微機(jī)原理及應(yīng)用 課件 第1章 微型計(jì)算機(jī)概述

微機(jī)原理及應(yīng)用第1章微型計(jì)算機(jī)概述

了解微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史

理解微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

掌握微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1.1計(jì)算機(jī)的誕生1.1.2微處理器的發(fā)展1.1.3計(jì)算機(jī)的工作原理1.1.1計(jì)算機(jī)的誕生1946年2月14日，世界上公認(rèn)的第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandComputer,電子數(shù)值積分式計(jì)算機(jī)）由美國(guó)賓州賓夕法尼亞大學(xué)研制成功。ENIAC占地面積150m2，重達(dá)30

000kg，使用了18000多個(gè)電子管，功率為150kW，運(yùn)算速度為5000次/秒。今天看來(lái)，ENIAC體積龐大，運(yùn)行效率不高，且采用十進(jìn)制運(yùn)算，輸入和更換程序十分不便，但它的問(wèn)世開(kāi)創(chuàng)了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的新紀(jì)元。

1947年，貝爾實(shí)驗(yàn)室Shockley博士發(fā)明了被譽(yù)為“20世紀(jì)最偉大發(fā)明”的晶體管。晶體管與電子管相比體積小、功耗低、載流子運(yùn)行速度快，它開(kāi)辟了電子時(shí)代的新紀(jì)元。

1949年，英國(guó)劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室率先制成電子離散時(shí)序自動(dòng)計(jì)算機(jī)EDSAC（ElectronicDiscreteSequentialAutomaticComputer），EDSAC是世界上第一臺(tái)采用馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)，威爾克斯作為主創(chuàng)憑此摘取了1967年度計(jì)算機(jī)世界最高獎(jiǎng)——“圖靈獎(jiǎng)”。此后60多年，計(jì)算機(jī)的發(fā)展日新月異，至今已經(jīng)歷了電子管計(jì)算機(jī)、晶體管計(jì)算機(jī)、集成電路計(jì)算機(jī)和（超）大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)4代的發(fā)展。表1-1簡(jiǎn)要地描述了這一發(fā)展過(guò)程。

EDVAC(ElectronicDiscretevariableAutomaticComputer，離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī))方案明確奠定了新機(jī)器由五個(gè)部分組成，包括：運(yùn)算器、邏輯控制裝置、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備，并描述了這五部分的職能和相互關(guān)系。報(bào)告中，馮·諾伊曼對(duì)EDVAC中的兩大設(shè)計(jì)思想(二進(jìn)制和程序存儲(chǔ))作了進(jìn)一步的論證，為計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)樹(shù)立了一座里程碑。電子管晶體管晶體管計(jì)算機(jī)

馮·諾依曼（JohnvonNeumann，1903~1957），20世紀(jì)最重要的數(shù)學(xué)家之一，在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、博弈論、核武器和生化武器等諸多領(lǐng)域內(nèi)有杰出建樹(shù)的最偉大的科學(xué)全才之一，被后人稱為“計(jì)算機(jī)之父”和“博弈論之父”。原籍匈牙利，布達(dá)佩斯大學(xué)數(shù)學(xué)博士。先后執(zhí)教于柏林大學(xué)和漢堡大學(xué)。1930年前往美國(guó)，后入美國(guó)籍。歷任普林斯頓大學(xué)、普林斯頓高級(jí)研究所教授，美國(guó)原子能委員會(huì)會(huì)員。美國(guó)全國(guó)科學(xué)院院士。早期以算子理論、共振論、量子理論、集合論等方面的研究聞名，開(kāi)創(chuàng)了馮·諾依曼代數(shù)。第二次世界大戰(zhàn)期間為第一顆原子彈的研制作出了貢獻(xiàn)。為研制電子數(shù)字計(jì)算機(jī)提供了基礎(chǔ)性的方案。

1944年與摩根斯特恩（OskarMorgenstern）合著《博弈論與經(jīng)濟(jì)行為》，是博弈論學(xué)科的奠基性著作。晚年，研究自動(dòng)機(jī)理論，著有對(duì)人腦和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行精確分析的著作《計(jì)算機(jī)與人腦》。

