第一章 微機中的數(shù)據(jù)類型

1、微型計算機原理學時：64理論指導(dǎo)實踐課程課程性質(zhì)及教學目的 微機原理與接口技術(shù)是工科計算機及其相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。 本課程幫助學生掌握微型計算機的硬件組成及使用；學會運用匯編語言進行程序設(shè)計；樹立起計算機體系結(jié)構(gòu)的基本概念；為后繼的軟、硬件課程做好鋪墊。教材及參考書目n1.80 x86匯編語言程序設(shè)計沈美明、溫冬嬋 編著， 清華大學出版社，2001年9月n2. IBM Pc匯編語言與程序設(shè)計第4版：英文埃布爾著一影印版，清華大學出版社，19982n3. IBM PC匯編語言程序設(shè)計實驗教程，沈美明 溫冬蟬 張赤紅，清華大學出版社教學要求n不遲到，不早退，不曠課n課前預(yù)習n課堂

2、作筆記，認真完成相應(yīng)的課堂作業(yè)n課后認真完成相關(guān)作業(yè)n作好實驗教學效果1.掌握數(shù)制、碼制等基礎(chǔ)理論知識，能較熟練的進行掌握數(shù)制、碼制等基礎(chǔ)理論知識，能較熟練的進行碼制轉(zhuǎn)換，了解數(shù)字的各種計算機存儲方式碼制轉(zhuǎn)換，了解數(shù)字的各種計算機存儲方式2.了解計算機組成及其基本原理了解計算機組成及其基本原理3.掌握掌握80 x86的不同尋址方式，并能區(qū)別各種不同尋的不同尋址方式，并能區(qū)別各種不同尋址方式的異同。址方式的異同。4.熟練掌握熟練掌握80 x86的指令系統(tǒng)，能夠用的指令系統(tǒng)，能夠用80 x86指令系指令系統(tǒng)編寫基本的程序塊。統(tǒng)編寫基本的程序塊。5.掌握掌握80 x86匯編的編程方式，掌握循環(huán)、分支

3、、子匯編的編程方式，掌握循環(huán)、分支、子程序等基本程序結(jié)構(gòu)。程序等基本程序結(jié)構(gòu)。6.在了解基礎(chǔ)上進一步掌握宏匯編程序設(shè)計技術(shù)。在了解基礎(chǔ)上進一步掌握宏匯編程序設(shè)計技術(shù)。7.掌握微機接口技術(shù)和幾個主要芯片的基本結(jié)構(gòu)、初掌握微機接口技術(shù)和幾個主要芯片的基本結(jié)構(gòu)、初始化和應(yīng)用編程。始化和應(yīng)用編程。考核方式n平時成績：30（到課10，作業(yè)20）n考試成績：7011緒緒論論1946年年2月月15日日世界第一臺電子計世界第一臺電子計算機問世算機問世1946年世界上第一臺電子計算機由美年世界上第一臺電子計算機由美國賓夕法尼亞大學研制成功。盡管它重達國賓夕法尼亞大學研制成功。盡管它重達30噸，占噸，占地地170

4、平方米，耗電平方米，耗電140千瓦，用了千瓦，用了18800多個電子多個電子管，每秒鐘僅能做管，每秒鐘僅能做5000次加法次加法.這臺計算機有五個基本部件：輸入器、輸出器、這臺計算機有五個基本部件：輸入器、輸出器、運算器、存儲器和控制器，奠定了當代電子數(shù)字計運算器、存儲器和控制器，奠定了當代電子數(shù)字計算機體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。算機體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。 運作了九年之久。吃電很兇，運作了九年之久。吃電很兇，據(jù)傳據(jù)傳ENIAC每每次一開機，整個費城西區(qū)的電燈都為之黯然失色。次一開機，整個費城西區(qū)的電燈都為之黯然失色。另外，真空管的損耗率相當高，幾乎每另外，真空管的損耗率相當高，幾乎每15分鐘就分鐘就可能燒掉一

