南京郵電大學微型計算機原理與接口技術1-1章課件

微型計算機系統(tǒng)與接口技術1微型計算機系統(tǒng)1基礎知識Ch.1計算機基礎1.1計算機中的數(shù)制1.2計算機中數(shù)據(jù)的編碼（一）1.2計算機中數(shù)據(jù)的碼制（二）1.4計算機系統(tǒng)的基本組成(一)1.4計算機系統(tǒng)的基本組成(二)Ch.7存儲器系統(tǒng)7.1概述2基礎知識2第1章計算機基礎3第1章計算機基礎3IBMPC系列微機中微處理器簡介64G233~333M366464750321997奔騰21.2-3G64642300322000奔騰4233~333M646475032奔騰3512K16K8K有無無無高速緩存150~200M60~166M25~100M12~33M6~20M4.77M4.77M主頻6464323216816外部總線寬度55031012027.513.42.92.9晶體管(萬個)1995199319891986198219791978發(fā)布年分1M20161680864G326432奔騰4G3232323861M201616808864G366432P64G32323248616M241616286尋址空間地址總線寬度數(shù)據(jù)總線寬度字長(位)型號4IBMPC系列微機中微處理器簡介64G233~333M36Intel微處理器1971年，第一款4位微處理器40041974年，8位微處理器80801978年，16位微處理器8086

1979年，又開發(fā)出了80881981年，美國IBM公司將8088芯片用于其研制的PC機1982年，研制出了80286微處理器1985年10月17日，32位微處理器80386DX正式發(fā)布

1989年，80486芯片1993年，PentiumCPU問世1996年底，多能PentiumMMX1998年，PentiumII、至強Xeon、賽揚Celeron1999年春，PentiumIII2000年，Pentium42002年，超線程技術（HT，Hyper-Threading）

2005年4月18日，全球同步首發(fā)雙核處理器奔騰D2006年11月，推出4核處理器5Intel微處理器1971年，第一款4位微處理器4004580核處理器680核處理器680核處理器2007-02-11核心面積275平方毫米主頻3.16GHz電壓0.95V數(shù)據(jù)帶寬1.62Tb/s浮點運算能力1.01TFlops相當于1萬顆10年前的PentiumPro功耗不過62W比core2duo還低780核處理器2007-02-1171.1計算機中的數(shù)制1.1.1數(shù)值數(shù)據(jù)的表示（1）基r進位數(shù)制

S

=N=其中，Ki{0，1，…，r-1}；n，m是正整數(shù)。特點：只用r個符號表示數(shù)值；逢r進一。81.1計算機中的數(shù)制1.1.1數(shù)值數(shù)據(jù)的表示（1）（2）十進制數(shù)

S10=N=（3）二進制數(shù)

S2=N=其中，Di{0，1，2，3，4，5，6，7，8，9}；n，m是正整數(shù)。特點：只用10個符號表示數(shù)值；逢十進一。其中，Bi{0，1}；n，m是正整數(shù)。特點：只用2個符號表示數(shù)值；逢二進一。9（2）十進制數(shù)（3）二進制數(shù)其中，Di{0，1，2，3（5）十六進制數(shù)S16=N=其中，Hi{0，1，…，15}；n，m是正整數(shù)。特點：只用16個符號表示數(shù)值；逢十六進一。（4）八進制數(shù)S8=N=其中，Qi{0，1，…，7}；n，m是正整數(shù)。特點：只用8個符號表示數(shù)值；逢八進一。10（5）十六進制數(shù)（4）八進制數(shù)10F1577E1466D1355C1244B1133A102299118800等值的一位十六進制數(shù)十進制數(shù)等值的一位十六進制數(shù)十進制數(shù)11F1577E1466D1355C1244B1133A1022（１）二進制數(shù)與八、十六進制數(shù)之間的關系及轉換1.1.2r進制數(shù)之間的關系及轉換因為㏒28=3，所以1位八進制數(shù)可以由3位二進制數(shù)表示；因為㏒216=4，所以1位十六進制數(shù)可以由4位二進制數(shù)表示。例1（1100101.1001）2=（）8例2(324.66)8=()2(324.66)8=(11010100.11011)2（1100101.1001）2=（145.44）812（１）二進制數(shù)與八、十六進制數(shù)之間的關系及轉換1例4(17E.58)16＝()2例3(101011.11)2=()16(101011.11)2=(2B.C)16(17E.58)16＝（1,0111,1110.0101,1)213例4(17E.58)16＝(（2）十進制數(shù)與二進制數(shù)之間的轉換

