微機原理第01章第1-2節(jié)

1、微型原理與接口技術微型原理與接口技術主講：李喆、丁有軍主講：李喆、丁有軍序序教育部提出計算機基礎教學分三個層次如圖教育部提出計算機基礎教學分三個層次如圖1-11-1所示：所示：計算機應用計算機技術基礎計算機文化基礎 計算機基礎教學三層次結構計算機基礎教學三層次結構其中：其中：第一層次第一層次：計算機文化基礎：計算機文化基礎學習計算機基本知識，及基本技能學習計算機基本知識，及基本技能。第二層次第二層次：計算機技術基礎：計算機技術基礎 學習計算機硬件、軟件的工作原理學習計算機硬件、軟件的工作原理與相關知識。與相關知識。第三層次第三層次：計算機應用基礎：計算機應用基礎學習計算機信息管理基礎和多媒體。

2、學習計算機信息管理基礎和多媒體。 本課程屬于第二層次中本課程屬于第二層次中“計算機硬件基礎計算機硬件基礎”課程課程計算機硬件技術基礎課特點：計算機硬件技術基礎課特點：內容多內容多, ,學時少學時少, , 進度快，難度大，應用廣。進度快，難度大，應用廣。講課內容講課內容: : 匯編語言、接口技術匯編語言、接口技術. .講課學時講課學時: : 共共7272學時學時, , 其中其中: : 講課講課6262學時學時 實驗實驗1010學時學時(5(5次）次）教材、參考書教材、參考書 ： 教材科購買教材科購買教材教材：微機原理與接口技術微機原理與接口技術(第二版第二版)朱曉華朱曉華主編主編電子工電子工業(yè)出

3、版社業(yè)出版社微機原理與接口技術微機原理與接口技術趙志成趙志成主編主編北大出版社北大出版社 考書考書：IBMPCIBMPC匯編語言程序設計匯編語言程序設計 沈美明沈美明 溫冬嬋溫冬嬋 編著編著 清華大學出版社出版清華大學出版社出版 微型計算機原理與接口技術微型計算機原理與接口技術馮博琴馮博琴 主編主編 清華大學出版社出版清華大學出版社出版實驗指示書實驗指示書: :微型計算機原理與應用微型計算機原理與應用 試驗指導書試驗指導書 張曉群編著張曉群編著 本校編本校編第第1 1節(jié)節(jié) 計算機概述計算機概述 一、計算機的基本組成和工作原理一、計算機的基本組成和工作原理二、有關術語二、有關術語三、計算機發(fā)展簡

4、史三、計算機發(fā)展簡史四、微型計算機概述四、微型計算機概述第第2 2節(jié)節(jié) 計算機中數(shù)的表示和編碼計算機中數(shù)的表示和編碼 一、進位計數(shù)制及其表示方法一、進位計數(shù)制及其表示方法 二、數(shù)制之間的轉換二、數(shù)制之間的轉換 三、字和各種字符的編碼三、字和各種字符的編碼 四、小結四、小結第一節(jié)第一節(jié)計算機概述計算機概述一、一、計算機的基本組成和工作原理計算機的基本組成和工作原理二、二、有關術語有關術語三、三、計算機發(fā)展簡史計算機發(fā)展簡史四、四、微型計算機概述微型計算機概述一、計算機的基本組成和工作原理一、計算機的基本組成和工作原理按性能可分為：巨型機，大型機，按性能可分為：巨型機，大型機，中型機，小型機，微機

5、中型機，小型機，微機現(xiàn)代計算機的結構基礎：現(xiàn)代計算機的結構基礎：存儲程序控制結構存儲程序控制結構1945年，美籍匈牙利數(shù)學家年，美籍匈牙利數(shù)學家JohnVonNeumann提出提出,諾依曼計算機諾依曼計算機ENIAC(1946)掌上電腦掌上電腦(2000)1946年由美國賓夕法尼亞大學研制 ENIAC（Electronic Numerical Integrator And calculator），運算速度 5000次/秒，功耗150kw/h，占地170m2 ，造價100萬美元。諾依曼計算機的工作原理可概述為：諾依曼計算機的工作原理可概述為：“存儲程序存儲程序”+“程序控制程序控制”要點：要點：