5、支真空管，操作人員須花可能燒掉一支真空管，操作人員須花15分鐘以上分鐘以上的時間才能找出壞掉的管子，使用上極不方便。的時間才能找出壞掉的管子，使用上極不方便。曾有人調(diào)侃道：曾有人調(diào)侃道：“只要那部機器可以連續(xù)運轉(zhuǎn)五只要那部機器可以連續(xù)運轉(zhuǎn)五天，而沒有一只真空管燒掉，發(fā)明人就要額手稱天，而沒有一只真空管燒掉，發(fā)明人就要額手稱慶了慶了”。n n第二代計算機晶體管電子計算機 主要器件逐步由電子管改為晶體管，因而縮小了體積，降低了功耗，提高了速度和可靠性，而且價格也不斷下降。后來又采用了磁心存儲器，使速度得到進一步提高。 工作特點是程序控制、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)字編碼程序控制、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)字編碼電子計算機工作

6、的基礎(chǔ)電子計算機工作的基礎(chǔ)幾個概念n控制器、控制器、CPUn計算機主機計算機主機n計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件系統(tǒng)n計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)n計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)n字長：字長：CPUCPU并行處理二進制的數(shù)據(jù)位數(shù)。并行處理二進制的數(shù)據(jù)位數(shù)。8 8位位 機、機、1616位機、位機、3232位機和位機和6464位機。位機。12 計算機的發(fā)展概況 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)域的信息處理，需要超大容量、高尖端科技領(lǐng)域的信息處理，需要超大容量、高速度速度n智能化智能化 模擬人類大腦思維和交流方式，多種處理能力模擬人類大腦思維和交流方式，多種處理能力n系列化、標

7、準化系列化、標準化 便于各種計算機硬、軟件兼容和升級便于各種計算機硬、軟件兼容和升級n網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化 網(wǎng)絡(luò)計算機和信息高速公路網(wǎng)絡(luò)計算機和信息高速公路n多機系統(tǒng)多機系統(tǒng) 大型設(shè)備、生產(chǎn)流水線集中管理大型設(shè)備、生產(chǎn)流水線集中管理( (獨立控制、獨立控制、 故障分散、資源共享故障分散、資源共享) )n摩爾定律:單個芯片中的晶體管數(shù)目每年能夠翻一番。n摩爾定律的影響:n1) 在芯片集成度快速增長的期間，單個芯片的成本幾乎沒有變化，這意味著計算機邏輯電路和存儲器電路的成本顯著下降。n2) 因為在集成度更高的芯片中邏輯和存儲器單元的位置更靠近，電路長度更短，所以提高了工作速度。n3) 計算機變得更小，更容

8、易放置在各種環(huán)境中。n4) 減少了電能消耗及對冷卻的要求。n5) 集成電路內(nèi)部的連接比芯片間的連接更可靠，由干芯片中的電路增加，芯片間的連接變得更少。 n系列機具有以下特性：n1) 相同的或相似的指令集：多數(shù)情況下，系列中的所有成員都其有完全相同的指令集。這樣，能夠在一臺機器上執(zhí)行的指令同樣也能在另一臺機器上執(zhí)行。某些情況下，系列中低端產(chǎn)品的指令集是高端產(chǎn)品的一個子集。這意味著程序可以向上而不能向下移植。n2) 相似或相同的操作系統(tǒng)：產(chǎn)品家族中的所有成員都有相同的基本操作系統(tǒng)。有些情況下，高端成員會增添一些新特性。n3) 更高的速度：成員機器從低端到高端，指令執(zhí)行速度從低到高。n4) 更多的I

9、/O端口數(shù)：成員機器從低端到高端，I/O端口數(shù)越來越多。n5) 更大的內(nèi)存容量：成員機器從低端到高端，內(nèi)存容量越來越大。n6) 成本增加：成員機器從低端到高端，成本越來越高。n第四代計算機超大規(guī)模集成電路計算機設(shè)計方法和設(shè)計工具的重視 n第五代計算機普適計算機 信息空間和信息空間的入口的矛盾嚴重限制了人們獲取信息和處理信息的能力 個人數(shù)字助理（Personal Digital Assistant，PDA）是這一代計算機的典型代表 1.2 計算機的分類n1、大型機、大型機n2、巨型機、巨型機n3、小型機、小型機n4、微型機、微型機n5、工程工作站、工程工作站n6、嵌入式計算機（目前應(yīng)用非常廣泛）