①十進制整數(shù)→二進制數(shù)算法：除２取余，直到商為零為止.222120所以，(11)10=(1011)2115

2H14（2）十進制數(shù)與二進制數(shù)之間的轉換①十進制②十進制數(shù)純小數(shù)→二進制數(shù)算法:乘2取整,直到乘積的小數(shù)部分為0或達到一定的精度時止?！?0.8125)10=(0.1101)20.812521.25020.521.01

.6252H15②十進制數(shù)純小數(shù)→二進制數(shù)∴(0.8125)10=(0.1

③十進制帶小數(shù)→二進制數(shù)整數(shù)、純小數(shù)分別計算,再合并∴(11.8125)10=(1011.1101)216③十進制帶小數(shù)→二進制數(shù)16

1.1.3二～十進制數(shù)(BCD碼數(shù))

用四位二進制數(shù)代表一位十進制數(shù)，又稱BCD碼數(shù).401000100300110011200100010100010001000000000等值的一位十進制數(shù)等值的一位BCD碼數(shù)四位二進制數(shù)171.1.3二～十進制數(shù)(BCD碼數(shù))40100010011111110110111001011非法BCD碼1010910011001810001000701110111601100110501010101401000100300110011200100010100010001000000000等值的一位十進制數(shù)等值的一位BCD碼數(shù)四位二進制數(shù)1811111110110111001011非法BCD碼1010例:設X=(01010110)2

Y=(01010110)BCDZ=(5A)16問:X,Y,Z中哪個最大?解:∵X=(01010110)2=26＋24＋22＋21=(86)10

不同數(shù)制的數(shù)比較大小,要把它們化為同一的數(shù)制，才好比較。Y=(01010110)BCD=(56)10

Z=(5A)16=5×161＋10×160=(90)

10∴Z最大.19例:設X=(01010110)2Y=(010101.2計算機中數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼

1.2.1數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機中的表示1.定點數(shù)的表示方法所謂定點，即數(shù)據(jù)的小數(shù)點的位置不變。

若用n+1位二進制數(shù)表示一個定點數(shù)X，即 X=x0x1x2xn

就可以在計算機中表示為：

x0x1x2xn

0：正數(shù)

x0= 1：負數(shù)符號尾數(shù)201.2計算機中數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼1.2.1數(shù)值數(shù)據(jù)在若X為純小數(shù)，則小數(shù)點位于x0和x1之間：x0x1x2xn若X為整數(shù)，則小數(shù)點位于xn的右邊：x0x1x2xn其數(shù)值范圍：0|X|1–2-n；其數(shù)值范圍：0|X|2n–1

。21若X為純小數(shù)，則小數(shù)點位于x0和x1之間：x0x1x2.浮點數(shù)的表示方法小數(shù)點在數(shù)據(jù)中的位置可以左右移動的數(shù)稱作浮點數(shù)。浮點數(shù)一般表示為 N=±M·REM（Mantissa）：尾數(shù)；R（Radix）：階的基數(shù)；在計算機中為2、8、16；E（Exponent）：階的階碼。例：–5678=–5.678103例：(11.01)2=1.101