6、1以二進制表示數(shù)據(jù)和指令以二進制表示數(shù)據(jù)和指令(程序程序)2.先將程序存入存儲器中，再由控制器自動讀取并執(zhí)行先將程序存入存儲器中，再由控制器自動讀取并執(zhí)行輸輸入入設設備備控制器控制器輸輸出出設設備備CPU存儲器存儲器運算器運算器ALU二、有關術語二、有關術語1.位位(bit)2.字節(jié)字節(jié)(Byte)3.字和字長字和字長(word)4.位編號位編號5.指令、指令系統(tǒng)和程序指令、指令系統(tǒng)和程序6.寄存器寄存器7.譯碼器譯碼器1.位位(bit)l指指計算機能表示的最基本最小的單位計算機能表示的最基本最小的單位l在計算機中采用二進制表示數(shù)據(jù)和指令，故：在計算機中采用二進制表示數(shù)據(jù)和指令，故：位就是一個

7、二進制位，有兩種狀態(tài)，位就是一個二進制位，有兩種狀態(tài)，“0”和和“1”2.字節(jié)字節(jié)(Byte)l相鄰的相鄰的8位二進制數(shù)稱為一個字節(jié)位二進制數(shù)稱為一個字節(jié)1Byte=8bit如：如：11000011010101113字和字長字和字長l字長字長是每一個字所包含的二進制位數(shù)。是每一個字所包含的二進制位數(shù)。常與常與CPU內部的寄存器、內部的寄存器、運算裝置、總線寬度一致運算裝置、總線寬度一致l字字是是CPU內部進行數(shù)據(jù)處理的基本單位。內部進行數(shù)據(jù)處理的基本單位。例例某某CPU內含內含8位運算器位運算器，則：，則：參加運算的數(shù)及結果均以參加運算的數(shù)及結果均以 8位位 表示表示, ,最高位產生的進位或借

8、位在最高位產生的進位或借位在8位運算器中不保存，位運算器中不保存，而將其保存到標志寄存器中而將其保存到標志寄存器中10110101被加數(shù)被加數(shù)8位位+ +10001111加數(shù)加數(shù)8位位進位進位111111101000100和和8位位PSW標志寄存器標志寄存器運運算算器器標志標志寄存器寄存器運運算算器器被加數(shù)被加數(shù)加數(shù)加數(shù)和和進位進位字長是衡量字長是衡量CPU工作性能的一個重要參數(shù)。工作性能的一個重要參數(shù)。不同類型的不同類型的CPU有不同的字長。有不同的字長。如如:Intel4004是是4位，位，8080是是8位位，8088/8086/80286是是16位，位，80386/80486、Penti

9、um是是32位位10101100011001011001100001000011被加數(shù)被加數(shù)+ +11000011110000110001010101011000加數(shù)加數(shù)進位進位11111111111101110000001010001010110110011011和和4位位8次次8位位4次次16位位2次次32位位1次次位位1或或01位位字節(jié)字節(jié)110000118位位字字110000110011110016位位雙字雙字1100001100111100110000110011110032位位高字節(jié)高字節(jié)低字節(jié)低字節(jié)高高字字低低字字把一個把一個字字定為定為16位位，1Word=2Byte一個一個雙

10、字雙字定為定為32位位1DWord=2Word=4Byte4.位編號位編號為便于描述，對字節(jié)為便于描述，對字節(jié),字和雙字中的各位進行編號。字和雙字中的各位進行編號。從低位開始，從右到左依次為從低位開始，從右到左依次為0、1、2 編號編號7654321010100010D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0字節(jié)字節(jié)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)Data地址地址AddressD0D7D15D8158101010101010101070A0A7A15A8字字的編號為的編號為150雙字雙字的編號依此類推，為的編號依此類推，為3105.指令、指令系統(tǒng)和程序指令、指令系統(tǒng)和

11、程序l一個CPU能執(zhí)行什么操作，是工程人員設計和制造好的， 是固定的，用戶不能改變。l 指令是CPU能執(zhí)行的一個基本操作。 如：取數(shù)、加、減、乘、除、存數(shù) 等l 指令系統(tǒng)是CPU所能執(zhí)行的全部操作。不同的CPU，其指令系統(tǒng)不同。l 程序是用戶在使用計算機時，為要解決的問題，用一條條指令編寫的指令的序列。構成程序的指令在存儲器中一般都是順序存放，要破壞這種順序性，必須由轉移指令操作。6寄存器寄存器 寄存器寄存器是用來存放數(shù)據(jù)和指令的一種基本邏輯部件是用來存放數(shù)據(jù)和指令的一種基本邏輯部件。l根據(jù)存放信息的不同，有根據(jù)存放信息的不同，有指令寄存器指令寄存器、數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器、地址寄地址寄存器存器

