[計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)]第01章 計(jì)算機(jī)基本知識(shí)ppt課件

1、n工程類課程工程類課程n注重練習(xí)注重練習(xí)n閱歷很重要閱歷很重要n調(diào)查方式調(diào)查方式n閉卷考試閉卷考試n卷面成果卷面成果70，平常成果，平常成果30出勤、作業(yè)出勤、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)n出勤和實(shí)驗(yàn)的重要性，平常成果對(duì)最終成果的出勤和實(shí)驗(yàn)的重要性，平常成果對(duì)最終成果的影響影響第一章第一章 計(jì)算機(jī)根本知識(shí)計(jì)算機(jī)根本知識(shí)n 緒論緒論n計(jì)算機(jī)的開展概略計(jì)算機(jī)的開展概略n微型計(jì)算機(jī)中信息的表示及運(yùn)算根底微型計(jì)算機(jī)中信息的表示及運(yùn)算根底11 緒緒 論論 一、一、 計(jì)算機(jī)的開展計(jì)算機(jī)的開展 1946年年2月月15日日 世界第一臺(tái)電子計(jì)算世界第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)機(jī)ENIAC問(wèn)世問(wèn)世 1946年世界上第一臺(tái)電年世界上第一臺(tái)

2、電子計(jì)算機(jī)由美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研制勝子計(jì)算機(jī)由美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研制勝利。它重達(dá)利。它重達(dá)30噸，占地噸，占地170平方米，耗平方米，耗電電140千瓦，用了千瓦，用了18800多個(gè)電子管，多個(gè)電子管，每秒鐘僅能做每秒鐘僅能做5000次加法次加法. 運(yùn)作了九年之久。吃電很兇，運(yùn)作了九年之久。吃電很兇， 據(jù)傳據(jù)傳ENIAC每次一開機(jī)，整個(gè)費(fèi)城西區(qū)的電每次一開機(jī)，整個(gè)費(fèi)城西區(qū)的電燈都為之黯然失色。燈都為之黯然失色。 另外，真空管的損另外，真空管的損耗率相當(dāng)高，幾乎每耗率相當(dāng)高，幾乎每15分鐘就能夠燒掉分鐘就能夠燒掉一支真空管，操作人員須花一支真空管，操作人員須花15分鐘以上分鐘以上的時(shí)間才干找出壞掉

3、的管子，運(yùn)用上極的時(shí)間才干找出壞掉的管子，運(yùn)用上極不方便。不方便。二、微型計(jì)算機(jī)的組成二、微型計(jì)算機(jī)的組成 這臺(tái)計(jì)算機(jī)有五個(gè)根本部件：輸入器、輸出器、這臺(tái)計(jì)算機(jī)有五個(gè)根本部件：輸入器、輸出器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和控制器，奠定了當(dāng)代電子數(shù)字計(jì)運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和控制器，奠定了當(dāng)代電子數(shù)字計(jì)算機(jī)體系構(gòu)造的根底。算機(jī)體系構(gòu)造的根底。 幾個(gè)概念nCPU=控制器運(yùn)算器控制器運(yùn)算器n計(jì)算機(jī)主機(jī)計(jì)算機(jī)主機(jī)CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器n計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)n計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)n計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)n字長(zhǎng)：字長(zhǎng)：CPU并行處置二進(jìn)制的數(shù)據(jù)位數(shù)。并行處置二進(jìn)制的數(shù)據(jù)位數(shù)。8位位n 機(jī)、機(jī)、16位機(jī)、位機(jī)、32位機(jī)