21=0.1101

22=11.0120=110.12-1=–56.78102=–567.8101222.浮點數(shù)的表示方法例：–5678=–5.678浮點數(shù)格式如下:ESE1E2EmMSM1M2

MnEM階符尾符浮點數(shù)的小數(shù)點的位置形式固定在MS與M1之間，小數(shù)點的左右“移動”

由E決定，因此尾數(shù)必為小數(shù)。例：(11.01)2的浮點數(shù)表示為:0100110123浮點數(shù)格式如下:EM階符尾符浮點數(shù)的小數(shù)點的?真值：實際的數(shù)值數(shù)據(jù)。如：＋101—101?字長：包括符號位在內，一個機器數(shù)具有的位數(shù)。如：字長n=8的機器數(shù)，除了符號位，數(shù)值部分為7位?機器數(shù)（機器碼）：機器內表示的數(shù)值數(shù)據(jù)。

1.2.2二進制數(shù)的編碼下面介紹機器數(shù)的表示方法（原碼，補碼，反碼）。正數(shù)負數(shù)0xxxxxxx1xxxxxxx24?真值：實際的數(shù)值數(shù)據(jù)。?字長：包括符1.原碼表示法

定義:若定點整數(shù)X的原碼形式為x0x1x2…xn,則有設x=+101字長為4位的原碼為[x]原=0101

設x=－101字長為8位的原碼為[x]原=10000101

x=+0字長為8位的原碼為[x]原=00000000

x=－0字長為8位的原碼為[x]原=10000000字長為8位的原碼為[x]原=00000101251.原碼表示法定義:若定點整數(shù)X的原碼形式為

2.

補碼表示法

定義:若定點整數(shù)X的補碼形式為x0x1x2…xn,則有例x=+101,字長為8位的補碼為[x]補=00000101x=－101,字長為8位的補碼為[x]補=11111011x=+0，字長為8位的補碼為[x]補=00000000262.補碼表示法定義:若定點整數(shù)X的補碼形式3.反碼表示法

定義:若定點整數(shù)X的反碼形式為x0x1x2…xn,則有

例x=+101字長為8位的反碼為[x]反=00000101x=－101字長為8位的反碼為[x]反=11111010x=+0字長為8位的反碼為[x]反=00000000

x=－0字長為8位的反碼為[x]反=11111111273.反碼表示法定義:若定點整數(shù)X的反碼形式4.小結：①正數(shù)的原、反、補碼與真值數(shù)相同；③求負數(shù)補碼可先求反碼再在末位加1。②零補碼唯一；計算機系統(tǒng)中一律用補碼進行運算。284.小結：③求負數(shù)補碼可先求反碼再在末位加1。②零1.2.3補碼到真值的轉換設[X]補=x0x1x2…xn。當x0=0，X=[X]補；當x0=1，X=-(2n-x1x2…xn)

。整數(shù)的補碼轉換為真值可按如下方式進行.291.2.3補碼到真值的轉換設[X]補=x0x例1設[X]補=(96)16,則x=(?)10解:[x]補=(96)16=10010110則x=－1101010=(－106)10例2設x=(－120)10,則[x]補=(?)16解：x=(－120)10=(－1111000)2則[x]補=(10001000)

=(88)16例3設x=(100)10,則[x]補=(?)16解:x=(100)10=(+1100100)2則[x]補=(01101100)=(64)16例(設字長n=8)30例1設[X]補=(96)16,則x=(?)101.2.4n位二進制整數(shù)補碼的加減運算補碼的加減運算〔ｘ＋ｙ〕補＝〔ｘ〕補＋〔ｙ〕補〔ｘ－ｙ〕補＝〔ｘ〕補＋〔－ｙ〕補條件：(1)符號位參加運算(2)以2n為模(3)當真值滿足下列條件時，結果是正確的，否則結果錯誤－2n-1≤x,y,x+y,x－y<+2n-1

