8位二進(jìn)制反碼表示數(shù)的范圍為位二進(jìn)制反碼表示數(shù)的范圍為-127-127 +127+127，1616位二進(jìn)制反碼表示數(shù)的范圍為位二進(jìn)制反碼表示數(shù)的范圍為-32767-32767 +32767+32767；“0”0”的反碼有兩種表示法：的反碼有兩種表示法：00000000B00000000B表示表示+0+0，11111111B11111111B表示表示-0-0。32字節(jié)字節(jié) 八八數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 地址地址 控制控制128+64+32+13=11101101.1B=0ED.8H128+32+16+5=181 -53 （11001010B）原原=-74（110

21、01011B）原原=-7533n1、如何用兩種方法求負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼。（定、如何用兩種方法求負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼。（定義，用對(duì)應(yīng)的相反正數(shù)的原碼）義，用對(duì)應(yīng)的相反正數(shù)的原碼）n2、BCD數(shù)。數(shù)。n3、N位二進(jìn)制數(shù)所能表示的無(wú)符號(hào)數(shù)或位二進(jìn)制數(shù)所能表示的無(wú)符號(hào)數(shù)或帶符號(hào)數(shù)的范圍是多少？帶符號(hào)數(shù)的范圍是多少？n4、進(jìn)位和溢出的區(qū)別。、進(jìn)位和溢出的區(qū)別。時(shí)間：時(shí)間：20109月月6日（第二周周一）日（第二周周一）本次課內(nèi)容：本次課內(nèi)容：343、補(bǔ)碼補(bǔ)碼正數(shù)的補(bǔ)碼與其原碼、反碼相同。正數(shù)的補(bǔ)碼與其原碼、反碼相同。負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是其反碼加一。負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是其反碼加一。（也就是原碼（也就是原碼除符號(hào)位除符號(hào)位按位取反后再加一）

22、按位取反后再加一） 例：已知例：已知: X1=+1010101B, 則則X1補(bǔ)碼補(bǔ)碼=01010101B X2=-0011001B,則則X2反碼反碼11100110B，X2補(bǔ)碼補(bǔ)碼11100111B反碼通常用作求補(bǔ)碼過(guò)程中的中間形式。反碼通常用作求補(bǔ)碼過(guò)程中的中間形式。35【例例】（1 1）X X1011011B 1011011B （2 2） Y Y1011011B 1011011B （1 1）根據(jù)定義有：）根據(jù)定義有： XX原碼原碼01011011B X01011011B X補(bǔ)碼補(bǔ)碼01011011B01011011B（2 2） 根據(jù)定義有：根據(jù)定義有： YY原碼原碼11011011B Y1

23、1011011B Y反碼反碼10100100B 10100100B Y Y補(bǔ)碼補(bǔ)碼10100101B10100101B36例：已知例：已知31補(bǔ)碼補(bǔ)碼11100001B，則則31反碼反碼11100000B，31原碼原碼10011111B求得規(guī)律：已知負(fù)數(shù)補(bǔ)碼，求其原碼時(shí)，求得規(guī)律：已知負(fù)數(shù)補(bǔ)碼，求其原碼時(shí)，符符號(hào)位不變號(hào)位不變，其余各位按位其余各位按位取反后加一取反后加一。37因?yàn)椋赫龜?shù)補(bǔ)碼正數(shù)原碼因?yàn)椋赫龜?shù)補(bǔ)碼正數(shù)原碼l正數(shù)原碼首位取反得到負(fù)數(shù)原碼；正數(shù)原碼首位取反得到負(fù)數(shù)原碼；l負(fù)數(shù)原碼除首位外按位取反后得到負(fù)數(shù)反碼。負(fù)數(shù)原碼除首位外按位取反后得到負(fù)數(shù)反碼。l負(fù)數(shù)反碼加一得到負(fù)數(shù)補(bǔ)碼。負(fù)數(shù)