12、等。等。標標志志寄存器寄存器地 址 總 線地 址 總 線AB數(shù) 據(jù) 總 線數(shù) 據(jù) 總 線DB控 制 總 線控 制 總 線CB指令寄存器指令寄存器數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器控制電路控制電路指令譯碼器指令譯碼器地地址址寄寄存存器器指指令令指指針針寄存器寄存器R1R2R3R4寄存器組寄存器組運運算算器器IPCPU結構結構示意示意圖圖7譯碼器譯碼器l譯碼器譯碼器是將輸入代碼轉換成相應輸出信號的邏輯電路。是將輸入代碼轉換成相應輸出信號的邏輯電路。指令指令是是CPU能執(zhí)行的一個基本操作能執(zhí)行的一個基本操作;CPU的設計者對的設計者對CPU的所有指令進行的所有指令進行編碼編碼;用戶用用戶用編碼形式的指令編碼形式的

13、指令進行編程，程序存放在內存中進行編程，程序存放在內存中;CPU從內存取來編碼形式的指令從內存取來編碼形式的指令,對指令進行譯碼，發(fā)出執(zhí)行該指令功能所需的信號對指令進行譯碼，發(fā)出執(zhí)行該指令功能所需的信號CPU總線總線內存內存標標志志寄存器寄存器地址總線地址總線AB程程序序數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地地址址譯譯碼碼器器、指令指令1指令指令2指令指令3指令指令4、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)3、指令寄存器指令寄存器數(shù)據(jù)暫存器數(shù)據(jù)暫存器控制電路控制電路指令譯碼器指令譯碼器地地址址寄寄存存器器指指令令指指針針寄存器寄存器R1R2R3R4寄存器組寄存器組運運算算器器IPl根據(jù)譯碼內

14、容的不同，可分為：根據(jù)譯碼內容的不同，可分為：指令譯碼器指令譯碼器:將指令代碼轉換成該指令所需的各種控制信號。將指令代碼轉換成該指令所需的各種控制信號。地址譯碼器地址譯碼器:將地址信號轉換成各地址單元相應的選通信號。將地址信號轉換成各地址單元相應的選通信號。三、計算機發(fā)展簡史三、計算機發(fā)展簡史1.根據(jù)使用的基本電子器件，計算機經(jīng)歷了四個階段：根據(jù)使用的基本電子器件，計算機經(jīng)歷了四個階段：電子管計算機電子管計算機(19461956)晶體管計算機晶體管計算機(19571964)集成電路計算機集成電路計算機(19651970)超大規(guī)模集成超大規(guī)模集成電路計算機電路計算機(1971至今至今)l用機器語

15、言、匯編語言編寫程用機器語言、匯編語言編寫程l用于軍事和國防尖端技術用于軍事和國防尖端技術l開始使用高級語言開始使用高級語言l開始用于工程技術、數(shù)據(jù)處理和開始用于工程技術、數(shù)據(jù)處理和其它科學領域其它科學領域l采用微程序、流水線等技術，采用微程序、流水線等技術，提高運行速度提高運行速度l出現(xiàn)操作系統(tǒng)、診斷程序等軟件出現(xiàn)操作系統(tǒng)、診斷程序等軟件l采用半導體存儲器采用半導體存儲器l采用圖形界面操作系統(tǒng)采用圖形界面操作系統(tǒng)l器件速度更快器件速度更快,軟件、外設更加豐富軟件、外設更加豐富主主要要特特點點2計算機的兩個方向發(fā)展：計算機的兩個方向發(fā)展：l研制高速度、強功能的巨型機和大型機研制高速度、強功能的

16、巨型機和大型機適應軍事和尖端科學的需要。適應軍事和尖端科學的需要。l研制價格低廉的超小型機和微型機研制價格低廉的超小型機和微型機開拓應用領域和占領更廣大的市場。開拓應用領域和占領更廣大的市場。 微型計算機微型計算機是第四代計算機的典型代表。是第四代計算機的典型代表。四、微型計算機概述四、微型計算機概述1.微型計算機的基本結構微型計算機的基本結構2.微處理器、微型計算機、微型計算機系統(tǒng)微處理器、微型計算機、微型計算機系統(tǒng)3.微型計算機的特點微型計算機的特點4.微型計算機的分類微型計算機的分類5.IBMPC機的發(fā)展簡史機的發(fā)展簡史1.微型計算機的基本結構微型計算機的基本結構簡介簡介1)構成部件構成

