仁愛(ài)學(xué)院微機(jī)原理復(fù)習(xí)

微機(jī)原理與接口技術(shù)目錄第一章微機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第二章微處理器和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第三章指令系統(tǒng)第四章匯編語(yǔ)言及其程序設(shè)計(jì)第五章存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)器子系統(tǒng)第六章總線技術(shù)第七章中斷技術(shù)第八章接口技術(shù)微機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)Logo4本章內(nèi)容提要

微機(jī)的基本組成、特點(diǎn)計(jì)算機(jī)內(nèi)的信息表示和運(yùn)算＊進(jìn)位計(jì)數(shù)制的表示及其轉(zhuǎn)換＊符號(hào)數(shù)和無(wú)符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算＊十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制表示及運(yùn)算＊邏輯變量的表示及運(yùn)算＊文字在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示2023/2/65微機(jī)的基本組成Logo6一、微機(jī)的硬件組成

主機(jī)輸入設(shè)備輸出設(shè)備思考：主機(jī)是由什么構(gòu)成的？Logo7Logo8（1）電源：電源是電腦中不可缺少的供電設(shè)備，它的作用是將220V交流轉(zhuǎn)換為電腦中使用的5V，12V，3.3V直流電，其性能的好壞，直接影響到其他設(shè)備工作的穩(wěn)定性，進(jìn)而會(huì)影響整機(jī)的穩(wěn)定性。（2）主板：主板是電腦中各個(gè)部件工作的一個(gè)平臺(tái)，它把電腦的各個(gè)部件緊密連接在一起，各個(gè)部件通過(guò)主板進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。也就是說(shuō)，電腦中重要的“交通樞紐”都在主板上，它工作的穩(wěn)定性影響著整機(jī)工作的穩(wěn)定性。主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計(jì)算機(jī)的主要電路系統(tǒng)，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤(pán)和面板控制開(kāi)關(guān)接口、指示燈插接件、擴(kuò)充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。Logo9（3）CPU：CPU(CentralProcessingUnit）即中央處理器，是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。其功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。CPU是決定電腦性能的核心部件，很多用戶(hù)都以它為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷電腦的檔次。（4）內(nèi)存：內(nèi)存又叫內(nèi)部存儲(chǔ)器（RAM），特點(diǎn)是體積小，速度快，有電可存，無(wú)電清空，即電腦在開(kāi)機(jī)狀態(tài)時(shí)內(nèi)存中可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，關(guān)機(jī)后將自動(dòng)清空其中的所有數(shù)據(jù)。（5）硬盤(pán)：硬盤(pán)屬于外部存儲(chǔ)器，由金屬磁片制成，而磁片有記功能，所以?xún)?chǔ)到磁片上的數(shù)據(jù)，不論在開(kāi)機(jī)，還是并機(jī)，都不會(huì)丟失。硬盤(pán)容量很大，已達(dá)TB級(jí)。Logo10二、CPU的組成CPU由運(yùn)算器、控制器、寄存器構(gòu)成。運(yùn)算器（ALU-ArithmeticLogicUnit）進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算（加、減、乘、除與位）；進(jìn)行邏輯運(yùn)算（與、或、非、異或等）；

Logo11控制器（CTRL-Controller）

它是計(jì)算機(jī)的控制中心，發(fā)布與控制計(jì)算機(jī)工作的各種命令，協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)內(nèi)部以及主機(jī)與外設(shè)工作的各種關(guān)系。

它有兩個(gè)主要功能：控制程序的運(yùn)行；對(duì)不同的外部事件做出相應(yīng)響應(yīng)的能力。（這些外部事件是指：復(fù)位、停機(jī)、中斷請(qǐng)求、總線請(qǐng)求、總線周期延長(zhǎng)等）

Logo12中央處理器：ALU+CTRL+REG陣列微處理器：就是微型計(jì)算機(jī)的CPU微控制器：MPU+MEM+I/O接口+BUS集成在一個(gè)芯片上，又稱(chēng)單片機(jī)，即MCU