24、反碼加一得到負(fù)數(shù)補(bǔ)碼。l所以，得到如下規(guī)律：所以，得到如下規(guī)律：l已知一個(gè)數(shù)的補(bǔ)碼，其相反數(shù)的補(bǔ)碼就是連其已知一個(gè)數(shù)的補(bǔ)碼，其相反數(shù)的補(bǔ)碼就是連其符號(hào)位取反后加一。上述稱為符號(hào)位取反后加一。上述稱為求補(bǔ)求補(bǔ)。正數(shù)原反補(bǔ)相同正數(shù)原反補(bǔ)相同負(fù)數(shù)原碼首為一負(fù)數(shù)原碼首為一除首取反為反碼除首取反為反碼末位加一得補(bǔ)碼末位加一得補(bǔ)碼38l例：已知例：已知X補(bǔ)碼補(bǔ)碼01010110B，l則則X補(bǔ)碼補(bǔ)碼10101010Bl 已知已知X補(bǔ)碼補(bǔ)碼10101110B，l則則X補(bǔ)碼補(bǔ)碼01010010Bl得到：得到：1補(bǔ)碼補(bǔ)碼l00000001B，l0補(bǔ)碼補(bǔ)碼l00000000Bl -1補(bǔ)碼補(bǔ)碼l11111111B,

25、l - 0補(bǔ)碼補(bǔ)碼l00000000B實(shí)際計(jì)算機(jī)在運(yùn)算過(guò)程中，實(shí)際計(jì)算機(jī)在運(yùn)算過(guò)程中，在信息處理中，在存儲(chǔ)過(guò)程在信息處理中，在存儲(chǔ)過(guò)程中，中，機(jī)器中的數(shù)一般用補(bǔ)碼機(jī)器中的數(shù)一般用補(bǔ)碼表示表示。39 4、原碼、補(bǔ)碼、反碼表示的十進(jìn)制數(shù)范圍原碼、補(bǔ)碼、反碼表示的十進(jìn)制數(shù)范圍以八位二進(jìn)制數(shù)為例：以八位二進(jìn)制數(shù)為例： 碼制碼制 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù) 表示的相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)范圍表示的相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)范圍a、無(wú)符號(hào)數(shù)、無(wú)符號(hào)數(shù) 0000000011111111 0255b、原碼、原碼 0000000011111111 127127c、反碼、反碼 0000000011111111 127127d、補(bǔ)碼、補(bǔ)碼 000

26、0000011111111 128127 408位二進(jìn)制位二進(jìn)制無(wú)符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)原碼原碼反碼反碼補(bǔ)碼補(bǔ)碼000000000+0+00000000011+1+1+101111111127+127+127+12710000000128-0-127-12810000001129-1-126-12711111110254-126-1-211111111255-127-0-1以上為以上為8位二進(jìn)制數(shù)表示的無(wú)符號(hào)數(shù)、原碼、反碼、位二進(jìn)制數(shù)表示的無(wú)符號(hào)數(shù)、原碼、反碼、補(bǔ)碼的十進(jìn)制數(shù)范圍。補(bǔ)碼的十進(jìn)制數(shù)范圍。41思考：如果寫(xiě)出思考：如果寫(xiě)出4位二進(jìn)制數(shù)和位二進(jìn)制數(shù)和16位二進(jìn)制數(shù)表示的無(wú)位二進(jìn)制數(shù)表示的無(wú)符號(hào)

27、數(shù)、原碼、反碼、補(bǔ)碼的十進(jìn)制數(shù)范圍，該如何？符號(hào)數(shù)、原碼、反碼、補(bǔ)碼的十進(jìn)制數(shù)范圍，該如何？424位二進(jìn)制位二進(jìn)制無(wú)符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)原碼原碼反碼反碼補(bǔ)碼補(bǔ)碼00000+0+0000011+1+1+101117+7+7+710008-0-7-810019-1-6-7111014-6-1-2111115-7-0-14316位二進(jìn)制位二進(jìn)制無(wú)符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)原碼原碼反碼反碼補(bǔ)碼補(bǔ)碼00000000000000000+0+0000000000000000011+1+1+1011111111111111132767+32767+32767+32767100000000000000032768-0-32767

28、-32768100000000000000132769-1-32766-32767111111111111111065534-32766-1-2111111111111111165535-32767-0-144 補(bǔ)碼表示的整數(shù)范圍是補(bǔ)碼表示的整數(shù)范圍是2 2n-1n-1 （2 2n-1n-11 1），），其中其中n n為機(jī)器字長(zhǎng)。為機(jī)器字長(zhǎng)。 則：則：8 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1281281271271616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32768327683276732767 當(dāng)運(yùn)算結(jié)果超出這個(gè)范圍時(shí)，就不能正確表示數(shù)當(dāng)運(yùn)算結(jié)果超