17、部件;2)工作過程工作過程存存儲儲器器I/O接接口口輸輸入入設設備備I/O接接口口數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地址總線地址總線AB輸輸出出設設備備CPU存存儲儲器器I/O接接口口輸輸入入設設備備I/O接接口口數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地址總線地址總線AB輸輸出出設設備備CPU微機的硬件由微機的硬件由CPU、存儲器存儲器、輸入輸入/輸出設備輸出設備構成；構成；輸入輸入/輸出設備通過輸出設備通過輸入輸入/輸出接口輸出接口與系統(tǒng)相連；與系統(tǒng)相連；(輸入輸入/輸出接口簡稱輸出接口簡稱I/O接口接口)各部件通過各部件通過總線總線連接。連接。構構成成部部件件(1)總線總線l總線是

18、連接多個功能部件的一組公共信號線總線是連接多個功能部件的一組公共信號線微機中各功能部件之間的信息是通過總線傳輸微機中各功能部件之間的信息是通過總線傳輸總線總線BUS存存儲儲器器I/O接接口口輸輸入入設設備備I/O接接口口輸輸出出設設備備CPU主板和CPUISA插插槽槽PCI插槽插槽AGP插插槽槽北橋北橋芯片組芯片組南橋南橋芯片組芯片組內存插槽內存插槽CPU插槽插槽IDE接口接口軟驅接口軟驅接口并口連接器并口連接器串口連接器串口連接器ROMBIOS鼠標鍵盤鼠標鍵盤USB接口接口主板主板電源電源插座插座550MHzIDE2PentiumIII北橋北橋440BXAGP南橋南橋PIIX4ECMOS&a

19、mp;RTCUSB超級超級I/OIDE1COM1COM2LPT1550MHzL1CacheL2Cache處理機總線處理機總線100MHz100MHzPCI總線總線33MHzPCI插槽插槽ISA插槽插槽ISA總線總線8MHz內存條內存條ROMBIOS顯顯示示器器硬盤硬盤光驅光驅軟驅軟驅鍵盤鼠標鍵盤鼠標打印機打印機MODEM66MHz顯卡顯卡l按信號的作用，總線分為三類：按信號的作用，總線分為三類：地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線存存儲儲器器I/O接接口口輸輸入入設設備備I/O接接口口數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地址總線地址總線AB輸輸出出設設備備CPU地址總線

20、地址總線AB(AddressBus)：單向單向用來傳送用來傳送CPU輸出的地址信號，輸出的地址信號，確定被訪問的存儲單元、確定被訪問的存儲單元、I/O端口。端口。存存儲儲器器I/O接接口口輸輸入入設設備備I/O接接口口數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地址總線地址總線AB輸輸出出設設備備CPU地址總線的條數(shù)地址總線的條數(shù)決定決定CPU的尋址能力。的尋址能力。10根根21010241K20根根2201024K1M32根根232222304G36根根2362623064G數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB(DataBus)：雙向雙向用來在用來在CPU與存儲器、與存儲器、I/O接口之間進行數(shù)據(jù)傳送。接口之間

21、進行數(shù)據(jù)傳送。存存儲儲器器I/O接接口口輸輸入入設設備備I/O接接口口數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地址總線地址總線AB輸輸出出設設備備CPU數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線的條數(shù)決定一次可最多傳送數(shù)據(jù)的寬度。的條數(shù)決定一次可最多傳送數(shù)據(jù)的寬度。8根根一次傳送一次傳送8位位16根根一次傳送一次傳送16位位32根根一次傳送一次傳送32位位64根根一次傳送一次傳送64位位控制總線控制總線CB(ControlBus)：用于傳送各種控制信號。用于傳送各種控制信號。存存儲儲器器I/O接接口口輸輸入入設設備備I/O接接口口數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地址總線地址總線AB輸輸出出設設備備CPU有的是有

22、的是CPU發(fā)出，如讀控制信號、寫控制信號；發(fā)出，如讀控制信號、寫控制信號；有的是發(fā)向有的是發(fā)向CPU，如外設向，如外設向CPU發(fā)出的中斷申請信號。發(fā)出的中斷申請信號。(2)中央處理器中央處理器CPUl計算機的核心部件計算機的核心部件用來實現(xiàn)指令的自動裝入和自動執(zhí)行，用來實現(xiàn)指令的自動裝入和自動執(zhí)行，實現(xiàn)計算機本身的自動化。實現(xiàn)計算機本身的自動化。存存儲儲器器I/O接接口口輸輸入入設設備備I/O接接口口數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地址總線地址總線AB輸輸出出設設備備CPUCPU結構示意圖結構示意圖地址信號地址信號標標志志寄存器寄存器指令寄存器指令寄存器數(shù)據(jù)暫存器數(shù)據(jù)暫存器控制電路控制