10、、嵌入式計算機（目前應(yīng)用非常廣泛）n1.3.2計算機體系結(jié)構(gòu)和計算機組成計算機體系結(jié)構(gòu)和計算機組成n計算機體系結(jié)構(gòu)是指那些能夠被程序員所見到的計算機系統(tǒng)的屬性，即概念性的結(jié)構(gòu)與功能特性，通常是指用機器語言的程序員（也包括匯編語言程序設(shè)計者和匯編程序設(shè)計者）所看到的傳統(tǒng)機器的屬性，包括指令集、數(shù)據(jù)類型、存儲器尋址技術(shù)和I/O處理機等，大都屬于抽象的屬性。 n計算機組成是指如何實現(xiàn)計算機體系結(jié)構(gòu)所體現(xiàn)的屬性，它包含了許多對程序員來說是透明的硬件細節(jié)。指令系統(tǒng)體現(xiàn)機器的屬性，這些屬于計算機結(jié)構(gòu)的范疇。只要兩臺機器的指令系統(tǒng)相同時，就可以認為它們具有相同的體系結(jié)構(gòu)。 1.4 計算機的基本組成n1.4.

11、1馮馮諾伊曼計算機的特點諾伊曼計算機的特點n1）計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入裝置和輸出裝置五大部件組成；n2）指令與數(shù)據(jù)以同等地位存放于存儲器內(nèi)，并可按地址訪問；n3）指令和數(shù)據(jù)均用二進制碼表示；n4）指令由操作碼和地址碼組成，操作碼用來表示操作的性質(zhì)，地址碼用來表示操作數(shù)所在存儲器中的位置；n5）指令在存儲器內(nèi)按順序存放。通常，指令是順序執(zhí)行的，在特定條件下，可根據(jù)運算結(jié)果或根據(jù)設(shè)定的條件改變執(zhí)行順序；n6）機器以運算器為中心，輸入輸出設(shè)備與存儲器的數(shù)據(jù)傳送通過運算器。12計算機的發(fā)展概況計算機的發(fā)展概況 n一、計算機的發(fā)展概況一、計算機的發(fā)展概況第一代：電子管計算機時代（第一代：電

12、子管計算機時代（19471957）第二代：晶體管計算機時代（第二代：晶體管計算機時代（19581964）第三代：集成電路計算機時代（第三代：集成電路計算機時代（19641972）第四代：超大規(guī)模集成電路（第四代：超大規(guī)模集成電路（VLSI）計算機時代）計算機時代（1972年年）。）。第五代：智能計算機（第五代：智能計算機（1981年年）。）。二、微處理器及微型計算機的發(fā)展概況二、微處理器及微型計算機的發(fā)展概況 第一代微處理器第一代微處理器是以是以Intel公司公司1971年推出的年推出的4004，4040為代為代表的四位微處理機。表的四位微處理機。第二代微處理機第二代微處理機（1973年年19

13、77年），典型代表有：年），典型代表有：Intel公公司的司的8080、8085；Motorola公司的公司的M6800以及以及Zlog公司的公司的Z80。第三代微處理機第三代微處理機第三代微機是以第三代微機是以16位機為代表，基本上是在位機為代表，基本上是在第二代微機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。其中第二代微機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。其中Intel公司的公司的8088。8086是在是在8085的基礎(chǔ)發(fā)展起來的；的基礎(chǔ)發(fā)展起來的；M68000是是Motorola公司公司在在M6800的基礎(chǔ)發(fā)展起來的；的基礎(chǔ)發(fā)展起來的；第四代微處理機第四代微處理機以以Intel公司公司1984年年10月推出的月推出的8038

14、6CPU和和1989年年4月推出的月推出的80486CPU為代表，為代表，第五代微處理機第五代微處理機的發(fā)展更加迅猛，的發(fā)展更加迅猛，1993年年3月被命名為月被命名為PENTIUM的微處理機面世，的微處理機面世，98年年P(guān)ENTIUM2又被推向市場。又被推向市場。INTELCPU發(fā)展歷史發(fā)展歷史nIntel第一塊第一塊CPU4004,4位主理器位主理器,主頻主頻108kHz,運算速度運算速度0.06MIPs(MillionInstructionsPerSecond,每秒百萬條指每秒百萬條指令令),集成晶體管集成晶體管2,300個個,10微米微米制造工藝制造工藝,最最大尋址內(nèi)存大尋址內(nèi)存640