MCU+適當(dāng)外設(shè)和相應(yīng)的軟件，可構(gòu)成微控制系統(tǒng)，用在自控、儀器儀表、通信設(shè)備、家電、兒童玩具等嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域。

ABDBCBCPU存儲(chǔ)器I/O接口Logo13三、微機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)指由硬件、軟件組成的微機(jī)系統(tǒng)硬件：主機(jī)、外設(shè)、電源等軟件：操作系統(tǒng)、編譯程序、連接程序、調(diào)試程序、診斷程序、應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)等。Logo14微機(jī)的軟件部分構(gòu)成系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)：是常駐內(nèi)存的軟件系統(tǒng)，包括系統(tǒng)資源管理，存儲(chǔ)器管理，I/O管理和驅(qū)動(dòng)程序，任務(wù)管理，文件管理和程序庫(kù)。如DOS、WIN98、WINXP、VISTA、WIN7等。編譯軟件：為用戶(hù)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件提供有力的支持。如匯編程序、C/C++、BASIC的編譯程序、連接程序以及各種程序調(diào)試工具。其他程序：如系統(tǒng)診斷程序、故障定位程序以及系統(tǒng)配置程序等等。Logo15應(yīng)用軟件用戶(hù)為實(shí)現(xiàn)給定的任務(wù)而編寫(xiě)或選購(gòu)的程序。只適用于給定環(huán)境的給定用途，且一般駐留在外部存儲(chǔ)器中，只有在運(yùn)行時(shí)，才會(huì)調(diào)入內(nèi)存。軟件和硬件是相輔相成的，缺一不可。硬件是物質(zhì)基礎(chǔ)，軟件是計(jì)算機(jī)的靈魂。沒(méi)有硬件，軟件就失去了運(yùn)行的基礎(chǔ)和指揮對(duì)象；沒(méi)有軟件，計(jì)算機(jī)就不能工作，其效能就不能充分發(fā)揮出來(lái)。2023/2/616微機(jī)的特點(diǎn)、應(yīng)用及發(fā)展方向Logo17一、微處理器的發(fā)展1971.11，Intel公司第一枚微處理器芯片4004，4位機(jī)，它總共集成了2200個(gè)晶體管。1972年4月，Intel公司宣布另一種型號(hào)的微處理器8008研制成功。8位機(jī)。1975年1月，Motorola公司宣布推出它的8位微處理器6800。1979年，Intel公司推出了Intel8086/8088微處理器。1983年，Intel公司推出了Intel80286微處理器，它是完全16位微處理器1985年，Intel公司推出了Intel80386微處理器。（全32位處理器）1989年，Intel公司推出了Intel80486微處理器。（RISC）1993年3月，Intel公司推出了名為Pentium（經(jīng)典奔騰）的微處理。（對(duì)外64位數(shù)據(jù)總線）1995年11月Intel公司又推出了PentiumPro（高能奔騰）。1997年1月，Intel公司又推出了PentiumMMX（多能奔騰）。1997年5月，Intel公司推出了PentiumⅡ（奔騰二代）1999年2月，Intel公司推出了PentiumⅢ（奔騰三代）2000年11月，Intel公司推出了Pentium4（奔騰四代）。2001年5月，Intel公司推出了64位微處理器Itanium。Logo18Intel4004Intel8008Motorola6800Intel8086Intel80286Intel80386Intel80486IntelPentiumIntelPentiumIIIntelPentiumIIIIntelPentiumIV