4、和位機(jī)和64位機(jī)。位機(jī)。12 計(jì)算機(jī)的開展概略 n微型化微型化 便攜式、低功耗便攜式、低功耗n巨型化巨型化 尖端科技領(lǐng)域的信息處置，需求超大容量、高尖端科技領(lǐng)域的信息處置，需求超大容量、高速度速度n智能化智能化 模擬人類大腦思想和交流方式，多種處置才干模擬人類大腦思想和交流方式，多種處置才干n系列化、規(guī)范化系列化、規(guī)范化 便于各種計(jì)算機(jī)硬、軟件兼容和晉級(jí)便于各種計(jì)算機(jī)硬、軟件兼容和晉級(jí)n網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)和信息高速公路網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)和信息高速公路n多機(jī)系統(tǒng)多機(jī)系統(tǒng) 大型設(shè)備、消費(fèi)流水線集中管理大型設(shè)備、消費(fèi)流水線集中管理( (獨(dú)立控制、獨(dú)立控制、 缺點(diǎn)分散、資源共享缺點(diǎn)分散、資源共享) )1

5、、日本富士通、日本富士通 研發(fā)出的研發(fā)出的 K計(jì)算機(jī)，每秒計(jì)算機(jī)，每秒8,162萬(wàn)億次運(yùn)萬(wàn)億次運(yùn)算，高于天河一號(hào)的算，高于天河一號(hào)的3倍。倍。 672個(gè)計(jì)算機(jī)柜組成，個(gè)計(jì)算機(jī)柜組成，6萬(wàn)個(gè)萬(wàn)個(gè) CPU 每個(gè)都有每個(gè)都有8個(gè)核個(gè)核 最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)截止到最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)截止到 2021.6 2. 中國(guó)國(guó)防科技大學(xué)研發(fā)的中國(guó)國(guó)防科技大學(xué)研發(fā)的 天河一號(hào)，每秒天河一號(hào)，每秒2570萬(wàn)億次運(yùn)算萬(wàn)億次運(yùn)算該工程的一大創(chuàng)新是和的結(jié)合技術(shù)。是用來(lái)讀取圖像和視該工程的一大創(chuàng)新是和的結(jié)合技術(shù)。是用來(lái)讀取圖像和視頻?，F(xiàn)為國(guó)家超算天津中心業(yè)務(wù)主機(jī)，在石油勘探、氣候預(yù)告、高端配備研制、頻?，F(xiàn)為國(guó)家超算天津中心業(yè)務(wù)主機(jī)

6、，在石油勘探、氣候預(yù)告、高端配備研制、生物醫(yī)藥、動(dòng)漫設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到嘗試性運(yùn)用。生物醫(yī)藥、動(dòng)漫設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到嘗試性運(yùn)用。 最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)截止到最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)截止到 2021.612 計(jì)算機(jī)的開展概略計(jì)算機(jī)的開展概略 n一、計(jì)算機(jī)的開展概略一、計(jì)算機(jī)的開展概略 n第一代：電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代第一代：電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代1947195719471957n第二代：晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代第二代：晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代1958196419581964n第三代：集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代第三代：集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代1964196419721972n第四代：超大規(guī)模集成電路第四代：超大規(guī)模集成電路VLSIVLSI計(jì)計(jì)算機(jī)時(shí)代算機(jī)時(shí)代n 1

7、9721972年年 。n第五代：智能計(jì)算機(jī)第五代：智能計(jì)算機(jī)19811981年年 。二、微處置器及微型計(jì)算機(jī)的開展概略二、微處置器及微型計(jì)算機(jī)的開展概略 第一代微處置器是以Intel公司1971年推出的4004，4040為代表的四位微處置機(jī)。 第二代微處置機(jī)1973年1977年，典型代表有：Intel 公司的8080、8085；Motorola公司的M6800以及Zlog公司的Z80。 第三代微處置機(jī) 第三代微機(jī)是以16位機(jī)為代表，根本上是在第二代微機(jī)的根底上開展起來(lái)的。其中Intel公司的8088。8086是在8085的根底開展起來(lái)的；M68000是Motorola公司在M6800 的根底開