29、出這個(gè)范圍時(shí)，就不能正確表示數(shù)了，此時(shí)稱為了，此時(shí)稱為溢出溢出。 45補(bǔ)碼的擴(kuò)展：補(bǔ)碼的擴(kuò)展： 符號(hào)位的值擴(kuò)展到高八位上。符號(hào)位的值擴(kuò)展到高八位上。 數(shù)值數(shù)值 八位表示八位表示 十六位表示十六位表示 +1 0000 0001B 0000 0000 0000 0001B -1 1111 1111B 1111 1111 1111 1111B補(bǔ)碼相加：補(bǔ)碼相加：X=11-6=5 X補(bǔ)補(bǔ)=11補(bǔ)補(bǔ)+-6補(bǔ)補(bǔ) 0000 1011B =0000 1011B+1111 1010B + 1111 1010B =0000 0101 B 1 0000 0101B 46 1. 補(bǔ)碼加法補(bǔ)碼加法 在計(jì)算機(jī)中，凡是在計(jì)

30、算機(jī)中，凡是帶符號(hào)數(shù)一律用補(bǔ)碼帶符號(hào)數(shù)一律用補(bǔ)碼表示，運(yùn)算結(jié)表示，運(yùn)算結(jié)果自然也是補(bǔ)碼。其運(yùn)算特點(diǎn)是：符號(hào)位和數(shù)值位一起參加果自然也是補(bǔ)碼。其運(yùn)算特點(diǎn)是：符號(hào)位和數(shù)值位一起參加運(yùn)算，并且自動(dòng)獲得結(jié)果（包括符號(hào)位與數(shù)值位）。運(yùn)算，并且自動(dòng)獲得結(jié)果（包括符號(hào)位與數(shù)值位）。 補(bǔ)碼加法的運(yùn)算規(guī)則為：補(bǔ)碼加法的運(yùn)算規(guī)則為：即：兩數(shù)補(bǔ)碼的和等于兩數(shù)和的補(bǔ)碼。即：兩數(shù)補(bǔ)碼的和等于兩數(shù)和的補(bǔ)碼。 補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)yxyx四、四、 補(bǔ)碼的加減運(yùn)算補(bǔ)碼的加減運(yùn)算47 【例例】已知已知 +51+51補(bǔ)補(bǔ)=0011 0011B=0011 0011B， +66+66補(bǔ)補(bǔ)=0100 0010B=0100 0010B， -51-51

31、補(bǔ)補(bǔ)=1100 1101B=1100 1101B， -66-66補(bǔ)補(bǔ)=1011 1110B=1011 1110B 求求 +66+66補(bǔ)補(bǔ)+51+51補(bǔ)補(bǔ)= =？ +66+66補(bǔ)補(bǔ)+-51+-51補(bǔ)補(bǔ)= =？ -66-66補(bǔ)補(bǔ)+-51+-51補(bǔ)補(bǔ)= =？ 48由于由于 +66補(bǔ)補(bǔ)+51補(bǔ)補(bǔ)=(+66)+(+55)補(bǔ)補(bǔ)=01110101B結(jié)果為正，結(jié)果為正，因此因此 (+66)+(+55)原原=(+66)+(+55)補(bǔ)補(bǔ)=01110101B其真值為其真值為+117，計(jì)算結(jié)果正確。，計(jì)算結(jié)果正確。 二進(jìn)制二進(jìn)制( (補(bǔ)碼補(bǔ)碼) )加法加法 十進(jìn)制加法十進(jìn)制加法0100 0010 + 66補(bǔ)補(bǔ) + 6

32、6+)0011 0011 + 51補(bǔ)補(bǔ) +) + 510111 0101 +117補(bǔ)補(bǔ) +117 49由于由于 +66補(bǔ)補(bǔ)+51補(bǔ)補(bǔ)=(+66)+(55)補(bǔ)補(bǔ)=0000111B 結(jié)果為正，結(jié)果為正，因此因此 (+66)+(55)原原=(+66)+(55)補(bǔ)補(bǔ)=00001111其真值為其真值為+15，計(jì)算結(jié)果正確。，計(jì)算結(jié)果正確。 二進(jìn)制二進(jìn)制( (補(bǔ)碼補(bǔ)碼) )加法加法 十進(jìn)制加法十進(jìn)制加法 0100 0010 + 66補(bǔ)補(bǔ) +66+) 1100 1101 51補(bǔ)補(bǔ) +) 51 0000 1111 +15補(bǔ)補(bǔ) +151自動(dòng)丟失自動(dòng)丟失50例：例：X=+0001111B=+15，Y=+10000