第一代1971年～1973年第二代1974年～1977年第三代1978年～1980年第四代1980年以后典型的微處理器芯片Intel4004Intel4040Intel8008Intel8080M6800Z-80Intel8086/8088M68000Intel80X86M68020Z-80000字長(zhǎng)（位）4/881616/32集成度（晶體管數(shù)/芯片）1000～20005000～900020000～70000>100000時(shí)鐘頻率（MHZ）0.5～0.81～45～10>10數(shù)據(jù)總線寬度（位）4/881616/32地址總線寬度（位）4～8820～2424～32存儲(chǔ)容量≤16KB實(shí)存≤64KB實(shí)存≤1MB實(shí)存≤4GB實(shí)存和64GB虛存指令執(zhí)行時(shí)間（s）10～151～2<1<0.125軟件水平機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言匯編語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言操作系統(tǒng)匯編語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言操作系統(tǒng)匯編語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言部分軟件硬化Logo20二、微機(jī)特點(diǎn)運(yùn)算速度快（每秒幾兆條指令到幾千兆條指令或每秒幾十億次運(yùn)算。MIPS（106），GIPS（109））處理能力強(qiáng)（如各種管理、計(jì)算、決策）能連續(xù)不間斷地工作（多任務(wù)、高效、高質(zhì)量）能干幾乎所有的工作Logo21三、應(yīng)用各行各業(yè)，無(wú)所不用科技、生產(chǎn)、學(xué)習(xí)、日常生活等各個(gè)方面Logo22四、發(fā)展方向性能：運(yùn)行速度不斷提高，處理器字長(zhǎng)不斷增加（摩爾定律指出，每18個(gè)月計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度就大體提高一倍，而價(jià)格則大約降低一半）功能：支持多媒體技術(shù)，并與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全面結(jié)合體系結(jié)構(gòu)：向多處理器和網(wǎng)絡(luò)化過(guò)渡；向以通信為中心的體系結(jié)構(gòu)發(fā)展；由馮.諾依曼體系結(jié)構(gòu)向數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)發(fā)展可用性：從面向過(guò)程的機(jī)制向面向?qū)ο蟮臋C(jī)制轉(zhuǎn)變，向智能化方向發(fā)展制造工藝：向超高集成度發(fā)展，制造光集成芯片、生物芯片，設(shè)計(jì)超導(dǎo)、量子、生物、光計(jì)算機(jī)2023/2/623計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ)Logo24一、進(jìn)位計(jì)數(shù)制計(jì)算機(jī)中全部信息（包括指令和數(shù)據(jù)）都是采用二進(jìn)制數(shù)，為了書(shū)寫(xiě)方便，又經(jīng)常采用十六進(jìn)制。而人們?cè)谌粘Ｉ钪杏謴V泛采用十進(jìn)制。二進(jìn)、十六進(jìn)、十進(jìn)制都是進(jìn)位計(jì)數(shù)制。Logo25十進(jìn)計(jì)數(shù)制5188.888

10+310-3該數(shù)中有5位都是8，但由于其位置不同，其值也不同，即“位值”不同。該數(shù)可看成兩部分組成：

數(shù)字值如5，1，8

位值（權(quán)值），隱含著，如10-3上面的十進(jìn)數(shù)可表示為：5188.888=1035+1021+1018+1008+10-18+10-28+10-38

對(duì)于有n位整數(shù)和m位小數(shù)的十進(jìn)制數(shù)N可表示為：

n-1N=di

10ii=-mLogo26十進(jìn)制數(shù)有如下特點(diǎn)每位數(shù)字di可取0，1，2，3,…,9十個(gè)值之一；逢10進(jìn)1，即每位達(dá)到10向高位進(jìn)1，本位回0，相鄰高位的權(quán)值是本位權(quán)值的10倍。對(duì)于任意R進(jìn)制表示的數(shù)N，可寫(xiě)成n-1N=di

Rii=-m其中:di可取0，1，2，…，R-1個(gè)值之一；逢R進(jìn)1（R為進(jìn)位計(jì)數(shù)制的基數(shù)（Radix))；R是大于或等于2的整數(shù)，Ri稱(chēng)為di的權(quán)值或位值。

Logo27當(dāng)R=10為十進(jìn)制數(shù)（Decimal，書(shū)寫(xiě)后綴D或省略）當(dāng)R=2為二進(jìn)制數(shù)（Binary，書(shū)寫(xiě)后綴B）當(dāng)R=3為三進(jìn)制數(shù)（Trinary，書(shū)寫(xiě)后綴T）當(dāng)R=8為八進(jìn)制數(shù)（Octal，書(shū)寫(xiě)后綴O或Q）當(dāng)R=16為十六進(jìn)制數(shù)（Hexa-decimal,書(shū)寫(xiě)后綴H）Logo28特點(diǎn)：①只有兩個(gè)數(shù)字符號(hào)0，1②逢2進(jìn)1