23、電路指令譯碼器指令譯碼器地地址址寄寄存存器器指指令令指指針針寄存器寄存器R1R2R3R4寄存器組寄存器組運運算算器器IP數(shù)據(jù)信號數(shù)據(jù)信號控制信號控制信號ALUALU控制器控制器DSESSSCSIP數(shù)據(jù)暫存器數(shù)據(jù)暫存器執(zhí)執(zhí)行行部部件件控控制制電電路路指令譯碼器指令譯碼器總線總線接口接口控制控制電路電路AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器組寄存器組BIUABDBCB地地址址加加法法器器指指令令隊隊列列PSW標志寄存器標志寄存器EU運運算算器器DSESSSCSIP數(shù)據(jù)暫存器數(shù)據(jù)暫存器執(zhí)執(zhí)行行部部件件控控制制電電路路指令譯碼器指令譯碼器總線總線接口接口控制控制電路電路

24、AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器組寄存器組ABDBCB地地址址加加法法器器指指令令隊隊列列PSW標志寄存器標志寄存器運運算算器器8088編程結構編程結構(3)內存內存內存是存儲程序和數(shù)據(jù)的部件，內存是存儲程序和數(shù)據(jù)的部件，由地址譯碼器、內存單元等構成。由地址譯碼器、內存單元等構成。n根根CPU地址線地址線AB數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線DB控制線控制線CB地地址址譯譯碼碼器器1100110000110011101010101111000010001000地址地址00.0000地址地址00.0001地址地址00.0010地址地址00.0011地址地址111111內存結構示意

25、圖內存結構示意圖l內存單元內存單元l內存單元的地址內存單元的地址l內存單元的內容內存單元的內容l對內存的讀對內存的讀/寫操作寫操作l內存單元內存單元存儲信息的基本單元。存儲信息的基本單元。每片內存芯片有若干個內存單元。每片內存芯片有若干個內存單元。每個單元可存儲每個單元可存儲1位或多位等二進制數(shù)。位或多位等二進制數(shù)。n根根CPU地址線地址線AB數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線DB控制線控制線CB地地址址譯譯碼碼器器1100110000110011101010101111000010001000地址地址00.0000地址地址00.0001地址地址00.0010地址地址00.0011地址地址111111l內存單元的地

26、址內存單元的地址為區(qū)分各內存單元，每個內存單元對應有一個地址。為區(qū)分各內存單元，每個內存單元對應有一個地址。地址線上的數(shù)據(jù)經(jīng)譯碼后只有唯一的內存單元被選中地址線上的數(shù)據(jù)經(jīng)譯碼后只有唯一的內存單元被選中。n根根CPU地址線地址線AB數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線DB控制線控制線CB地地址址譯譯碼碼器器1100110000110011101010101111000010001000地址地址00.0000地址地址00.0001地址地址00.0010地址地址00.0011地址地址111111l內存單元的內容內存單元的內容每個內存單元所存儲的二進制數(shù)據(jù)。每個內存單元所存儲的二進制數(shù)據(jù)。n根根CPU地址線地址線AB數(shù)據(jù)線數(shù)

27、據(jù)線DB控制線控制線CB地地址址譯譯碼碼器器1100110000110011101010101111000010001000地址地址00.0000地址地址00.0001地址地址00.0010地址地址00.0011地址地址111111l對內存的讀對內存的讀/寫操作寫操作CPU發(fā)出地址信號，選中相應的內存單元。發(fā)出地址信號，選中相應的內存單元。若是若是讀操作讀操作，CPU發(fā)出內存讀控制信號，發(fā)出內存讀控制信號，被選中的內存單元將其內容經(jīng)數(shù)據(jù)總線送入被選中的內存單元將其內容經(jīng)數(shù)據(jù)總線送入CPU。若是若是寫操作寫操作，CPU發(fā)出內存寫控制信號，發(fā)出內存寫控制信號，CPU將欲寫的內容經(jīng)數(shù)據(jù)總線，寫入被選

28、中的內存單元。將欲寫的內容經(jīng)數(shù)據(jù)總線，寫入被選中的內存單元。n根根CPU地址線地址線AB控制線控制線CB地地址址譯譯碼碼器器1100110000110011101010101111000010001000地址地址00.0000地址地址00.0001地址地址00.0010地址地址00.0011地址地址111111數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線DB(4)外設和輸入外設和輸入/輸出接口（輸出接口（I/O接口）接口）外設的電信號、運行速度與外設的電信號、運行速度與CPU不匹配，不匹配，不能與不能與CPU直接相連，必須通過直接相連，必須通過I/O接口與接口與CPU相連。相連。存存儲儲器器I/O接接口口輸輸入入設設備備I/