8、展起來(lái)的； 第四代微處置機(jī) 以Intel公司1984年10月推出的80386CPU和1989年4月推出的80486CPU為代表。 第五代微處置機(jī)的開展更加迅猛，1993年3月被命名為PENTIUM的微處置機(jī)面世，98年P(guān)ENTIUM 2又被推向市場(chǎng)。nIntel第一塊第一塊CPU 4004,4位主理器位主理器,主頻主頻108kHz,運(yùn)算運(yùn)算速度速度0.06MIPs(Million Instructions Per Second, 每秒百萬(wàn)條指令每秒百萬(wàn)條指令),集成晶體管集成晶體管2,300個(gè)個(gè),10微米制造工微米制造工藝藝,最大尋址內(nèi)存最大尋址內(nèi)存640 bytes,消費(fèi)曰期消費(fèi)曰期1971

9、年年11月月.n8086,16位主理器位主理器,主頻主頻4.77/8/10MHZ,運(yùn)運(yùn)算速度算速度0.75MIPs,集成晶體管集成晶體管29,000個(gè)個(gè),3微微米制造工藝米制造工藝,最大尋址內(nèi)存最大尋址內(nèi)存1MB,消費(fèi)曰期消費(fèi)曰期1978年年6月月.n80486DX,DX2,DX4,3280486DX,DX2,DX4,32位主理器位主理器, ,主頻主頻25/33/50/66/75/100MHZ,25/33/50/66/75/100MHZ,總線頻率總線頻率33/50/66MHZ,33/50/66MHZ,運(yùn)算速度運(yùn)算速度2060MIPs,2060MIPs,集成集成晶體管晶體管1.2M1.2M個(gè)個(gè),

10、1,1微米制造工藝微米制造工藝,168,168針針PGA,PGA,最大尋址內(nèi)存最大尋址內(nèi)存4GB,4GB,緩存緩存8/16/32/64KB,8/16/32/64KB,消消費(fèi)曰期費(fèi)曰期19891989年年4 4月月n80486DX,DX2,DX4,3280486DX,DX2,DX4,32位主理器位主理器, ,主頻主頻25/33/50/66/75/100MHZ,25/33/50/66/75/100MHZ,總線頻率總線頻率33/50/66MHZ,33/50/66MHZ,運(yùn)算速度運(yùn)算速度2060MIPs,2060MIPs,集成晶體管集成晶體管1.2M1.2M個(gè)個(gè),1,1微米制造工藝微米制造工藝,168

11、,168針針PGA,PGA,最大尋址內(nèi)存最大尋址內(nèi)存4GB,4GB,緩存緩存8/16/32/64KB,8/16/32/64KB,消費(fèi)曰期消費(fèi)曰期19891989年年4 4月月nPentium 4 (478Pentium 4 (478針針),),至今分為三種中心至今分為三種中心:Willamette:Willamette中心中心( (主頻主頻1.5G1.5G起起,FSB400MHZ,0.18,FSB400MHZ,0.18微米制造工微米制造工藝藝 ) , N o r t h w o o d) , N o r t h w o o d 中 心中 心 ( ( 主 頻主 頻1.6G3.0G,FSB533M

12、HZ,0.131.6G3.0G,FSB533MHZ,0.13微米制造工藝微米制造工藝, , 二級(jí)緩二級(jí)緩存存 5 1 2 K ) , P r e s c o t t5 1 2 K ) , P r e s c o t t 中 心中 心 ( ( 主 頻主 頻 2 . 8 G2 . 8 G起起,FSB800MHZ,0.09,FSB800MHZ,0.09微米制造工藝微米制造工藝,1M,1M二級(jí)緩存二級(jí)緩存,13,13條條全新指令集全新指令集SSE3),SSE3),消費(fèi)曰期消費(fèi)曰期20012001年年7 7月月. .n更大的緩存、更高的頻率、 n超級(jí)流水線、分支預(yù)測(cè)、亂序執(zhí)行n超線程技術(shù) 微型計(jì)算機(jī)組成