計(jì)算機(jī)中廣泛采用二進(jìn)制的原因

容易實(shí)現(xiàn)，每位只取兩個(gè)值，易用兩個(gè)邏輯狀態(tài)的器件表示；運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單，只有三種運(yùn)算（0和0、0和1、1和1）；工作可靠，不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換是質(zhì)變而非量變；電路設(shè)計(jì)可借助布爾代數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

222–22.二進(jìn)計(jì)數(shù)制101.11Logo29八進(jìn)制和十六進(jìn)制

八進(jìn)制每位可取0，1，2，…，7八個(gè)值之一，逢八進(jìn)一。十六進(jìn)制每位可取0，1，2，…，9，A,B,…F十六個(gè)值之一，逢十六進(jìn)一，大于9的數(shù)字借助于字母A~F表示。在編程時(shí)，為了書(shū)寫(xiě)方便，常用十六進(jìn)制表示。Logo30二、進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換例1.二進(jìn)制

→八進(jìn)、十六進(jìn)制

10100101.0001B=245.04Q=A5.1H例2.十六進(jìn)制→二進(jìn)制；十六進(jìn)制→十進(jìn)制ABCF.587H=1010101111001111.010110000111BA5.1H=10161+5160+116-1=160+5+0.0625=165.0625一位八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)3位2進(jìn)制數(shù)一位十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)4位2進(jìn)制數(shù)Logo31二、進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換P進(jìn)制數(shù)N→R進(jìn)制數(shù)通常把N分為整數(shù)與小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換

1、整數(shù)部分轉(zhuǎn)換

①把R表示成P進(jìn)制數(shù)②對(duì)P進(jìn)制數(shù)N按P進(jìn)制作除R取余方法進(jìn)行例1.把八進(jìn)制數(shù)N=303Q表示成十進(jìn)制數(shù)（P=八進(jìn)數(shù)，R=十進(jìn)數(shù)）解：①把R=10表示成八進(jìn)數(shù)為12Q②對(duì)N=303Q按八進(jìn)制作除12Q取余運(yùn)算Logo3212Q303Q23Q2443365QD0=5余數(shù)12Q23Q1Q1211QD1=9余數(shù)12Q1Q0Q01Q

D2=1余數(shù)303Q=195D上述除法與十進(jìn)制除法沒(méi)有什么不同。每次除12Q之后取余數(shù)，而商再除以12Q，直到商為0停止。高位低位Logo33

例2.把10進(jìn)制數(shù)29轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)解：①由于2是十進(jìn)制數(shù)集內(nèi)之?dāng)?shù)，不必作變換；②對(duì)于N=29D作除2取余運(yùn)算。

29214余數(shù)1（B0

）

72232120余數(shù)0（B1

）余數(shù)1（B2

）余數(shù)1（B3

）余數(shù)1（B4

）

∴29D=11101B

Logo34二、進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換2.小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換

P進(jìn)制純小數(shù)→轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制小數(shù)用乘R取整

①把R表示成P進(jìn)制數(shù)②把數(shù)N按P進(jìn)制乘R取整例1把0.625轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)解：①二進(jìn)制數(shù)（0，1）都在十進(jìn)制數(shù)內(nèi)②把0.625乘2取整0.625×2———1.250b-1=1

0.25×2———0.50b-2=00.5×2———1.0b-3=1

0.625=0.101B高位低位Logo35三、無(wú)符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算加法運(yùn)算

（若運(yùn)算器為8位）例1.計(jì)算78H+87H=FFH例2.計(jì)算78H+98H=10H說(shuō)明：

因?yàn)槭?位運(yùn)算器，例2的結(jié)果就溢出了，原因是結(jié)果只能存放8位數(shù)。為了表示最高位的進(jìn)位，計(jì)算機(jī)中可用一個(gè)進(jìn)位標(biāo)志CF（CarryFlag）=1來(lái)表示（若把CF=1考慮在內(nèi)，結(jié)果為110H，這樣結(jié)果就正確了）。Logo36三、無(wú)符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算減法運(yùn)算