15、bytes,生產(chǎn)曰期生產(chǎn)曰期1971年年11月月.n8085,8位主理器位主理器,主頻主頻5M,運算速度運算速度0.37MIPs,集成晶體管集成晶體管6,500個個,3微米微米制造工制造工藝藝,最大尋址內(nèi)存最大尋址內(nèi)存64KB,生產(chǎn)曰期生產(chǎn)曰期1976年年 n8086,16位主理器位主理器,主頻主頻4.77/8/10MHZ,運算運算速度速度0.75MIPs,集成晶體管集成晶體管29,000個個,3微米微米制造工藝制造工藝,最大尋址內(nèi)存最大尋址內(nèi)存1MB,生產(chǎn)曰期生產(chǎn)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

16、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,運算速度運算速度2060MIPs,2060MIPs,集成晶集成晶體管體管1.2M1.2M個個, ,1 1微米微米制造工藝制造工藝,168,168針針PGA,PGA,最最大尋址內(nèi)存大尋址內(nèi)存4GB,4GB,緩存緩存8/16/32/64KB,8/16/32/64KB,生產(chǎn)曰生產(chǎn)曰期期19891989年年4 4月月 nCeleronCeleron一代一代, , 主頻主頻266/300MHZ(266/300MHz w/o L2 cache, 266/3

17、00MHZ(266/300MHz w/o L2 cache, CovingtonCovington芯心芯心 (Klamath (Klamath based),300A/333/366/400/433/466/500/5based),300A/333/366/400/433/466/500/533MHz w/128kB L2 cache, Mendocino33MHz w/128kB L2 cache, Mendocino核心核心 (Deschutes-based), (Deschutes-based), 總線頻率總線頻率66MHz,66MHz,0.250.25微米微米制造工藝制造工藝, ,生產(chǎn)

18、曰期生產(chǎn)曰期19981998年年4 4月月) ) nPentium 4 (478Pentium 4 (478針針),),至今分為三種核至今分為三種核心心 : W i l l a m e t t e: W i l l a m e t t e 核 心核 心 ( ( 主 頻主 頻 1 . 5 G1 . 5 G起起 , F S B 4 0 0 M H Z , 0 . 1 8, F S B 4 0 0 M H Z , 0 . 1 8 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 核 心核 心 ( ( 主 頻主 頻1.6G3

19、.0G,FSB533MHZ,0.131.6G3.0G,FSB533MHZ,0.13微米制造工藝微米制造工藝, , 二級緩存二級緩存512K),Prescott512K),Prescott核心核心( (主頻主頻2.8G2.8G起起,FSB800MHZ,FSB800MHZ,0.090.09微米微米制造工藝制造工藝,1M,1M二級二級緩存緩存,13,13條全新指令集條全新指令集SSE3),SSE3),生產(chǎn)曰期生產(chǎn)曰期20012001年年7 7月月. . n更大的緩存、更高的頻率、 n超級流水線、分支預(yù)測、亂序執(zhí)行n超線程技術(shù) 微型計算機組成結(jié)構(gòu)微型計算機組成結(jié)構(gòu)微型計算機系統(tǒng)硬件微型計算機（主機）微

20、處理器微處理器 (CPU)軟件外圍設(shè)備運算器控制器存儲器存儲器 (內(nèi)存)RAMROM外部設(shè)備輔助設(shè)備 輸入設(shè)備(鍵盤、掃描儀、語音識別儀) 輸出設(shè)備(顯示器、打印機、繪圖儀、) 輔助存儲器(磁帶、磁盤、光盤)輸入輸入/ /輸出接口輸出接口(PIO、SIO、CTC、ADC、DAC) (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，故障診斷,監(jiān)控程序)應(yīng)用軟件(科學計算，工業(yè)控制，數(shù)據(jù)處理)程序設(shè)計語言(機器語言、匯編語言、高級語言)電源電路時鐘電路單片機簡介單片機簡介n單片機即單片機微型計算機，單片機即單片機微型計算機，是將計算機主機是將計算機主機(CPU(CP