33、00B=64，求，求X+Y解：解：X補(bǔ)補(bǔ)=00001111B Y補(bǔ)補(bǔ)=01000000B 00001111B + 01000000B 01001111B=+79=X+Y補(bǔ)補(bǔ)=X+Y，結(jié)果正確。結(jié)果正確。51例：例：X=-0001111B=-15，Y=+1000000B=64，求，求X+Y解：解：X補(bǔ)補(bǔ)=11110001B y補(bǔ)補(bǔ)=01000000B 11110001B + 01000000B 1 00110001B=+49=X+Y補(bǔ)補(bǔ)=X+Y，結(jié)果正確結(jié)果正確課下，大家可以試一下如果用原碼或者反碼計(jì)算課下，大家可以試一下如果用原碼或者反碼計(jì)算的話是否正確。的話是否正確。52 2. 補(bǔ)碼減法補(bǔ)碼

34、減法 補(bǔ)碼減法的運(yùn)算規(guī)則為：補(bǔ)碼減法的運(yùn)算規(guī)則為： 補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)yxyxyx請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算6666515153 無(wú)符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù) 帶符號(hào)數(shù)帶符號(hào)數(shù) 11100001 225 31補(bǔ)補(bǔ)+) 00001101 +) 13 +) +13補(bǔ)補(bǔ) 11101110 238 18補(bǔ)補(bǔ)54 1. 進(jìn)位與溢出進(jìn)位與溢出 所謂所謂進(jìn)位進(jìn)位，是指運(yùn)算結(jié)果的最高位向更高位的進(jìn)位，用來(lái)，是指運(yùn)算結(jié)果的最高位向更高位的進(jìn)位，用來(lái)判斷判斷無(wú)符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是否運(yùn)算結(jié)果是否超出超出了計(jì)算機(jī)所能表示的了計(jì)算機(jī)所能表示的最大無(wú)符最大無(wú)符號(hào)數(shù)的范圍號(hào)數(shù)的范圍。 溢出溢出是指是指帶符號(hào)數(shù)的帶符號(hào)數(shù)的補(bǔ)碼補(bǔ)碼運(yùn)算溢出，用

35、來(lái)判斷帶符號(hào)數(shù)補(bǔ)運(yùn)算溢出，用來(lái)判斷帶符號(hào)數(shù)補(bǔ)碼運(yùn)算結(jié)果是否超出了碼運(yùn)算結(jié)果是否超出了補(bǔ)碼所能表示的范圍補(bǔ)碼所能表示的范圍。如果運(yùn)算結(jié)果超。如果運(yùn)算結(jié)果超出此范圍，就叫補(bǔ)碼溢出，簡(jiǎn)稱溢出。出此范圍，就叫補(bǔ)碼溢出，簡(jiǎn)稱溢出。 2.3.5 2.3.5 進(jìn)位與溢出進(jìn)位與溢出552. 溢出的判斷方法溢出的判斷方法雙高位溢出判別法雙高位溢出判別法CF 最高位的進(jìn)位最高位的進(jìn)位DF 次高位的進(jìn)位次高位的進(jìn)位對(duì)對(duì)CF、DF作異或運(yùn)算，若作異或運(yùn)算，若:0 無(wú)溢出無(wú)溢出1 溢出溢出56 【習(xí)題習(xí)題1】 x=01000100B，y=01001000B，計(jì)算，計(jì)算x+y，試問(wèn)：，試問(wèn)： 若為無(wú)符號(hào)數(shù)，計(jì)算結(jié)果是否正