艾倫·麥席森·圖靈（AlanMathisonTuring，1912年6月23日－1954年6月7日），英國(guó)數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家，被稱為計(jì)算機(jī)之父，人工智能之父。1931年圖靈進(jìn)入劍橋大學(xué)國(guó)王學(xué)院，畢業(yè)后到美國(guó)普林斯頓大學(xué)攻讀博士學(xué)位，二戰(zhàn)爆發(fā)后回到劍橋，后曾協(xié)助軍方破解德國(guó)的著名密碼系統(tǒng)Enigma，幫助盟軍取得了二戰(zhàn)的勝利。2013年12月24日，在英國(guó)司法部長(zhǎng)克里斯·格雷靈（ChrisGrayling）的要求下，英國(guó)女王向圖靈頒發(fā)了皇家赦免。圖靈對(duì)于人工智能的發(fā)展有諸多貢獻(xiàn)，提出了一種用于判定機(jī)器是否具有智能的試驗(yàn)方法，即圖靈試驗(yàn)，至今，每年都有試驗(yàn)的比賽。此外，圖靈提出的著名的圖靈機(jī)模型為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的邏輯工作方式奠定了基礎(chǔ)。

圖靈測(cè)試：如果電腦能在5分鐘內(nèi)回答由人類測(cè)試者提出的一系列問(wèn)題，且其超過(guò)30%的回答讓測(cè)試者誤認(rèn)為是人類所答，則電腦通過(guò)測(cè)試。2014年6月7日是計(jì)算機(jī)科學(xué)之父—圖靈（AlanTuring）逝世60周年紀(jì)念日。這一天，在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)舉行的“2014圖靈測(cè)試”大會(huì)上，聊天程序“尤金·古斯特曼”（EugeneGoostman）首次“通過(guò)”了圖靈測(cè)試。

圖靈機(jī)，又稱圖靈計(jì)算、圖靈計(jì)算機(jī)，是由數(shù)學(xué)家阿蘭·麥席森·圖靈（1912～1954）提出的一種抽象計(jì)算模型，即將人們使用紙筆進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的過(guò)程進(jìn)行抽象，由一個(gè)虛擬的機(jī)器替代人們進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。所謂的圖靈機(jī)就是指一個(gè)抽象的機(jī)器，它有一條無(wú)限長(zhǎng)的紙帶，紙帶分成了一個(gè)一個(gè)的小方格，每個(gè)方格有不同的顏色。有一個(gè)機(jī)器頭在紙帶上移來(lái)移去。機(jī)器頭有一組內(nèi)部狀態(tài)，還有一些固定的程序。在每個(gè)時(shí)刻，機(jī)器頭都要從當(dāng)前紙帶上讀入一個(gè)方格信息，然后結(jié)合自己的內(nèi)部狀態(tài)查找程序表，根據(jù)程序輸出信息到紙帶方格上，并轉(zhuǎn)換自己的內(nèi)部狀態(tài)，然后進(jìn)行移動(dòng)。

表1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)時(shí)代年份存儲(chǔ)器重要特征第一代電子管時(shí)代1946年~1957年磁鼓存儲(chǔ)器機(jī)器語(yǔ)言第二代晶體管時(shí)代1958年~1963年磁芯存儲(chǔ)器發(fā)展到高級(jí)語(yǔ)言第三代集成電路時(shí)代1964年~1970年半導(dǎo)體存儲(chǔ)器發(fā)展到總線結(jié)構(gòu)第四代（超）大規(guī)模集成電路1971年~半導(dǎo)體存儲(chǔ)器發(fā)展到微處理器電子管晶體管超大規(guī)模集成電路集成電路1.1.2

微處理器的發(fā)展微處理器出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，是大規(guī)模集成電路發(fā)展的產(chǎn)物。將計(jì)算機(jī)中的運(yùn)算器和控制器集成在一片硅片上制成的集成電路作為微型計(jì)算機(jī)的中央處理部件（CPU，CentralProcessingUnit），稱為微處理器。微型計(jì)算機(jī)以微處理器為核心，再配上適量?jī)?nèi)存、接口電路和外部設(shè)備組成。1.1.2

微處理器的發(fā)展微處理器的品質(zhì)決定了微型計(jì)算機(jī)的性能，因此微處理器的發(fā)展歷程也是微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史。美國(guó)Intel公司于1971年成功開(kāi)發(fā)出全球第一塊微處理器4004芯片，這一芯片最初被應(yīng)用于一種計(jì)算器中。這一創(chuàng)舉也開(kāi)始了人類將智能內(nèi)嵌于無(wú)生命設(shè)備的歷程。近30多年來(lái)微處理器本身不斷更新?lián)Q代，從4位發(fā)展到8位、16位、32位乃至64位。其應(yīng)用范圍幾乎滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。型號(hào)推出年份時(shí)鐘頻率處理器位寬地址總線外部數(shù)據(jù)總線晶體管數(shù)40041971108kHz4