21、U、 內(nèi)存和內(nèi)存和I/I/O接口接口) )集成在一小塊硅片上的微型機集成在一小塊硅片上的微型機。n單片機開發(fā)系統(tǒng)有單片單板機和仿真器。實現(xiàn)單單片機開發(fā)系統(tǒng)有單片單板機和仿真器。實現(xiàn)單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬、軟件開發(fā)。片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬、軟件開發(fā)。n單片機為工業(yè)測控而設(shè)計，又稱微控制器單片機為工業(yè)測控而設(shè)計，又稱微控制器。具有具有三高優(yōu)勢三高優(yōu)勢(集成度高、可靠性高、性價比高集成度高、可靠性高、性價比高)。n主要應(yīng)用于工業(yè)檢測與控制、計算機外設(shè)、智能主要應(yīng)用于工業(yè)檢測與控制、計算機外設(shè)、智能儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等。儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等。 特別適合于特別適合于嵌入式微型機應(yīng)用系統(tǒng)。嵌入式

22、微型機應(yīng)用系統(tǒng)。n三、計算機編程語言的發(fā)展概況三、計算機編程語言的發(fā)展概況 機器語言機器語言機器語言就是0，1碼語言，是計算機唯一能理解并直接執(zhí)行的語言。匯編語言匯編語言用一些助記符號代替用0，1碼描述的某種機器的指令系統(tǒng)，匯編語言就是在此基礎(chǔ)上完善起來的。高級語言高級語言BASIC，PASCAL，C語言等等。用高級語言編寫的程序稱源程序，它們必須通過編譯或解釋，連接等步驟才能被計算機處理。 面向?qū)ο笳Z言面向?qū)ο笳Z言C+，Java等編程語言是面向?qū)ο蟮恼Z言。通用計算機分類n通用計算機分為6類，其區(qū)別在于體積、復(fù)雜度、功耗、性能指標、數(shù)據(jù)存儲容量、指令系統(tǒng)規(guī)模和價格超級計算機（Supercomp

23、uter）大型機（Mainframe）服務(wù)器（Server）工作站（Workstation）微型機（Microcomputer）單片機（Single-Chip Computer）微機中的數(shù)據(jù)類型n一、數(shù)據(jù)類型 帶符號整數(shù)無符號整數(shù)BCD數(shù)字符串位浮點數(shù)n二、數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲方式 字節(jié)為單位 高位字節(jié)占高地址 低位字節(jié)占低地址n三、數(shù)的進位制約定nBnHnDn各種進制之間的轉(zhuǎn)換！n（一）（一） 十進制十進制N ND Dn有十個數(shù)碼：有十個數(shù)碼：0 09 9，逢十進一。，逢十進一。例例 1234.5=11234.5=110103 3 +2+210102 2 +3+310101 1 +4+4101

24、00 0 +5+51010- -1 1n加權(quán)展開式以加權(quán)展開式以1010稱為基數(shù)，各位系數(shù)為稱為基數(shù)，各位系數(shù)為0 09 9，1010i i為為權(quán)。權(quán)。一般表達式：一般表達式：nN ND D= d= dn-1n-11010n-1n-1+d+dn-2n-21010n-2 n-2 + +d+d0 010100 0 +d+d-1-11010-1-1+ +一、數(shù)的表示一、數(shù)的表示n（二）（二） 二進制二進制N NB Bn兩個數(shù)碼：兩個數(shù)碼：0 0、1, 1, 逢二進一逢二進一。例例 1101.101=11101.101=12 23 3+1+12 22 2+0+02 21 1+1+12 20 0+1+1

25、2 2- -1 1+1+12 2-3-3 n加權(quán)展開式以加權(quán)展開式以2 2為基數(shù)，各位系數(shù)為為基數(shù)，各位系數(shù)為0 0、1 1， 2 2i i為為權(quán)。權(quán)。一般表達式：一般表達式： N NB B = b = bn-1n-12 2n-1 n-1 + b+ bn-2n-22 2n-2 n-2 + +b+b0 02 20 0 +b+b-1-12 2-1-1+ +n（三）十六進制（三）十六進制N NH Hn十六個數(shù)碼十六個數(shù)碼0 09 9、A AF F，逢十六進一，逢十六進一。例：例：DFC.8=13DFC.8=1316162 2 +15 +1516161 1 +12 +1216160 0 +8 +816