29、O接接口口數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地址總線地址總線AB輸輸出出設設備備CPU鍵鍵盤盤鍵盤接口鍵盤接口顯示器顯示器顯示卡顯示卡鼠鼠標標串行接口串行接口網(wǎng)網(wǎng)絡絡網(wǎng)卡網(wǎng)卡打印機打印機并行接口并行接口音箱、麥可風音箱、麥可風聲卡聲卡IDE2PentiumIII北橋北橋440BX南橋南橋PIIX4ECMOS&RTCUSB超級超級I/OIDE1COM1COM2LPT1L1CacheL2CachePCI插槽插槽ISA插槽插槽內存條內存條ROMBIOS顯顯示示器器硬盤硬盤光驅光驅軟驅軟驅鍵盤鼠標鍵盤鼠標打印機打印機MODEM顯卡顯卡I/O接口結構示意圖接口結構示意圖CPU通過對通過對I

30、/O端口進行讀端口進行讀/寫操作，實現(xiàn)對外設的控制。寫操作，實現(xiàn)對外設的控制。I/O端口端口1I/O端口端口2I/O端口端口3地址地址譯碼譯碼數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)緩沖緩沖控制控制電路電路外外設設ABDBCBCPUlI/O端口端口lI/O端口的地址端口的地址lI/O端口的內容端口的內容l對對I/O端口的讀端口的讀/寫操作寫操作lI/O端口端口 I/O接口內部通常有一個或多個寄存器，接口內部通常有一個或多個寄存器，用以存放各種信息，稱用以存放各種信息，稱I/O寄存器或寄存器或I/O端口。端口。I/O端口端口1I/O端口端口2I/O端口端口3地址地址譯碼譯碼數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)緩沖緩沖控制控制電路電路外外設設ABDBCBC

31、PUlI/O端口的地址端口的地址為區(qū)分各為區(qū)分各I/O端口，每個端口對應有一個端口地址。端口，每個端口對應有一個端口地址。I/O端口端口1(23H端口端口)I/O端口端口2(24H端口端口)I/O端口端口3(25H端口端口地址地址譯碼譯碼數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)緩沖緩沖控制控制電路電路外外設設ABDBCBCPUlI/O端口的內容端口的內容10010101(狀態(tài)端口狀態(tài)端口)01101010(數(shù)據(jù)端口數(shù)據(jù)端口)11000110(控制端口控制端口)地址地址譯碼譯碼數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)緩沖緩沖控制控制電路電路外外設設ABDBCBCPU根據(jù)存放內容的不同可分為：狀態(tài)端口，數(shù)據(jù)端口，控制端口根據(jù)存放內容的不同可分為：狀態(tài)端口，數(shù)據(jù)

32、端口，控制端口指指I/O端口存放的二進制數(shù)據(jù)。端口存放的二進制數(shù)據(jù)。l對對I/O端口的讀端口的讀/寫操作：寫操作：（與內存的讀（與內存的讀/寫操作相類似）寫操作相類似）CPU發(fā)出地址信號，選中相應的發(fā)出地址信號，選中相應的I/O端口。端口。若是若是讀操作讀操作，CPU發(fā)出發(fā)出I/O端口讀控制信號，端口讀控制信號，被選中的被選中的I/O端口將其內容經(jīng)數(shù)據(jù)總線送入端口將其內容經(jīng)數(shù)據(jù)總線送入CPU。若是若是寫操寫操作，作，CPU發(fā)出發(fā)出I/O端口寫控制信號，端口寫控制信號，CPU將欲寫的內容經(jīng)數(shù)據(jù)總線，寫入被選中的將欲寫的內容經(jīng)數(shù)據(jù)總線，寫入被選中的I/O端口中。端口中。I/O端口端口1(23H端口

33、端口)I/O端口端口2(24H端口端口)I/O端口端口3(25H端口端口地址地址譯碼譯碼數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)緩沖緩沖控制控制電路電路外外設設ABDBCBCPU2）微機的工作過程）微機的工作過程計算機的工作原理是：計算機的工作原理是：“存儲程序存儲程序”+“程序控制程序控制”CPU總線總線內存內存標標志志寄存器寄存器地址總線地址總線AB程程序序數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地地址址譯譯碼碼器器、指令指令1指令指令2指令指令3指令指令4、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)3、指令寄存器指令寄存器數(shù)據(jù)暫存器數(shù)據(jù)暫存器控制電路控制電路指令譯碼器指令譯碼器地地址址寄寄存存器器指指令令指指針針寄存器寄存器