0.23萬(wàn)萬(wàn)808019742MHz81680.5萬(wàn)萬(wàn)808519763MHz81680.6萬(wàn)萬(wàn)808619788MHz1620162.9萬(wàn)萬(wàn)808819798MHz162082.9萬(wàn)萬(wàn)8018619828MHz1620165.6萬(wàn)萬(wàn)80286198212.5MHz16241613.4萬(wàn)萬(wàn)803861985≥20MHz32323227.5萬(wàn)萬(wàn)804861989≥25MHz323232120萬(wàn)萬(wàn)Pentium1993.03≥60MHz323264310萬(wàn)萬(wàn)PentiumPro1995.11≥200MHz323664550萬(wàn)萬(wàn)PentiumMMX1997.01≥166MHz323664450萬(wàn)萬(wàn)Pentium21997.05≥266MHz323664750萬(wàn)萬(wàn)Pentium31999.01≥500MHz323664950萬(wàn)萬(wàn)Pentium42000.11≥1.3GHz3236643400萬(wàn)萬(wàn)PentiumM二代二代2004.10≥1GHz3236641.4億億PentiumD雙核雙核2005.043.2GHz3236642.3億億Core2雙核雙核2006.071.66~2.93GHz6436642.91億億

四核2008.112.66~3.2GHz6436647.31億億表1-2Intel歷代微處理器的典型產(chǎn)品1.1.2

微處理器的發(fā)展

正如著名的摩爾定律所預(yù)言：每過(guò)18個(gè)月，微處理器的集成度將翻一番，性能會(huì)提高一倍或價(jià)格降低一半。隨著互聯(lián)網(wǎng)和媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和移動(dòng)計(jì)算逐漸成為一種非常重要的計(jì)算模式，這一新的計(jì)算模式迫切要求微處理器具有響應(yīng)實(shí)時(shí)性、處理流式數(shù)據(jù)類型的能力，支持?jǐn)?shù)據(jù)級(jí)和線程級(jí)并行性，更高的存儲(chǔ)和I/O帶寬，低功耗，設(shè)計(jì)的可伸縮性及縮短芯片進(jìn)入和退出市場(chǎng)的周期等。目前，片內(nèi)多處理器及多線程技術(shù)正在成為處理器體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)。

1.1.3計(jì)算機(jī)的工作原理1946年6月，馮·諾依曼等人在《電子計(jì)算機(jī)裝置邏輯初探》的報(bào)告中，首次提出了“程序存儲(chǔ)”和“二進(jìn)制運(yùn)算”的概念，這個(gè)報(bào)告的內(nèi)容可簡(jiǎn)要概括為以下幾點(diǎn)：（1）計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備五大部分組成。（2）數(shù)據(jù)和指令以二進(jìn)制代碼形式不加區(qū)別地存放在存儲(chǔ)器中，地址碼也是二進(jìn)制形式，計(jì)算機(jī)能自動(dòng)區(qū)分指令和數(shù)據(jù)。（3）編寫(xiě)好的程序事先存入存儲(chǔ)器?？刂破鞲鶕?jù)存放在存儲(chǔ)器中的指令序列（即程序）來(lái)工作，由程序計(jì)數(shù)器（PC，ProgramCounter）控制指令的執(zhí)行順序?？刂破骶哂信袛嗄芰Γ芨鶕?jù)計(jì)算結(jié)果選擇不同的動(dòng)作流程。1.1.3計(jì)算機(jī)的工作原理

目前，計(jì)算機(jī)硬件體系結(jié)構(gòu)基本上還是經(jīng)典的馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，如圖1-1所示。

指令執(zhí)行流程圖圖1-1計(jì)算機(jī)硬件基本結(jié)構(gòu)1.1.3計(jì)算機(jī)的工作原理馮·諾依曼計(jì)算機(jī)工作原理：把程序輸入到計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中，然后執(zhí)行程序，由控制器向內(nèi)存儲(chǔ)器發(fā)出取指令命令；控制器對(duì)取出的指令進(jìn)行譯碼，并根據(jù)指令的操作要求，向存儲(chǔ)器和運(yùn)算器發(fā)出存、取命令和運(yùn)算命令；經(jīng)過(guò)運(yùn)算器運(yùn)算后，運(yùn)算結(jié)果保存到存儲(chǔ)器中；最后，在控制器發(fā)出取指令及輸出指令的作用下，將存儲(chǔ)器中的運(yùn)算結(jié)果輸出到輸出設(shè)備。