13、構(gòu)造微型計(jì)算機(jī)組成構(gòu)造微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件微型計(jì)算機(jī)主機(jī)微處置器微處置器 (CPU)軟件外圍設(shè)備運(yùn)算器控制器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 (內(nèi)存內(nèi)存)RAMROM外部設(shè)備輔助設(shè)備 輸入設(shè)備(鍵盤、掃描儀、語(yǔ)音識(shí)別儀) 輸出設(shè)備(顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、) 輔助存儲(chǔ)器(磁帶、磁盤、光盤)輸入輸入/ /輸出接口輸出接口(PIO(PIO、SIOSIO、CTCCTC、ADCADC、DAC)DAC) (I/O (I/O接口接口) ) 總線 (AB、DB、CB)系統(tǒng)軟件(操作系統(tǒng)，編輯、編譯程序，缺點(diǎn)診斷,監(jiān)控程序)運(yùn)用軟件(科學(xué)計(jì)算，工業(yè)控制，數(shù)據(jù)處置)程序設(shè)計(jì)言語(yǔ)(機(jī)器言語(yǔ)、匯編言語(yǔ)、高級(jí)言語(yǔ))電源電路時(shí)鐘電路單片機(jī)簡(jiǎn)

14、介單片機(jī)簡(jiǎn)介n單片機(jī)即單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)，是將計(jì)算機(jī)主機(jī)單片機(jī)即單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)，是將計(jì)算機(jī)主機(jī)(CPU、 內(nèi)內(nèi)存和存和I/O接口接口)集成在一小塊硅片上的微型機(jī)。集成在一小塊硅片上的微型機(jī)。n單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)有單片單板機(jī)和仿真器。實(shí)現(xiàn)單單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)有單片單板機(jī)和仿真器。實(shí)現(xiàn)單片機(jī)運(yùn)用系統(tǒng)的硬、軟件開發(fā)。片機(jī)運(yùn)用系統(tǒng)的硬、軟件開發(fā)。n單片機(jī)為工業(yè)測(cè)控而設(shè)計(jì)，又稱微控制器。具有單片機(jī)為工業(yè)測(cè)控而設(shè)計(jì)，又稱微控制器。具有三高優(yōu)勢(shì)三高優(yōu)勢(shì)(集成度高、可靠性高、性價(jià)比高集成度高、可靠性高、性價(jià)比高)。n主要運(yùn)用于工業(yè)檢測(cè)與控制、計(jì)算機(jī)外設(shè)、智能主要運(yùn)用于工業(yè)檢測(cè)與控制、計(jì)算機(jī)外設(shè)、智能儀器儀表、通訊設(shè)備

15、、家用電器等。儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等。 特別適宜于特別適宜于嵌入式微型機(jī)運(yùn)用系統(tǒng)。嵌入式微型機(jī)運(yùn)用系統(tǒng)。n三、計(jì)算機(jī)編程言語(yǔ)的開展概略三、計(jì)算機(jī)編程言語(yǔ)的開展概略 n機(jī)器言語(yǔ)機(jī)器言語(yǔ) 機(jī)器言語(yǔ)就是機(jī)器言語(yǔ)就是0 0，1 1碼言語(yǔ)，碼言語(yǔ)，是計(jì)算機(jī)獨(dú)一能了解并直接執(zhí)行的言語(yǔ)。是計(jì)算機(jī)獨(dú)一能了解并直接執(zhí)行的言語(yǔ)。n匯編言語(yǔ)匯編言語(yǔ) 用一些助記符號(hào)替代用用一些助記符號(hào)替代用0 0，1 1碼描畫的某種機(jī)器的指令系統(tǒng)，匯編言碼描畫的某種機(jī)器的指令系統(tǒng)，匯編言語(yǔ)就是在此根底上完善起來(lái)的。語(yǔ)就是在此根底上完善起來(lái)的。n高級(jí)言語(yǔ)高級(jí)言語(yǔ) BASICBASIC，PASCALPASCAL，C C言語(yǔ)等等。