311.2.4n位二進制整數(shù)補碼的加減運算31

[x]補=01000010[y]補=00110011∴x+y=+117，進位=0被運算器丟失，保存在進位標志寄存器中

被運算器丟失，保存在進位標志寄存器中[x+y]補=001110101[x-y]補=100001111

[x]補=01000010[-y]補=11001101例1.設x=(66)10，y=(51)10,以28為模，補碼運算x+y解：x=(66)10=+1000010，y=(51)10=+0110011∴x-y=+15，進位=132[x]補=01000010∴x+y∴66+99=－1011011=－91－66－99=+01011011=+91結果都是錯的被運算器丟失，保存在進位標志寄存器中

被運算器丟失，保存在進位標志寄存器中

[66+99]補=010100101[-66-99]補=101011011[-66]補=10111110[-99]補=10011101例2．以28為模，補碼運算,求66+99，－66－99解：[66]補=01000010[99]補=0110001133∴66+99=－1011011=－91結果都錯誤原因：因為字長n=8，8位字長的補碼數(shù)，其真值范圍是：－128～＋127

而66+99165，真值超過127，

－66－99－165，真值小于－128應等于應等于總之，∵運算器位數(shù)不夠，不能表示165和－165，∴出錯。34錯誤原因：應等于應等于總之，∵運算器位數(shù)不夠，不能表示1652.溢出與檢測方法溢出：運算結果超出了運算器所能表示的范圍。例：8位加法器，運算無符號數(shù)，結果≥2568位加法器，運算有符號數(shù)，結果>+127，<－12816位加法器，運算無符號數(shù)，結果≥6553616位加法器，運算有符號數(shù)，結果>215－1,<－215(1)雙符號位判斷法352.溢出與檢測方法例：(1)雙符號位判斷法35(2)計算機怎樣表示進位和溢出∑

溢出判斷電路CFOF36(2)計算機怎樣表示進位和溢出∑溢出判斷電路CFOF36a運算器一律把操作數(shù)看成是有符號的數(shù)b最高位的進位值保存在“進位標志寄存器”中c加數(shù)，被加數(shù)的最高位相同，且和結果的最高位相異，并溢出標志為1如果參與運算的數(shù)是無符號數(shù)，則判進位標志，進位標志=1，表示溢出。如果參與運算的數(shù)是有符號數(shù)，則判溢出標志，溢出標志=1，表示溢出。(3)程序員如何判斷溢出37a運算器一律把操作數(shù)看成是有符號的數(shù)如果參與例：加數(shù)=01000010被加數(shù)=01100011再如：加數(shù)=10111110被加數(shù)=10011101若加數(shù)、被加數(shù)為無符號數(shù)，則結果=10100101=165若加數(shù)、被加數(shù)有符號數(shù)，則結果=－91

若它們是無符號數(shù)，結果=+91(CF=1)它們是有符號數(shù)，結果=+91(OF=1)CF=0，OF=1和=010100101

和=101011011CF=1，OF=1結果都錯（+（+38例：加數(shù)=01000010再如：加數(shù)=1011111.2.5無符號數(shù)的概念計算機處理的數(shù)值數(shù)據(jù)，包括有符號數(shù)和無符號數(shù)兩類。有符號數(shù)用補碼表示，其最高位代表符號。什么是無符號數(shù)？即數(shù)的最高位不代表符號，而是數(shù)值的一部分。某數(shù)是無符號數(shù)，還是有符號數(shù)，其意義是由程序員定義的。391.2.5無符號數(shù)的概念什么是無符號數(shù)？某數(shù)是如：編程統(tǒng)計某班級單科的及格人數(shù)。學生成績沒有負數(shù)，所以成績應視為無符號數(shù)。如：編程統(tǒng)計某科室工資總額…工資是無符號數(shù)如：數(shù)N=（1111，1111）2若它是有符號補碼數(shù)，則其值=－1若它是無符號數(shù)，則其值=25540如：編程統(tǒng)計某班級單科的及格人數(shù)。40