34、R1R2R3R4寄存器組寄存器組運運算算器器IP微機的工作過程分兩階段：微機的工作過程分兩階段：l取指令取指令l執(zhí)行指令執(zhí)行指令l取指令階段取指令階段（CPU讀內存操作）：讀內存操作）：地址經(jīng)地址寄存器地址經(jīng)地址寄存器地址總線地址總線地址譯碼器地址譯碼器,選中指令所在的內存單元選中指令所在的內存單元CPU發(fā)出內存讀控制信號發(fā)出內存讀控制信號指令從內存指令從內存數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)暫存器數(shù)據(jù)暫存器指令寄存器指令寄存器指令譯碼器對指令進行譯碼指令譯碼器對指令進行譯碼由由IP給出指令在內存的地址給出指令在內存的地址標標志志寄存器寄存器地址總線地址總線AB程程序序數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控

35、制總線CB地地址址譯譯碼碼器器、指令指令1指令指令2指令指令3指令指令4、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)3、指令寄存器指令寄存器數(shù)據(jù)暫存器數(shù)據(jù)暫存器控制電路控制電路指令譯碼器指令譯碼器地地址址寄寄存存器器指指令令指指針針寄存器寄存器R1R2R3R4寄存器組寄存器組運運算算器器IPl執(zhí)行指令階段：執(zhí)行指令階段：經(jīng)譯碼后的指令，由控制電路發(fā)出控制信號去執(zhí)行。經(jīng)譯碼后的指令，由控制電路發(fā)出控制信號去執(zhí)行。CPU總線總線內存內存標標志志寄存器寄存器地址總線地址總線AB程程序序數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地地址址譯譯碼碼器器、指令指令1指令指令2指令指令3指令指令4、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)

36、2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)3、指令寄存器指令寄存器數(shù)據(jù)暫存器數(shù)據(jù)暫存器控制電路控制電路指令譯碼器指令譯碼器地地址址寄寄存存器器指指令令指指針針寄存器寄存器R1R2R3R4寄存器組寄存器組運運算算器器IP不同的指令，不同的指令，CPU的具體執(zhí)行過程不同。的具體執(zhí)行過程不同。CPU可執(zhí)行的操作通常有數(shù)據(jù)傳送、算術邏輯運算等等?？蓤?zhí)行的操作通常有數(shù)據(jù)傳送、算術邏輯運算等等。當一條指令需要從內存或當一條指令需要從內存或I/O端口取得或存放數(shù)據(jù)時，端口取得或存放數(shù)據(jù)時，CPU在執(zhí)行階段，在執(zhí)行階段，需對指令指定的內存單元或需對指令指定的內存單元或I/O端口進行讀端口進行讀/寫操作。寫操作。例例指令指令1：將寄存器：將寄

37、存器R1與與R3的內容相加，結果存在的內容相加，結果存在R3中。中。 指令指令1在在CPU內部即可完成內部即可完成CPU總線總線內存內存標標志志寄存器寄存器地址總線地址總線AB程程序序數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地地址址譯譯碼碼器器、指令指令1指令指令2指令指令3指令指令4、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)3、指令寄存器指令寄存器數(shù)據(jù)暫存器數(shù)據(jù)暫存器控制電路控制電路指令譯碼器指令譯碼器地地址址寄寄存存器器指指令令指指針針寄存器寄存器R1R2R3R4寄存器組寄存器組運運算算器器IP例例指令指令2：將內存中的數(shù)據(jù)：將內存中的數(shù)據(jù)2送至送至CPU的寄存器的寄存器R2中中指令指令2的執(zhí)

38、行階段包括一個到內存取數(shù)的執(zhí)行階段包括一個到內存取數(shù)(即讀內存即讀內存)的過程。的過程。CPU總線總線內存內存標標志志寄存器寄存器地址總線地址總線AB程程序序數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地地址址譯譯碼碼器器、指令指令1指令指令2指令指令3指令指令4、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)3、指令寄存器指令寄存器數(shù)據(jù)暫存器數(shù)據(jù)暫存器控制電路控制電路指令譯碼器指令譯碼器地地址址寄寄存存器器指指令令指指針針寄存器寄存器R1R2R3R4寄存器組寄存器組運運算算器器IP例例指令指令3：將寄存器：將寄存器R3的內容送至數(shù)據(jù)的內容送至數(shù)據(jù)3的內存單元中的內存單元中指令指令3的執(zhí)行階段包括一個向內存