輸出結(jié)果信息

運(yùn)算器

控制器

存儲(chǔ)器

輸入設(shè)備

輸出設(shè)備

原始數(shù)據(jù)或程序

表示數(shù)據(jù)流

表示控制流

輸出結(jié)果信息表示數(shù)據(jù)流表示控制流原始數(shù)據(jù)或程序1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.2.1系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)1.2.2微型計(jì)算機(jī)分類1.2.3微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)1.2.1系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（MicroComputerSystem）是以微型計(jì)算機(jī)為主體，再配以相應(yīng)的外圍設(shè)備、電源、輔助電路和控制微型計(jì)算機(jī)工作的軟件而構(gòu)成的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可分為硬件和軟件兩大部分，硬件是基礎(chǔ)，軟件是靈魂，二者缺一不可。硬件和軟件分別由多個(gè)部分組成，自成系統(tǒng)，也常稱為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成如圖1-2所示。

圖1-2

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成1.2.1系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)1．硬件系統(tǒng)組成微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是機(jī)器的實(shí)體部分，由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成。其中運(yùn)算器和控制器常常集成在一起，稱為微處理器，即CPU。

1）微處理器微處理器是微型計(jì)算機(jī)的核心芯片，它主要包括運(yùn)算器、控制器及相關(guān)寄存器等。

2）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器用來(lái)存放數(shù)據(jù)和程序。按照在系統(tǒng)中的位置，存儲(chǔ)器一般分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器兩類。內(nèi)存儲(chǔ)器又稱為內(nèi)存或主存，CPU可以直接訪問(wèn)。外存儲(chǔ)器屬于外設(shè)的范疇。

1.2.1系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)3）輸入/輸出（I/O）設(shè)備和輸入/輸出接口（I/OInterface）

I/O設(shè)備是微型機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分。程序、數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)信息要通過(guò)輸入設(shè)備輸入給微型機(jī)。CPU的計(jì)算結(jié)果通過(guò)輸出設(shè)備輸出到外部。常用的輸入設(shè)備有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀等。常用的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。由于各種外設(shè)的工作速度、驅(qū)動(dòng)方法差別很大，無(wú)法與CPU直接匹配，所以不可能將它們簡(jiǎn)單地連接到系統(tǒng)總線上，而需要通過(guò)I/O接口電路來(lái)充當(dāng)外設(shè)與CPU之間的橋梁，來(lái)輔助CPU工作，實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)之間的速度匹配、信號(hào)電平匹配、信號(hào)格式匹配、時(shí)序控制、中斷控制等。1.2.1系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)2．體系結(jié)構(gòu)硬件系統(tǒng)的五大部分加上電源，通過(guò)系統(tǒng)總線有機(jī)地連在一起。系統(tǒng)總線是各個(gè)部件之間傳輸信息的公共通道。一般有三組總線：地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。典型的微機(jī)系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。圖1-3典型的微機(jī)系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)1.2.1系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)

3．軟件系統(tǒng)組成軟件系統(tǒng)主要分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件是由設(shè)計(jì)者提供給用戶的、充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)效能的一系列軟件。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理程序和各種支持軟件。操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件的核心，它的主要功能是對(duì)系統(tǒng)的軟硬件資源進(jìn)行合理的管理。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用來(lái)編寫(xiě)程序的語(yǔ)言，是人和計(jì)算機(jī)交換信息所用的工具，通常分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言三類。1.2.2

微型計(jì)算機(jī)分類

1．按字長(zhǎng)分類微型計(jì)算機(jī)按字長(zhǎng)可分為4位機(jī)、8位機(jī)、16位機(jī)、32位機(jī)和64位機(jī)。

2．按組裝結(jié)構(gòu)分類微型計(jì)算機(jī)按組裝結(jié)構(gòu)可分為單片機(jī)、單板機(jī)和多板機(jī)。

3．按用途分類微型計(jì)算機(jī)按用途可分為通用計(jì)算機(jī)和嵌入式計(jì)算機(jī)。1.2.3

微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)

一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的性能如何，是由它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、硬件設(shè)備組成和軟件配置情況等因素決定的。以下是評(píng)價(jià)微型計(jì)算機(jī)性能的主要指標(biāo)。1．字長(zhǎng)2．運(yùn)算速度3．存儲(chǔ)容量4．指令系統(tǒng)5．內(nèi)核數(shù)目6．高速緩存7．總線性能8．系統(tǒng)配置1.2.3