1．字符的標準ASCⅡ碼計算機常用的輸入／輸出設備有鍵盤、顯示器、打印機。數(shù)字、字母、符號的輸入／輸出均采用標準ASCⅡ碼。

標準ASCII碼字符表詳見書P7。1.3計算機中符號數(shù)據(jù)的編碼（數(shù)字化信息）411．字符的標準ASCⅡ碼標準A如：鍵入“１”，實際寫入鍵盤存儲區(qū)的是(31)１６即(0011,0001)２鍵入“A”，實際寫入鍵盤存儲區(qū)的是(41)１６即(0100,0001)２又如：欲顯示“０”，應把(30)16

即(0011,0000)2→顯示存儲區(qū)欲顯示“F”，應把(46)16

即(0100,0110)２→顯示存儲區(qū)欲使光標返回下一行的始格，應鍵入：(0D)１６即(0000，1101)２→顯示存儲區(qū)(0A)１６即(0000，1010)２→顯示存儲區(qū)42如：鍵入“１”，實際寫入鍵盤存儲區(qū)的是(31)１６又如：欲顯要求同學們要牢記以下18個字符的ASCⅡ碼：0～9的ASCⅡ碼為(30)１６～(39)１６A～F的ASCⅡ碼為(41)１６～(46)１６回車符的ASCⅡ碼為(0D)１６換行符的ASCⅡ碼為(0A)１６2漢字編碼（1）漢字字模碼字模碼是用點陣表示的漢字字型代碼，用于顯示、打印等方面。一般有1616、2424、3232、4848等等。43要求同學們要牢記以下18個字符的ASCⅡ碼：2漢字編碼

0781507815440（3）漢字輸入碼例“英”——（5322）16=（0101001100100010）2GB5007-85：（1101001110100010）2（2）漢字內碼45（3）漢字輸入碼例“英”——（5322）16=（01微型計算機系統(tǒng)與接口技術46微型計算機系統(tǒng)1基礎知識Ch.1計算機基礎1.1計算機中的數(shù)制1.2計算機中數(shù)據(jù)的編碼（一）1.2計算機中數(shù)據(jù)的碼制（二）1.4計算機系統(tǒng)的基本組成(一)1.4計算機系統(tǒng)的基本組成(二)Ch.7存儲器系統(tǒng)7.1概述47基礎知識2第1章計算機基礎48第1章計算機基礎3IBMPC系列微機中微處理器簡介64G233~333M366464750321997奔騰21.2-3G64642300322000奔騰4233~333M646475032奔騰3512K16K8K有無無無高速緩存150~200M60~166M25~100M12~33M6~20M4.77M4.77M主頻6464323216816外部總線寬度55031012027.513.42.92.9晶體管(萬個)1995199319891986198219791978發(fā)布年分1M20161680864G326432奔騰4G3232323861M201616808864G366432P64G32323248616M241616286尋址空間地址總線寬度數(shù)據(jù)總線寬度字長(位)型號49IBMPC系列微機中微處理器簡介64G233~333M36Intel微處理器1971年，第一款4位微處理器40041974年，8位微處理器80801978年，16位微處理器8086

1979年，又開發(fā)出了80881981年，美國IBM公司將8088芯片用于其研制的PC機1982年，研制出了80286微處理器1985年10月17日，32位微處理器80386DX正式發(fā)布

1989年，80486芯片1993年，PentiumCPU問世1996年底，多能PentiumMMX1998年，PentiumII、至強Xeon、賽揚Celeron1999年春，PentiumIII2000年，Pentium42002年，超線程技術（HT，Hyper-Threading）