16、言語(yǔ)等等。用高級(jí)言語(yǔ)編寫的程序稱源程序，它們用高級(jí)言語(yǔ)編寫的程序稱源程序，它們必需經(jīng)過(guò)編譯或解釋，銜接等步驟才干必需經(jīng)過(guò)編譯或解釋，銜接等步驟才干被計(jì)算機(jī)處置。被計(jì)算機(jī)處置。 n面向?qū)ο笱哉Z(yǔ)面向?qū)ο笱哉Z(yǔ) C+C+，JavaJava等編程言語(yǔ)是等編程言語(yǔ)是面向?qū)ο蟮难哉Z(yǔ)。面向?qū)ο蟮难哉Z(yǔ)。表達(dá)式表達(dá)式進(jìn)位原則進(jìn)位原則組成數(shù)碼組成數(shù)碼第第i位權(quán)位權(quán)標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符十進(jìn)制十進(jìn)制逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一0 09 910iD二進(jìn)制二進(jìn)制逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一0 0和和1 12iB八進(jìn)制八進(jìn)制逢八進(jìn)一逢八進(jìn)一0 07 78iQ十六進(jìn)十六進(jìn)制制逢十六進(jìn)逢十六進(jìn)一一0 09,A9,AF F16iH按進(jìn)位的方法進(jìn)展計(jì)數(shù)，稱為進(jìn)位計(jì)

17、數(shù)制; 常見的計(jì)數(shù)制有：十進(jìn)制；二進(jìn)制；八進(jìn)制; 十六進(jìn)制。1.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制1.3微型計(jì)算機(jī)中信息的表示及運(yùn)算根底n任何一個(gè)任何一個(gè)P進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)S都可以表示為：都可以表示為：n n-1n S=(SiPi)n i=-mn 其中：其中：P為計(jì)數(shù)制基數(shù)，為計(jì)數(shù)制基數(shù)，Si表示第表示第i位的數(shù)位的數(shù)碼碼n一、二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換一、二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換n 將二進(jìn)制數(shù)按權(quán)相加即可。例如：將二進(jìn)制數(shù)按權(quán)相加即可。例如： n1.3.2 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換:10110.1012 1*24+0*23+1*22+1*21+0*20+1*2-1+0*2-2+1*2-3(2

18、2.625)10起始位從起始位從0 0開場(chǎng)開場(chǎng)n二、二進(jìn)制與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換二、二進(jìn)制與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換n24=16 ，四位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)一位十六進(jìn)，四位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)一位十六進(jìn)制數(shù)。制數(shù)。n舉例：舉例：n3AF.2H = 0011 1010 1111.0010 3AF.2H = 0011 1010 1111.0010 1110101111.001B 1110101111.001B n1111101.11B = 0111 1101.1100 = 7D.CH 1111101.11B = 0111 1101.1100 = 7D.CH 三、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二、十六進(jìn)制數(shù)n整數(shù)、小數(shù)分別轉(zhuǎn)換整數(shù)、小

19、數(shù)分別轉(zhuǎn)換 n1.整數(shù)轉(zhuǎn)換法整數(shù)轉(zhuǎn)換法n“除基取余：十進(jìn)制整數(shù)不斷除以轉(zhuǎn)換進(jìn)制基數(shù)，直至除基取余：十進(jìn)制整數(shù)不斷除以轉(zhuǎn)換進(jìn)制基數(shù)，直至商為商為0。每除一次取一個(gè)余數(shù)，從低位排向高位。舉例：。每除一次取一個(gè)余數(shù)，從低位排向高位。舉例：例：39轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)39 =100111B2 39 1 b0 2 19 1 b1 2 9 1 b2 2 4 0 b3 2 2 0 b4 2 1 1 b5 0 例：208轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù) 208 = D0H16 208 余 016 13 余 13 = DH 0n2. 小數(shù)轉(zhuǎn)換法n“乘基取整：用轉(zhuǎn)換進(jìn)制的基數(shù)乘以小數(shù)部分，直至小數(shù)為0或到達(dá)轉(zhuǎn)換精度要求的位數(shù)。每乘一次