（若運(yùn)算器為8位）

例1.計(jì)算78H-87H=F1H例2.計(jì)算A8H-98H=10H說(shuō)明：因?yàn)槭?位運(yùn)算器，例1的結(jié)果就是錯(cuò)誤的了，原因是高位有借位。為了表示最高位的借位，計(jì)算機(jī)中可用一個(gè)借位標(biāo)志BW（BorrowFlag）=1來(lái)表示（通常計(jì)算機(jī)中把CF與BW用同一標(biāo)志來(lái)指示）。Logo37四、符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算計(jì)算機(jī)中的符號(hào)數(shù)也是用二進(jìn)制數(shù)表示和運(yùn)算的。數(shù)值與符號(hào)都是用二進(jìn)制數(shù)表示。一般規(guī)定，0表示正號(hào)，1表示負(fù)號(hào)，約定在數(shù)的最高位表示符號(hào)位。符號(hào)數(shù)通常有三種機(jī)器碼表示法。即原碼、反碼和補(bǔ)碼。Logo38四、符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算（續(xù)）原碼表示（1）定義

[x]原=

X(X>=0)2N-1–X(X<=0)表示范圍:(–2N-1+1）~（+2N-1–1）4位二進(jìn)制原碼表示的整數(shù)范圍為：–7~+78位二進(jìn)制原碼表示的整數(shù)范圍為：–127~+127（2）舉例用八位二進(jìn)數(shù)寫(xiě)出X=+32和Y=–32的原碼表示如下[X]原=00100000B=20H[Y]原=10100000B=A0H符號(hào)位數(shù)值符號(hào)位數(shù)值X(X>=0)2N-1–X(X<=0)Logo39四、符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算（續(xù)）（3）0的原碼有兩種表示[+0]原=00000000B[–0]原=10000000B原碼表示簡(jiǎn)單直觀，但運(yùn)算時(shí)符號(hào)位與數(shù)值位要區(qū)別對(duì)待，不宜作加減運(yùn)算。

例1：[X]原+[Y]原=20H+A0H=C0H=11000000B顯然是錯(cuò)誤的結(jié)果。因?yàn)閮蓚€(gè)數(shù)異號(hào)應(yīng)做減法，所得的結(jié)果的符號(hào)就取決于絕對(duì)值大的數(shù)的符號(hào)。Logo40四、符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算（續(xù)）反碼表示與運(yùn)算（1）定義[X]反=

X(X>=0)

(2N–1)+X(X<=0)（2）舉例：用八位二進(jìn)制數(shù)寫(xiě)出X=+32與Y=–32的反碼表示

[X]反=00100000B（正數(shù)的反碼是其自身）

[Y]反=11011111B(負(fù)數(shù)的反碼是其對(duì)應(yīng)正數(shù)求反）Logo41四、符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算（續(xù)）

（3）0的反碼有兩種表示[+0]反=00000000B[–0]反=11111111B

N位反碼可表示的整數(shù)范圍為：–（2N-1–1）~（2N-1–1）8位二進(jìn)制反碼表示范圍：–127~+127（4）反碼運(yùn)算規(guī)則[X+Y]反=[X]反+[Y]反+循環(huán)進(jìn)位[X–Y]反=[X]反+[–Y]反+循環(huán)進(jìn)位例1.用反碼計(jì)算33-32=？33的反碼為(00100001B=21H)-32的反碼為對(duì)32求反（對(duì)00100000B求反=11011111=DFH)21H00+.D.FH+1（循環(huán)進(jìn)位）

0001Logo42四、符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算（續(xù)）反碼宜作加、減運(yùn)算，但一次加法要通過(guò)兩次加法運(yùn)算來(lái)完成，降低了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。計(jì)算機(jī)中常用補(bǔ)碼表示符號(hào)數(shù)。補(bǔ)碼表示與運(yùn)算（1）定義[X]補(bǔ)=X（X>=0）2N+X（X<=0