微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程ROMBIOS硬盤(pán)RAM②執(zhí)行自舉程序⑥執(zhí)行引導(dǎo)程序序讀出引導(dǎo)程④CPU①執(zhí)行加電自檢程序⑤裝入引導(dǎo)程序⑦裝入操作系統(tǒng)CMOS？從何處啟動(dòng)③⑧運(yùn)行操作系統(tǒng)顯示初始界面1.3微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)1.3.1無(wú)符號(hào)數(shù)的表示方法1.3.2數(shù)制的轉(zhuǎn)換與運(yùn)算1.3.3符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算1.3.4計(jì)算機(jī)中的定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)二進(jìn)制與八卦圖返回1.3.1無(wú)符號(hào)數(shù)的表示方法

用一組符號(hào)表示數(shù)據(jù)時(shí)，其代表的數(shù)值大小與符號(hào)所在的位置有關(guān)，這種表示數(shù)的方法稱為位置計(jì)數(shù)表示法。按進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)，稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制。每一種進(jìn)位計(jì)數(shù)制都有自身的數(shù)碼個(gè)數(shù)，如十進(jìn)制有10個(gè)數(shù)碼，二進(jìn)制有2個(gè)數(shù)碼，而十六進(jìn)制就有16個(gè)數(shù)碼。

1.3.1無(wú)符號(hào)數(shù)的表示方法1．十進(jìn)制數(shù)的表示法十進(jìn)制數(shù)有0，1，2，…，9共10個(gè)數(shù)碼。后綴為D或不加后綴。計(jì)數(shù)時(shí)，數(shù)碼在不同的位置，代表不同的數(shù)值大小。低位對(duì)高位的進(jìn)位是“逢十進(jìn)一”。

2．二進(jìn)制數(shù)的表示法二進(jìn)制數(shù)只有2個(gè)數(shù)碼0和1。后綴為B。計(jì)數(shù)時(shí)，是按“逢二進(jìn)一”的原則計(jì)算的。

3.十六進(jìn)制數(shù)的表示法十六進(jìn)制數(shù)需要用16個(gè)數(shù)碼符號(hào)表示，采用0~9和A~F。后綴為H。計(jì)數(shù)時(shí)，是按“逢十六進(jìn)一”的原則計(jì)算的。1.3.2數(shù)制的轉(zhuǎn)換與運(yùn)算【例1.1】十進(jìn)制數(shù)3890.568可以表示為

【例1.2】二進(jìn)制數(shù)1101.101B可以表示為：【例1.3】十六進(jìn)制數(shù)12AB.2C5H可以表示為：【例1.4】13D=1101B1.3.2數(shù)制的轉(zhuǎn)換與運(yùn)算【例1.5】0.6875D=0.1011B0.6875D×2=1.375 …… B-1=10.375D×2=0.75 …… B-2=00.75D×2=1.5 ……B-3=10.5D×2=1.0 …… B-4=11.3.3符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算

機(jī)器數(shù)可以用不同的碼制來(lái)表示，常用的有原碼、反碼、補(bǔ)碼表示法。

1）原碼在用二進(jìn)制原碼表示的數(shù)中，符號(hào)位為“0”表示正數(shù)，符號(hào)位為“1”表示負(fù)數(shù)，其他各數(shù)值取原值不變。2）反碼對(duì)于正數(shù)，反碼的表示與原碼相同，即[X]原=[X]反。對(duì)于負(fù)數(shù)，負(fù)數(shù)的反碼表示，除符號(hào)位仍為“1”外，其余各位數(shù)值位按位取反。3）補(bǔ)碼正數(shù)的補(bǔ)碼與它的原碼和反碼均相同。

負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼：[X]補(bǔ)=[X]反+1。1.3.3符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算

表1-5原碼、反碼、補(bǔ)碼表

二進(jìn)制數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)有符號(hào)數(shù)原碼補(bǔ)碼反碼000000000+00+0000000011+1+1+1000000102+2+2+2……………01111110126+126+126+12601111111127+127+127+12710000000128-0-128-12710000001129-1-127-126……………11111101253-125-3-211111110254-126-2-111111111255-127-1-01.3.4計(jì)算機(jī)中的定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)

對(duì)于任意一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，都可以表示為式中，J稱為數(shù)N的階；S稱為數(shù)N的尾數(shù)。尾數(shù)S表示數(shù)N