36、確？若為無(wú)符號(hào)數(shù)，計(jì)算結(jié)果是否正確？ 若為帶符號(hào)補(bǔ)碼若為帶符號(hào)補(bǔ)碼數(shù)，計(jì)算結(jié)果是否溢出？數(shù)，計(jì)算結(jié)果是否溢出？ 無(wú)符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù) 帶符號(hào)數(shù)帶符號(hào)數(shù) 01000100 68 +68補(bǔ)補(bǔ)+)01001000 +)72 +) +72補(bǔ)補(bǔ) 10001100 140 +140補(bǔ)補(bǔ)DF=1CF=0 若為無(wú)符號(hào)數(shù)，由于若為無(wú)符號(hào)數(shù)，由于CF=0，計(jì)算結(jié)果正確。，計(jì)算結(jié)果正確。 若為帶符號(hào)數(shù)補(bǔ)碼，由于結(jié)果溢出因此結(jié)果是錯(cuò)誤的。若為帶符號(hào)數(shù)補(bǔ)碼，由于結(jié)果溢出因此結(jié)果是錯(cuò)誤的。 57 【習(xí)題習(xí)題2】設(shè)有兩個(gè)操作數(shù)設(shè)有兩個(gè)操作數(shù)x=11101110B，y=11001000B，將這兩，將這兩個(gè)操作數(shù)送運(yùn)算器做加法運(yùn)算

37、，試問(wèn)：個(gè)操作數(shù)送運(yùn)算器做加法運(yùn)算，試問(wèn)： 若為無(wú)符號(hào)數(shù)，計(jì)算若為無(wú)符號(hào)數(shù)，計(jì)算結(jié)果是否正確？結(jié)果是否正確？ 若為帶符號(hào)補(bǔ)碼數(shù)，計(jì)算結(jié)果是否溢出若為帶符號(hào)補(bǔ)碼數(shù)，計(jì)算結(jié)果是否溢出？ 解解 無(wú)符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù) 帶符號(hào)數(shù)帶符號(hào)數(shù) 11101110 238 18補(bǔ)補(bǔ)+)11001000 +)200 +) 56補(bǔ)補(bǔ) 10110110 438 74補(bǔ)補(bǔ)DF=1CF=11自動(dòng)丟失自動(dòng)丟失 若為無(wú)符號(hào)數(shù)，由于若為無(wú)符號(hào)數(shù)，由于CF=1，計(jì)算，計(jì)算溢出因此結(jié)果是錯(cuò)誤的溢出因此結(jié)果是錯(cuò)誤的. 若為帶符號(hào)數(shù)補(bǔ)碼，若為帶符號(hào)數(shù)補(bǔ)碼，結(jié)果正確。結(jié)果正確。 58兩個(gè)正數(shù)相加可能產(chǎn)生正的溢出，兩個(gè)負(fù)數(shù)相加兩個(gè)正數(shù)相加可能產(chǎn)

38、生正的溢出，兩個(gè)負(fù)數(shù)相加可能會(huì)產(chǎn)生負(fù)的溢出，正負(fù)兩數(shù)相加不會(huì)產(chǎn)生溢出?？赡軙?huì)產(chǎn)生負(fù)的溢出，正負(fù)兩數(shù)相加不會(huì)產(chǎn)生溢出。例：例： CF DF 0 1 0 0 0 0 0 0B + 64 + 0 1 0 0 0 0 0 1B + 65 1 0 0 0 0 0 0 1B + 129+127， 結(jié)結(jié)果錯(cuò)誤，溢出果錯(cuò)誤，溢出 兩個(gè)正數(shù)相加，結(jié)果為負(fù)數(shù)形式，這是由于兩個(gè)正數(shù)相加，結(jié)果為負(fù)數(shù)形式，這是由于+129+127的原因的原因59例：計(jì)算例：計(jì)算-128-1 CF DF -128補(bǔ)補(bǔ) = 1 0 0 0 0 0 0 0 B + -1補(bǔ)補(bǔ) = 1 1 1 1 1 1 1 1B + 1 0 1 1 1 1

39、1 1 1B=+127 兩個(gè)負(fù)數(shù)相加，結(jié)果為正數(shù)形式，這是由于兩個(gè)負(fù)數(shù)相加，結(jié)果為正數(shù)形式，這是由于-128-1=-129-128的原因。的原因。例：計(jì)算例：計(jì)算64-1 CF DF +64補(bǔ)補(bǔ)=0 1 0 0 0 0 0 0B + -1補(bǔ)補(bǔ)=1 1 1 1 1 1 1 1B 1 0 0 1 1 1 1 1 1B=+63 運(yùn)算結(jié)果正確。運(yùn)算結(jié)果正確。601 1、 二二十進(jìn)制編碼十進(jìn)制編碼BCDBCD碼碼BCDBCD（Binary-Coded DecimalBinary-Coded Decimal）碼又稱為）碼又稱為“二二十進(jìn)制編十進(jìn)制編碼碼”，專門解決用二進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)數(shù)的問(wèn)題。最常用的，專門