26、16-1-1 n展開式以十六為基數(shù)，各位系數(shù)為展開式以十六為基數(shù)，各位系數(shù)為0 09 9，A AF F，1616i i為權(quán)。為權(quán)。一般表達式：一般表達式：N NH H= h= hn-1n-11616n-1n-1+ h+ hn-2n-21616n-2n-2+ + h+ h0 016160 0+ h+ h-1-11616- -1 1+ +不同進位記數(shù)制對照表 十進制 二進制 十六進制 十進制 二進制 十六進制 0 0000 0 8 1000 8 1 0001 1 9 1001 9 2 0010 2 10 1010 A 3 0011 3 11 1011 B 4 0100 4 12 1100 C 5

27、0101 5 13 1101 D 6 0110 6 14 1110 E 7 0111 7 15 1111 F 三種數(shù)制的對應(yīng)關(guān)系 十 進 制十六進制二進制 0 0 0000 1 1 0001 2 2 0010 3 3 0011 4 4 0100 5 5 0101 6 6 0110 7 7 0111 8 8 1000 9 9 1001 10 A 1010 11 B 1011 12 C 1100 13 D 1101 14 E 1110 15 F 1111BCD碼與十進制數(shù)的轉(zhuǎn)換 二進制十進制BCD碼00000000000011000100102001000113001101004010001015

28、0101011060110011170111100081000100191001101010非法BCD碼101111非法BCD碼110012非法BCD碼110113非法BCD碼111014非法BCD碼111115非法BCD碼組合BCD碼與分離BCD碼n組合BCD碼(壓縮BCD碼)：一個字節(jié)放2位十進制數(shù)n分離BCD碼（非壓縮BCD碼）：一個字節(jié)放1位十進制數(shù)，存放在低四位，高四位與數(shù)值無關(guān)。 其它進制轉(zhuǎn)換為十進制 n方法：按進位計數(shù)制（位置計數(shù)法）展開計算后得到十進制 n例1：將二進制數(shù)1101.101轉(zhuǎn)換為十進制數(shù) 解：（1101.101）2=123+122+021+120+12-1+02-

29、2+12-3=8+4+0+1+0.5+0+0.125=13.625其它進制轉(zhuǎn)換為十進制n例2：將十六進制數(shù)2AE.4轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)解： 2AE.4H=2162+10161+14160+416-1 =512+160+14+0.25 =626.25 二進制與十六進制的相互轉(zhuǎn)換 n方法：四位二進制對應(yīng)一位十六進制（整數(shù)部分從右到左，小數(shù)部分從左到右）n例1：將1011101001.110101B轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)解：整數(shù)部分：0010 1110 1001 2 E 9小數(shù)部分：1101 0100 D 4n故1011101001.110101B=2E9.D4H 二進制與十六進制的相互轉(zhuǎn)換n 例2：將5A.

30、3BH轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)解： 5 A . 3 Bn 101 1010. 0011 1011n故5A.3BH=1011010.00111011B 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)或十六進制數(shù) n方法：整數(shù)部分除基數(shù)取余，小數(shù)部分乘基數(shù)取整。n例例1：將十進制整數(shù)（：將十進制整數(shù)（105105）1010轉(zhuǎn)換為二進制整數(shù)。轉(zhuǎn)換為二進制整數(shù)。解：解： 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)為余

31、數(shù)為1 1所以，（所以，（105105）1010（11010011101001）2 2十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)或十六進制數(shù)例例2、將十進制小數(shù)（、將十進制小數(shù)（0.8125）10轉(zhuǎn)換為二進制小數(shù)，采轉(zhuǎn)換為二進制小數(shù)，采用用“乘乘2順取整順取整”的方法，過程如下：的方法，過程如下：0.812521.625取整數(shù)位取整數(shù)位10.62521.25取整數(shù)位取整數(shù)位10.2520.5取整數(shù)位取整數(shù)位00.521.0取整數(shù)位取整數(shù)位1所以，（所以，（0.8125）10（0.1101）2注意：如果出現(xiàn)乘積的小數(shù)部分一直不為注意：如果出現(xiàn)乘積的小數(shù)部分一直不為“0”，則可以，則可以根據(jù)精度的要求截取一定的位數(shù)即