2005年4月18日，全球同步首發(fā)雙核處理器奔騰D2006年11月，推出4核處理器50Intel微處理器1971年，第一款4位微處理器4004580核處理器5180核處理器680核處理器2007-02-11核心面積275平方毫米主頻3.16GHz電壓0.95V數(shù)據(jù)帶寬1.62Tb/s浮點運算能力1.01TFlops相當于1萬顆10年前的PentiumPro功耗不過62W比core2duo還低5280核處理器2007-02-1171.1計算機中的數(shù)制1.1.1數(shù)值數(shù)據(jù)的表示（1）基r進位數(shù)制

S

=N=其中，Ki{0，1，…，r-1}；n，m是正整數(shù)。特點：只用r個符號表示數(shù)值；逢r進一。531.1計算機中的數(shù)制1.1.1數(shù)值數(shù)據(jù)的表示（1）（2）十進制數(shù)

S10=N=（3）二進制數(shù)

S2=N=其中，Di{0，1，2，3，4，5，6，7，8，9}；n，m是正整數(shù)。特點：只用10個符號表示數(shù)值；逢十進一。其中，Bi{0，1}；n，m是正整數(shù)。特點：只用2個符號表示數(shù)值；逢二進一。54（2）十進制數(shù)（3）二進制數(shù)其中，Di{0，1，2，3（5）十六進制數(shù)S16=N=其中，Hi{0，1，…，15}；n，m是正整數(shù)。特點：只用16個符號表示數(shù)值；逢十六進一。（4）八進制數(shù)S8=N=其中，Qi{0，1，…，7}；n，m是正整數(shù)。特點：只用8個符號表示數(shù)值；逢八進一。55（5）十六進制數(shù)（4）八進制數(shù)10F1577E1466D1355C1244B1133A102299118800等值的一位十六進制數(shù)十進制數(shù)等值的一位十六進制數(shù)十進制數(shù)56F1577E1466D1355C1244B1133A1022（１）二進制數(shù)與八、十六進制數(shù)之間的關系及轉換1.1.2r進制數(shù)之間的關系及轉換因為㏒28=3，所以1位八進制數(shù)可以由3位二進制數(shù)表示；因為㏒216=4，所以1位十六進制數(shù)可以由4位二進制數(shù)表示。例1（1100101.1001）2=（）8例2(324.66)8=()2(324.66)8=(11010100.11011)2（1100101.1001）2=（145.44）857（１）二進制數(shù)與八、十六進制數(shù)之間的關系及轉換1例4(17E.58)16＝()2例3(101011.11)2=()16(101011.11)2=(2B.C)16(17E.58)16＝（1,0111,1110.0101,1)258例4(17E.58)16＝(（2）十進制數(shù)與二進制數(shù)之間的轉換

①十進制整數(shù)→二進制數(shù)算法：除２取余，直到商為零為止.222120所以，(11)10=(1011)2115

2H59（2）十進制數(shù)與二進制數(shù)之間的轉換①十進制②十進制數(shù)純小數(shù)→二進制數(shù)算法:乘2取整,直到乘積的小數(shù)部分為0或達到一定的精度時止?！?0.8125)10=(0.1101)20.812521.25020.521.01

.6252H60②十進制數(shù)純小數(shù)→二進制數(shù)∴(0.8125)10=(0.1

③十進制帶小數(shù)→二進制數(shù)整數(shù)、純小數(shù)分別計算,再合并∴(11.8125)10=(1011.1101)261③十進制帶小數(shù)→二進制數(shù)16

1.1.3二～十進制數(shù)(BCD碼數(shù))

用四位二進制數(shù)代表一位十進制數(shù)，又稱BCD碼數(shù).401000100300110011200100010100010001000000000等值的一位十進制數(shù)等值的一位BCD碼數(shù)四位二進制數(shù)621.1.3二～十進制數(shù)(BCD碼數(shù))40100010011111110110111001011非法BCD碼1010910011001810001000701110111601100110501010101401000100300110011200100010100010001000000000等值的一位十進制數(shù)等值的一位BCD碼數(shù)四位二進制數(shù)6311111110110111001011非法BCD碼1010例:設X=(01010110)2