40、解決用二進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)數(shù)的問(wèn)題。最常用的是是84218421編碼，其方法是用編碼，其方法是用4 4位二進(jìn)制數(shù)表示位二進(jìn)制數(shù)表示1 1位十進(jìn)制數(shù)。位十進(jìn)制數(shù)。1 1）壓縮）壓縮BCDBCD碼：每一位數(shù)用碼：每一位數(shù)用4 4位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，即一位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，即一個(gè)字節(jié)表示個(gè)字節(jié)表示2 2位十進(jìn)制數(shù)。位十進(jìn)制數(shù)。如：（如：（1000100110001001）BCDBCD89D89D。2)2)非壓縮非壓縮BCDBCD碼：每一位數(shù)用碼：每一位數(shù)用8 8位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，即一位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，即一個(gè)字節(jié)表示個(gè)字節(jié)表示1 1位十進(jìn)制數(shù)。而且只用每個(gè)字節(jié)的低位十進(jìn)制數(shù)。而且只用每個(gè)字節(jié)的低4 4位來(lái)位來(lái)

41、表示表示0 09 9，高，高4 4位為位為0 0。 如：如：89D89D（00001000 0000100100001000 00001001）BCDBCD 六、六、 字符編碼字符編碼61表表2.2 8421 BCD 碼部分編碼表碼部分編碼表 十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù) 壓縮壓縮BCD碼碼 非壓縮非壓縮BCD碼碼 1 2 3 M M 9 10 11 M 19 20 21 00000001 00000010 00000011 M 00001001 00010000 00010001 M 00011001 00100000 00100001 00000001 00000010 00000011 M 0000

42、1001 00000001 00000000 00000001 00000001 M 00000001 00001001 00000010 00000000 00000010 00000001 62例例 十進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)與BCD數(shù)相互轉(zhuǎn)換。數(shù)相互轉(zhuǎn)換。 將十進(jìn)制數(shù)將十進(jìn)制數(shù)69.81轉(zhuǎn)換為壓縮型轉(zhuǎn)換為壓縮型BCD數(shù)：數(shù)： 69.81=(0110 1001.1000 0001)BCD 將將BCD數(shù)數(shù)1000 1001.0110 1001轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)：轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)： (1000 1001.0110 1001)BCD=89.69 63 【例例】設(shè)設(shè)x=10010110B，當(dāng)，當(dāng)x分別為無(wú)符號(hào)數(shù)

43、、原碼、分別為無(wú)符號(hào)數(shù)、原碼、補(bǔ)碼、壓縮型補(bǔ)碼、壓縮型BCD碼時(shí)，試分別計(jì)算碼時(shí)，試分別計(jì)算x所代表的數(shù)值大小。所代表的數(shù)值大小。解解 無(wú)符號(hào)數(shù)：無(wú)符號(hào)數(shù)：x=150 原碼：原碼：x原原=10010110Bx= 22 補(bǔ)碼：補(bǔ)碼：x補(bǔ)補(bǔ)=10010110B x原原=x補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)=11101010B x= 106 BCD碼：碼：xBCD=10010110B x=96642、字符的、字符的ASCII碼（碼（AMERICAN STANDARD CODE FORINFORMATION INTERCHANG 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）微機(jī)中常用的是微機(jī)中常用的是ASCII碼（美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼）碼（美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼）,如后如后表所示表所示 它包括它包括10個(gè)十進(jìn)制數(shù)碼，個(gè)十進(jìn)制數(shù)碼，26個(gè)英文字母和一些專用個(gè)英文字母和一些專用符號(hào)，總共符號(hào)，總共128個(gè)字符的個(gè)字符的ASCII碼，因此，只需要一個(gè)字節(jié)碼，因此，只需要一個(gè)字節(jié)中的低中的低7位編碼，當(dāng)最高位恒取位編碼，當(dāng)最高位恒取0，稱作空格校驗(yàn)，稱作空格校驗(yàn).用七位二進(jìn)制數(shù)編碼對(duì)字符進(jìn)行編碼，位用七位二進(jìn)制數(shù)編碼對(duì)字符進(jìn)行編碼，位7是零。是零。熟記下面的熟記