32、可。根據(jù)精度的要求截取一定的位數(shù)即可。思考：思考：1、將十進制轉(zhuǎn)換為十六進制？、將十進制轉(zhuǎn)換為十六進制？2、既有整數(shù)，又有小數(shù)部分的情況？、既有整數(shù)，又有小數(shù)部分的情況？練習n將（11.375）10,和（278.635）10轉(zhuǎn)換為二進制數(shù) n將十進制數(shù)301.6875，4978.35轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)n將BCD碼10010110和10101100.0110110轉(zhuǎn)換為二進制 練習n329.75D=( )B= （ ）BCDn87.25D=（ ）BCD=（ ）Hn11001110.011011B=( )H=( )Dn四、整數(shù)n1、無符號數(shù)n2、帶符號數(shù) 原碼 反碼 補碼 移碼正數(shù)和負數(shù)的區(qū)別正數(shù)和負

33、數(shù)的區(qū)別二進制數(shù)的運算規(guī)則：加法規(guī)則：0 + 0 = 00 + 1 = 11 + 0 = 11 + 1 = 0 （進位1）乘法規(guī)則：0 0 = 00 1 = 01 0 = 01 1 = 1十六進制的運算：法一：首先轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)，計算后得到結(jié)果；然后，將結(jié)果轉(zhuǎn)換為十六進制。法二：按照逢十六進一的規(guī)則。二進制數(shù)和十六進制數(shù)的運算計算機中的數(shù)的表示 n無符號數(shù)n有符號數(shù)無符號數(shù)n無符號數(shù)指字節(jié).字.雙字整數(shù)操作數(shù)中，對應(yīng)的8位、16位、32位二進制全部用來表示數(shù)值本身，沒有用來表示符號的位。n無符號數(shù)都是正整數(shù)。n位無符號數(shù)表示范圍：0n例：01100000B，10110000B 其十進制數(shù)為96

34、，176。 帶符號數(shù)n機器數(shù)n真值n機器數(shù)的表示法 n關(guān)于-0的問題 n整數(shù)補碼的運算 n進位和溢出 機器數(shù)機器數(shù)：一個帶符號數(shù)在機器中的表示形式。最高位定義為符號位，“0”表示正數(shù)，“1”表示負數(shù)。如：n01100000B，10110000B稱機器數(shù) 真值n真值：機器數(shù)的數(shù)值n例：X原=01011100 機器數(shù) +01011100 真值 機器數(shù)的表示法n 原碼：一個二進制數(shù)，最高位表示數(shù)的符號（0正，1負），其余各位表示數(shù)值本身。n 反碼：一個二進制數(shù)，若以2n-1為模，它的補碼稱為反碼（1補碼）。n 補碼：一個二進制數(shù)，若以2n為模，它的補碼稱為補碼（2補碼）。 機器數(shù)的表示法 正正 數(shù)數(shù)

35、負負 數(shù)數(shù)范圍（范圍（n位）位）正正0負負0原碼原碼0數(shù)值數(shù)值1絕對值絕對值 （ （ ）（）0000000010000000反碼反碼0數(shù)值數(shù)值1按位取反按位取反 （ （ ）（）0000000011111111補碼補碼0數(shù)值數(shù)值1按位取反按位取反+1（）（）0000000000000000 機器數(shù)的表示法 例1、 若X1=+1010011B X2=1010011B試求X1，X2的原碼，反碼，補碼。 解： X1原=01010011B X1反=01010011B X1補=01010011B X2原=11010011B X2反=10101100B X2補=10101101B 機器數(shù)的表示法例2.內(nèi)存中

36、有一字節(jié)，內(nèi)容是10000101，按不同格式可理解為：無符號數(shù)：133或85H原碼表示法：-5反碼表示法：-122補碼表示法：-123一個數(shù)的物理意義，由程序員決定一個數(shù)的物理意義，由程序員決定。 練習例3.內(nèi)存中有一字節(jié)，內(nèi)容是11000110，按不同格式可理解為：無符號數(shù)：原碼表示法：反碼表示法：補碼表示法：例3.內(nèi)存中有一字節(jié)，內(nèi)容是A2H，按不同格式可理解為：無符號數(shù)：原碼表示法：反碼表示法：補碼表示法：練習n已知11001000是一個數(shù)的補碼，求該數(shù)的原碼和真值數(shù)是多少？n已知01100110是一個數(shù)的補碼，求該數(shù)的真值數(shù)是什么？關(guān)于-0的問題-0補=10000000B-0補=000