補(bǔ)碼的求法：

根據(jù)定義，正數(shù)的補(bǔ)碼是其自身；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是其對(duì)應(yīng)的正數(shù)（連同符號(hào)位）求反加1得到。Logo43四、符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算（續(xù)）（2）舉例用八位二進(jìn)制數(shù)寫(xiě)出X=+32和Y=–32的補(bǔ)碼表示[X]補(bǔ)=00100000B[Y]補(bǔ)=11100000B（對(duì)應(yīng)正數(shù)32=20H求反加1）求負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼有兩種方法

其一是：對(duì)應(yīng)正數(shù)求反加1

其二是：模數(shù)–對(duì)應(yīng)的正數(shù)（如[Y]補(bǔ)=100H-20H=E0H)（3）0的補(bǔ)碼只有一種表示

[+0]補(bǔ)=00000000B[-0]補(bǔ)=11111111+1=00000000BN位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的整數(shù)范圍為：-2N~2N-1-1N=8時(shí)，表示范圍：-128~+127N=16時(shí)，表示范圍：-32768~+32767

Logo44四、符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算（續(xù)）（4）補(bǔ)碼的運(yùn)算規(guī)則

[X+Y]補(bǔ)=[X]補(bǔ)+[Y]補(bǔ)[X–Y]補(bǔ)=[X]補(bǔ)+[–Y]補(bǔ)用補(bǔ)碼可以很方便的進(jìn)行符號(hào)數(shù)的加減運(yùn)算

例1若X=65，Y=-66，用補(bǔ)碼計(jì)算X+Y=?

Logo45四、符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算用補(bǔ)碼進(jìn)行加減運(yùn)算比反碼省去了循環(huán)進(jìn)位的修正運(yùn)算，所以運(yùn)算速度提高了。一般計(jì)算機(jī)中的符號(hào)數(shù)，均指用補(bǔ)碼表示的數(shù)。利用補(bǔ)碼，連同符號(hào)位一起，按無(wú)符號(hào)數(shù)進(jìn)行加減，簡(jiǎn)化了運(yùn)算器的設(shè)計(jì)。在計(jì)算機(jī)中，減法運(yùn)算是通過(guò)求負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼，而進(jìn)行加法運(yùn)算。Logo46四、符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算符號(hào)數(shù)運(yùn)算溢出的判別方法若運(yùn)算結(jié)果超出了結(jié)果單元所能表達(dá)的范圍就產(chǎn)生溢出。S或N（Sign或Negative）符號(hào)標(biāo)志，反映運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)位。

加減運(yùn)算產(chǎn)生的溢出無(wú)法從結(jié)果中看出，必須用專(zhuān)門(mén)的信息位來(lái)表示。在CPU中，稱(chēng)為Flag寄存器，由于這些標(biāo)志決定了程序分支的條件，也稱(chēng)為條件碼（CC:ConditionCode）。CPU常設(shè)的標(biāo)志有：

C（Carry)進(jìn)位標(biāo)志，運(yùn)算結(jié)果的最高位產(chǎn)生進(jìn)位或借位。

O或V（OVerflow）溢出標(biāo)志，反映符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是否產(chǎn)生溢出。

Z（Zero）零標(biāo)志，反映運(yùn)算結(jié)果是否為0。C與O是兩個(gè)不同性質(zhì)的標(biāo)志，前者反映運(yùn)算結(jié)果有無(wú)進(jìn)（借）位，后者反映運(yùn)算結(jié)果有無(wú)溢出。Logo47四、符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算下列幾種情況，符號(hào)數(shù)運(yùn)算時(shí)會(huì)產(chǎn)生溢出

?正+正=負(fù)（正溢出）?負(fù)+負(fù)=正（負(fù)溢出）?正–負(fù)=負(fù)（正溢出）?負(fù)–正=正（負(fù)溢出）值得指出的是：計(jì)算機(jī)在進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，對(duì)參與運(yùn)算的數(shù)并不知道是無(wú)符號(hào)數(shù)或帶符號(hào)數(shù)，所以它在運(yùn)算后對(duì)4個(gè)標(biāo)志都會(huì)置位，只有程序員知道參與運(yùn)算的數(shù)是符號(hào)數(shù)或無(wú)符號(hào)數(shù)。在計(jì)算機(jī)中，OF置位是根據(jù)次高位和最高位的進(jìn)位的異或判別的。即OF=C7⊕