Y=(01010110)BCDZ=(5A)16問:X,Y,Z中哪個最大?解:∵X=(01010110)2=26＋24＋22＋21=(86)10

不同數(shù)制的數(shù)比較大小,要把它們化為同一的數(shù)制，才好比較。Y=(01010110)BCD=(56)10

Z=(5A)16=5×161＋10×160=(90)

10∴Z最大.64例:設X=(01010110)2Y=(010101.2計算機中數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼

1.2.1數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機中的表示1.定點數(shù)的表示方法所謂定點，即數(shù)據(jù)的小數(shù)點的位置不變。

若用n+1位二進制數(shù)表示一個定點數(shù)X，即 X=x0x1x2xn

就可以在計算機中表示為：

x0x1x2xn

0：正數(shù)

x0= 1：負數(shù)符號尾數(shù)651.2計算機中數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼1.2.1數(shù)值數(shù)據(jù)在若X為純小數(shù)，則小數(shù)點位于x0和x1之間：x0x1x2xn若X為整數(shù)，則小數(shù)點位于xn的右邊：x0x1x2xn其數(shù)值范圍：0|X|1–2-n；其數(shù)值范圍：0|X|2n–1

。66若X為純小數(shù)，則小數(shù)點位于x0和x1之間：x0x1x2.浮點數(shù)的表示方法小數(shù)點在數(shù)據(jù)中的位置可以左右移動的數(shù)稱作浮點數(shù)。浮點數(shù)一般表示為 N=±M·REM（Mantissa）：尾數(shù)；R（Radix）：階的基數(shù)；在計算機中為2、8、16；E（Exponent）：階的階碼。例：–5678=–5.678103例：(11.01)2=1.101

21=0.1101

22=11.0120=110.12-1=–56.78102=–567.8101672.浮點數(shù)的表示方法例：–5678=–5.678浮點數(shù)格式如下:ESE1E2EmMSM1M2

MnEM階符尾符浮點數(shù)的小數(shù)點的位置形式固定在MS與M1之間，小數(shù)點的左右“移動”

由E決定，因此尾數(shù)必為小數(shù)。例：(11.01)2的浮點數(shù)表示為:0100110168浮點數(shù)格式如下:EM階符尾符浮點數(shù)的小數(shù)點的?真值：實際的數(shù)值數(shù)據(jù)。如：＋101—101?字長：包括符號位在內，一個機器數(shù)具有的位數(shù)。如：字長n=8的機器數(shù)，除了符號位，數(shù)值部分為7位?機器數(shù)（機器碼）：機器內表示的數(shù)值數(shù)據(jù)。

1.2.2二進制數(shù)的編碼下面介紹機器數(shù)的表示方法（原碼，補碼，反碼）。正數(shù)負數(shù)0xxxxxxx1xxxxxxx69?真值：實際的數(shù)值數(shù)據(jù)。?字長：包括符1.原碼表示法

定義:若定點整數(shù)X的原碼形式為x0x1x2…xn,則有設x=+101字長為4位的原碼為[x]原=0101

設x=－101字長為8位的原碼為[x]原=10000101

x=+0字長為8位的原碼為[x]原=00000000

x=－0字長為8位的原碼為[x]原=10000000字長為8位的原碼為[x]原=00000101701.原碼表示法定義:若定點整數(shù)X的原碼形式為

2.