37、00000B-128補=10000000B 關(guān)于-0的問題 例： -64 1100 0000 + -64 + 1100 0000 -128 11000 0000=-128補 符號位進位丟掉 -128 1000 0000 + 127 0111 1111 -1 1111 1111=-1補碼 關(guān)于-0的問題若誤認為-0補=1000 0000B運算會出錯 - 0 1000 0000+ + 1 0000 0001 + 1 1000 0001=-127補+1可將-0補=-0反+1=1111 1111+1=00000000 將十進制真值X(-127,-1,0,+1,+127)列表表示成二進制數(shù)及原碼、反碼、

38、補碼?！窘狻科渲?，0在X原，X反中有兩種表示形式。真值真值X(X(十進制十進制) )真值真值X(X(二進制二進制) )XX原原XX反反XX補補-127-127-111 1111-111 11111111 11111111 11111000 00001000 00001000 00011000 0001-1-1-000 0001-000 00011000 00011000 00011111 11101111 11101111 11111111 11110 0 0000 00000000 00001000 00001000 00001111 11111111 11110000 00000000 0

39、0000000 00000000 00000000 00000000 0000+1+1+000 0001+000 00010000 00010000 00010000 00010000 00010000 00010000 0001+127+127+111+111 1111 11110111 11110111 11110111 11110111 11110111 11110111 1111整數(shù)補碼的運算規(guī)則整數(shù)補碼的運算規(guī)則nX+Y補=X補+Y補nX-Y補=X補+-Y補求補運算方法 對補按位取反末位加，就得到補。對補按位取反末位加，就得到補。 整數(shù)補碼的運算整數(shù)補碼的運算例1、（66）+（51）

40、 66補=01000010 51補=00110011 01000010 + 00110011 01110101 117整數(shù)補碼的運算整數(shù)補碼的運算例2、 （66）+（-51） 66補=01000010 -51補=11001101 01000010 + 11001101 00001111 15 整數(shù)補碼的運算整數(shù)補碼的運算例3、（66）+（99） 66補=01000010 99補=01100011 01000010 + 01100011 10100101 91整數(shù)補碼的運算整數(shù)補碼的運算例4、（-66）+（-99） -66補=10111110 -99補=10011101 10111110 + 1

41、0011101 01011010 91 進位和溢出進位和溢出（）進位最高位向更高位的進位。被運算器“丟棄”，保存在“進位標志觸發(fā)器”中（C標志）。n有符號數(shù)，不能統(tǒng)計在運算結(jié)果中。n無符號數(shù)，進位值是結(jié)果的一部分。（）溢出結(jié)果超出了寄存器所能表示的范圍，溢出觸發(fā)器置1（O標志）有符號數(shù)溢出判斷雙高位判別法 Cs Cp=1，溢出標志O s表征符號位進位（最高位進位標志），有進位Cs=1，否則，Cs=0；Cp表征數(shù)值部分的進位（次高位進位標志），有進位Cp=1，否則Cp=0； 當Cs=0，Cp=1時，溢出為“正溢出”， Cs=1，Cp=0時，溢出為“負溢出”， 當Cs=0。Cp=0時，無溢出， 當

42、Cs=1，Cp=1時，無溢出例1、（1） （+100）+（+32） 解：（1）+100補=01100100 +32補=00100000 01100100 + 00100000 10000100 CP=1 CS=0 正溢出，結(jié)果出錯（2） （100）+（32） 100補=1001 1100 32補=1110 0000 1001 1100 + 1110 0000 10111 1100CP=0 CS=1 負溢出，結(jié)果出錯 對無符號數(shù)，只要有進位，即溢出。 n練習：判斷溢出（8位計算機字長）n 87（-123）n （-90）（-38）n 8840n（-33）+（-37 ）n （-90）+（-70 ）n 72-