20、取一次整數(shù)，從最高位排到最低位。舉例：1. 0.625轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)0.625 2 = 1.250 1 (b-1)0.25 2 = 0.5 0 0 (b-2)0.5 2= 1.01 (b-3)0.625 = 0.101B2. 0.625轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù) 0.625 16 = 10.0 0.625 = 0.AH1.3.3 帶符號(hào)數(shù)的表示方法帶符號(hào)數(shù)的表示方法 機(jī)器中，數(shù)的符號(hào)用機(jī)器中，數(shù)的符號(hào)用“0 0、“1 1 表示。表示。 最高位作符號(hào)位，最高位作符號(hào)位，“0 0表示表示“+ +，“1 1表示表示“- -。n機(jī)器數(shù)：機(jī)器中數(shù)的表示方式。機(jī)器數(shù)：機(jī)器中數(shù)的表示方式。n真值：真值： 機(jī)器數(shù)所代表

21、的實(shí)踐數(shù)值。機(jī)器數(shù)所代表的實(shí)踐數(shù)值。n舉例舉例:一個(gè)一個(gè)8位機(jī)器數(shù)與它的真值對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：位機(jī)器數(shù)與它的真值對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：n 真值：真值：X1=+84=+1010100B X2=-84= -1010100B n 機(jī)器數(shù)：機(jī)器數(shù)：X1機(jī)機(jī)= 01010100 X2機(jī)機(jī)= 11010100一機(jī)器數(shù)與真值一機(jī)器數(shù)與真值n最高位為符號(hào)位，0表示 “+，1表示“。n數(shù)值位與真值數(shù)值位一樣。n例 8位原碼機(jī)器數(shù)：n 真值： x1 = +1010100B x2 = 1010100B n 機(jī)器數(shù)：x1原 = 01010100 x2原 = 11010100n原碼表示簡(jiǎn)單直觀,但0的表示不獨(dú)一，加減運(yùn)算復(fù)雜。1、

22、原碼、原碼(True Form)(二二)原碼、反碼、補(bǔ)碼原碼、反碼、補(bǔ)碼n正數(shù)的反碼與原碼表示一樣。正數(shù)的反碼與原碼表示一樣。 n 負(fù)數(shù)反碼符號(hào)位為負(fù)數(shù)反碼符號(hào)位為 1 1，數(shù)值位為原碼數(shù)值各位取，數(shù)值位為原碼數(shù)值各位取反。反。n例例 8 8位反碼機(jī)器數(shù)：位反碼機(jī)器數(shù)：n x= +4 x= +4： x x原原= 00000100= 00000100 xx反反= = 0000010000000100n x= -4x= -4： x x原原= 10000100 x= 10000100 x反反= = 11111011111110112、反碼、反碼Ones Complement3、補(bǔ)碼、補(bǔ)碼Twos C

23、omplementn正數(shù)的補(bǔ)碼表示與原碼一樣。正數(shù)的補(bǔ)碼表示與原碼一樣。 n 負(fù)數(shù)補(bǔ)碼等于負(fù)數(shù)補(bǔ)碼等于2n2nabsabsx x，n n是是x x的位數(shù)的位數(shù)例：求例：求 8位補(bǔ)碼機(jī)器數(shù)：位補(bǔ)碼機(jī)器數(shù)：x=+4 x原原=x反反=x補(bǔ)補(bǔ)= 00000100 x=-4 x原原 = 10000100 x反反 = 11111011 x補(bǔ)補(bǔ) = 10000000000000100 = 11111100n補(bǔ)碼反碼加補(bǔ)碼反碼加1 1。n補(bǔ)碼表示的優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)碼表示的優(yōu)點(diǎn)：n0 0的表示獨(dú)一，加減運(yùn)算方便。的表示獨(dú)一，加減運(yùn)算方便。8位機(jī)器數(shù)表示的真值8 位機(jī)器數(shù)有符號(hào)數(shù)十六進(jìn)制二進(jìn)制無(wú)符號(hào)數(shù)原碼反碼補(bǔ)碼0001