補碼表示法

定義:若定點整數(shù)X的補碼形式為x0x1x2…xn,則有例x=+101,字長為8位的補碼為[x]補=00000101x=－101,字長為8位的補碼為[x]補=11111011x=+0，字長為8位的補碼為[x]補=00000000712.補碼表示法定義:若定點整數(shù)X的補碼形式3.反碼表示法

定義:若定點整數(shù)X的反碼形式為x0x1x2…xn,則有

例x=+101字長為8位的反碼為[x]反=00000101x=－101字長為8位的反碼為[x]反=11111010x=+0字長為8位的反碼為[x]反=00000000

x=－0字長為8位的反碼為[x]反=11111111723.反碼表示法定義:若定點整數(shù)X的反碼形式4.小結：①正數(shù)的原、反、補碼與真值數(shù)相同；③求負數(shù)補碼可先求反碼再在末位加1。②零補碼唯一；計算機系統(tǒng)中一律用補碼進行運算。734.小結：③求負數(shù)補碼可先求反碼再在末位加1。②零1.2.3補碼到真值的轉換設[X]補=x0x1x2…xn。當x0=0，X=[X]補；當x0=1，X=-(2n-x1x2…xn)

。整數(shù)的補碼轉換為真值可按如下方式進行.741.2.3補碼到真值的轉換設[X]補=x0x例1設[X]補=(96)16,則x=(?)10解:[x]補=(96)16=10010110則x=－1101010=(－106)10例2設x=(－120)10,則[x]補=(?)16解：x=(－120)10=(－1111000)2則[x]補=(10001000)

=(88)16例3設x=(100)10,則[x]補=(?)16解:x=(100)10=(+1100100)2則[x]補=(01101100)=(64)16例(設字長n=8)75例1設[X]補=(96)16,則x=(?)101.2.4n位二進制整數(shù)補碼的加減運算補碼的加減運算〔ｘ＋ｙ〕補＝〔ｘ〕補＋〔ｙ〕補〔ｘ－ｙ〕補＝〔ｘ〕補＋〔－ｙ〕補條件：(1)符號位參加運算(2)以2n為模(3)當真值滿足下列條件時，結果是正確的，否則結果錯誤－2n-1≤x,y,x+y,x－y<+2n-1

761.2.4n位二進制整數(shù)補碼的加減運算31

[x]補=01000010[y]補=00110011∴x+y=+117，進位=0被運算器丟失，保存在進位標志寄存器中

被運算器丟失，保存在進位標志寄存器中[x+y]補=001110101[x-y]補=100001111

[x]補=01000010[-y]補=11001101例1.設x=(66)10，y=(51)10,以28為模，補碼運算x+y解：x=(66)10=+1000010，y=(51)10=+0110011∴x-y=+15，進位=177[x]補=01000010∴x+y∴66+99=－1011011=－91－66－99=+01011011=+91結果都是錯的被運算器丟失，保存在進位標志寄存器中

被運算器丟失，保存在進位標志寄存器中

[66+99]補=010100101[-66-99]補=101011011[-66]補=10111110[-99]補=10011101例2．以28為模，補碼運算,求66+99，－66－99解：[66]補=01000010[99]補=0110001178∴66+99=－1011011=－91結果都錯誤原因：因為字長n=8，8位字長的補碼數(shù)，其真值范圍是：－128～＋127

而66+99165，真值超過127，

－66－99－165，真值小于－128應等于應等于總之，∵運算器位數(shù)不夠，不能表示165和－165，∴出錯。79錯誤原因：應等于應等于總之，∵運算器位數(shù)不夠，不能表示1652.溢出與檢測方法溢出：運算結果超出了運算器所能表示的范圍。例：8位加法器，運算無符號數(shù)，結果≥2568位加法器，運算有符號數(shù)，結果>+127，<－12816位加法器，運算無符號數(shù)，結果≥6553616位加法器，運算有符號數(shù)，結果>215－1,<－215(1)雙符號位判斷法802.溢出與檢測方法例：(1)雙符號位判斷法35(2)計算機怎樣表示進位和溢出∑

溢出判斷電路CFOF81(2)計算機怎樣表示進位和溢出∑溢出判斷電路CFOF36a運算器一律把操作數(shù)看成是有符號的數(shù)b最高位的進位值保存在“進位標志寄存器”中c加數(shù)，