C6Logo48四、符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算運(yùn)算舉例

Logo49

運(yùn)算舉例例3X=30H，Y=40H，求X+Y=?并判斷標(biāo)志位。

30HCF=0(無(wú)進(jìn)位）+40HSF=0（為正數(shù)）ˉˉˉˉˉˉˉˉOF=0（沒(méi)溢出）（即無(wú)進(jìn)位又無(wú)溢出）70HZF=0（結(jié)果不為0）例4X=80H，Y=80H，求X+Y=?并判斷標(biāo)志位。

80HCF=1(有進(jìn)位）+.80HSF=0（為正數(shù)）ˉˉˉˉˉˉˉˉOF=1（有溢出）（即有溢出又有進(jìn)位）00HZF=1（結(jié)果為0）四、符號(hào)數(shù)的表示與運(yùn)算Logo50五、十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制表示與運(yùn)算表示方法—BCD碼（BinaryCodedDecimal）

要表示一位十進(jìn)制數(shù)，至少要用4位二進(jìn)制數(shù)，常用下面兩種表示方法：

壓縮的（組合的）BCD碼：一個(gè)字節(jié)表示兩位BCD碼。

非壓縮（非組合）的BCD碼：一個(gè)字節(jié)表示一位BCD碼，高4位為0。運(yùn)算方法

由于BCD碼需10種4位二進(jìn)制編碼0000~1001，還有6種碼1010~1111是非法編碼。若出現(xiàn)非法編碼，所得的結(jié)果就要修正。計(jì)算機(jī)內(nèi)十進(jìn)制數(shù)（BCD碼）運(yùn)算仍采用二進(jìn)制加法器來(lái)實(shí)現(xiàn)。Logo51五、十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制表示與運(yùn)算BCD碼運(yùn)算（加法）

例1若X、Y為十進(jìn)制數(shù)，X=38，Y=57，計(jì)算X+Y=?38BCD碼中沒(méi)有字母，結(jié)果中的F(1111)為非法碼，+57應(yīng)在該位加6修正，以強(qiáng)迫其進(jìn)位。

8F+0

695

例2若X=28，Y=79，計(jì)算X+Y=?28+79

A1因?yàn)榈?位有進(jìn)位（AF=1）+66高4位A>9，所以+66107Logo52五、十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制表示與運(yùn)算（續(xù)）BCD碼運(yùn)算（減法）

例3若X、Y為十進(jìn)制數(shù)，X=75，Y=26，計(jì)算X-Y=?7`5BCD碼中沒(méi)有字母，結(jié)果中的F(1111)為非法碼，-26應(yīng)在該位-6修正，使借高位的數(shù)得到修正。

例4X=30，Y=42，計(jì)算X-Y=?`3`0-42EE因?yàn)榈?位有借位（AF=1）

-66高4位也有借位（CF=1）

88所以–66修正

4F-0

649Logo53五、十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制表示與運(yùn)算（續(xù)）BCD碼加法修正原則是：①若運(yùn)算結(jié)果低位大于9或AF（半進(jìn)位）=1，則結(jié)果+06；②若運(yùn)算結(jié)果高位大于9或CF（進(jìn)位）=1，則結(jié)果+60;③若①②都滿足時(shí)，則結(jié)果+66。BCD碼減法修正原則是：①若運(yùn)算結(jié)果低位大于9或AF（半借位）=1，則結(jié)果-06；②若運(yùn)算結(jié)果高位大于9或CF（借位）=1，則結(jié)果-60;③若①②都滿足時(shí)，則結(jié)果-66。說(shuō)明：微機(jī)的CPU中都有專(zhuān)門(mén)的十進(jìn)制運(yùn)算調(diào)整部件DAA，還設(shè)有專(zhuān)門(mén)的十進(jìn)制加減運(yùn)算調(diào)整指令DAA與DAS等。Logo54六、邏輯變量的表示與運(yùn)算邏輯變量

只有兩個(gè)值，“真”或“假”，1bit可以表示一個(gè)邏輯變量。若“1”表示“真”，“0”表示”假”