24、7F80FEFF00000000000000010111111110000000111111101111111101127128254255+0+1+127- 0-126-127+0+1+127- 127- 1- 0+0+1+127-128- 2- 1三三 原碼和補(bǔ)碼的相互轉(zhuǎn)換原碼和補(bǔ)碼的相互轉(zhuǎn)換1 1 正數(shù)正數(shù)2 2 負(fù)數(shù)負(fù)數(shù) 原碼轉(zhuǎn)為補(bǔ)碼：符號(hào)位不變，其他位按位原碼轉(zhuǎn)為補(bǔ)碼：符號(hào)位不變，其他位按位 取反加取反加1。正數(shù)的原碼和補(bǔ)碼一樣正數(shù)的原碼和補(bǔ)碼一樣例例留意留意1 1、補(bǔ)碼中的、補(bǔ)碼中的-128-128無(wú)法用原碼表示。無(wú)法用原碼表示。2 2、補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換為真值方法：連同符號(hào)位一同按、補(bǔ)碼轉(zhuǎn)

25、換為真值方法：連同符號(hào)位一同按位取反在最低位加位取反在最低位加1 1后，便可得到真值的絕對(duì)后，便可得到真值的絕對(duì)值。值。85的原碼的原碼: 010101018585補(bǔ)補(bǔ)=01010101=01010101-85-85補(bǔ)補(bǔ)=10101011=10101011 - 85 - 85的原碼的原碼: 11010101: 11010101( (四四) )補(bǔ)碼的加減運(yùn)算補(bǔ)碼的加減運(yùn)算1 1 規(guī)那規(guī)那么么例例1 1 自動(dòng)喪失自動(dòng)喪失將減數(shù)取補(bǔ)負(fù)然后相加將減數(shù)取補(bǔ)負(fù)然后相加(1) X(1) X補(bǔ)補(bǔ)+Y+Y補(bǔ)補(bǔ)=X+Y=X+Y補(bǔ)補(bǔ)求求-84-84和和-19-19的補(bǔ)碼之和的補(bǔ)碼之和1010110010101100

26、+ + 1 10011001-84-84-19-191110110111101101-84-84補(bǔ)補(bǔ)+-19+-19補(bǔ)補(bǔ)=-103=-103補(bǔ)補(bǔ)=10011001=10011001取負(fù)取負(fù)( (補(bǔ)補(bǔ)) )運(yùn)算運(yùn)算 將補(bǔ)碼連同符號(hào)位一同按位取反加將補(bǔ)碼連同符號(hào)位一同按位取反加1 1-84-84補(bǔ)補(bǔ)=10101100=101011008484補(bǔ)補(bǔ)=01010100=01010100(2) X(2) X補(bǔ)補(bǔ)-Y-Y補(bǔ)補(bǔ)= X= X補(bǔ)補(bǔ)+-Y+-Y補(bǔ)補(bǔ)= X-Y= X-Y補(bǔ)補(bǔ)例例2 2 求求8484和和4646的補(bǔ)碼之和的補(bǔ)碼之和0101010001010100+ + 10000010 84 84464600101110001011103 3 溢出溢出 假設(shè)符號(hào)一樣的數(shù)相加，產(chǎn)生的結(jié)果的假設(shè)符號(hào)一樣的數(shù)相加，產(chǎn)生的結(jié)果的符號(hào)符號(hào) 發(fā)生了變化。此時(shí)產(chǎn)生的結(jié)果不可用發(fā)生了變化。此時(shí)產(chǎn)生的結(jié)果不可用-126-126溢出產(chǎn)生的緣由：超出補(bǔ)碼表示的范圍。溢出產(chǎn)生的緣由：超出補(bǔ)碼表示的范圍。能夠發(fā)生的情況：同號(hào)相加，異號(hào)相減能夠發(fā)生的情況：同號(hào)相加，異號(hào)相減1.3.4 二進(jìn)制編碼例：求十進(jìn)