39、存數(shù)的執(zhí)行階段包括一個向內存存數(shù)(即寫內存即寫內存)的過程的過程。CPU總線總線內存內存標標志志寄存器寄存器地址總線地址總線AB程程序序數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地地址址譯譯碼碼器器、指令指令1指令指令2指令指令3指令指令4、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)3、指令寄存器指令寄存器數(shù)據(jù)暫存器數(shù)據(jù)暫存器控制電路控制電路指令譯碼器指令譯碼器地地址址寄寄存存器器指指令令指指針針寄存器寄存器R1R2R3R4寄存器組寄存器組運運算算器器IP當一條指令取走后，指令指針寄存器會被修改成下一條要執(zhí)行當一條指令取走后，指令指針寄存器會被修改成下一條要執(zhí)行指令的地址，這樣，當一條指令執(zhí)行后，又進

40、入取指令階段，指令的地址，這樣，當一條指令執(zhí)行后，又進入取指令階段，如此不斷的重復。如此不斷的重復。CPU總線總線內存內存標標志志寄存器寄存器地址總線地址總線AB程程序序數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB地地址址譯譯碼碼器器、指令指令1指令指令2指令指令3指令指令4、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)3、指令寄存器指令寄存器數(shù)據(jù)暫存器數(shù)據(jù)暫存器控制電路控制電路指令譯碼器指令譯碼器地地址址寄寄存存器器指指令令指指針針寄存器寄存器R1R2R3R4寄存器組寄存器組運運算算器器IP微機的工作過程：微機的工作過程：取指令取指令執(zhí)行指令執(zhí)行指令取指令取指令執(zhí)行指令執(zhí)行指令、2微處理器、微型計算機、

41、微型計算機系統(tǒng)微處理器、微型計算機、微型計算機系統(tǒng)系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件：DOS、Windows95/98/2000應用軟件：應用軟件：WPS、Word、Photoshop微微處處理理器器CPU存儲器存儲器(RAM,ROM)I/O接口接口總線總線硬硬 件件軟軟 件件微微型型計算機計算機系系統(tǒng)統(tǒng)微微型型計算機計算機(主機主機)外外 設設ALU寄存器寄存器控制部件控制部件鍵盤、鼠標鍵盤、鼠標顯示器顯示器軟驅、硬盤、光驅軟驅、硬盤、光驅打印機、掃描儀打印機、掃描儀3微型計算機的特點微型計算機的特點與相應時期的大型機相比與相應時期的大型機相比:l速度相對低速度相對低l功能相對低功能相對低在字長位數(shù)，內存容

42、量，尋址方式，指令條數(shù)，在字長位數(shù)，內存容量，尋址方式，指令條數(shù)，中斷級別，及內部寄存器數(shù)量等方面都不如中斷級別，及內部寄存器數(shù)量等方面都不如l體積小，重量輕，耗電小體積小，重量輕，耗電小l可靠性高，結構靈活可靠性高，結構靈活，價格低，價格低l研制周期短，產品系列化，便于選研制周期短，產品系列化，便于選購購l應用面廣：應用面廣：科學計算，數(shù)據(jù)處理，事務管理，教學培訓科學計算，數(shù)據(jù)處理，事務管理，教學培訓計算輔助設計和制造，家庭娛樂，網(wǎng)絡通信計算輔助設計和制造，家庭娛樂，網(wǎng)絡通信4.微型計算機的分類微型計算機的分類1)按構成分類按構成分類2)按按CPU的字長分類的字長分類3)按主機裝置分類按主機

43、裝置分類1) 按構成分類按構成分類單片機、單板機、多板機單片機、單板機、多板機單片機單片機l將將CPU、內存、內存、I/O接口電路全部集成一塊芯片上，接口電路全部集成一塊芯片上，構成具備基本功能的計算機，稱單片機。構成具備基本功能的計算機，稱單片機。l特點：超小型、高可靠性、價廉特點：超小型、高可靠性、價廉l應用：智能儀表、工業(yè)實時控制、家用電器等應用：智能儀表、工業(yè)實時控制、家用電器等l產品：產品：Intel的的8051、8096/8098系列系列(有選修課有選修課)Motorola的的6801、6805系列系列Hitachi(日立日立)的的H8S、SH系列系列(有選修課有選修課)單板機單板

44、機l將將CPU、內存、內存、I/O接口及其它輔接口及其它輔助電路助電路全部裝在一塊印刷電路板上，組成單板機。全部裝在一塊印刷電路板上，組成單板機。l特點：結構簡單、價廉特點：結構簡單、價廉l應用：過程控制、數(shù)據(jù)處理應用：過程控制、數(shù)據(jù)處理l產品：產品：TP-801以以Z80CPU為核心的單板機為核心的單板機80年代各院校年代各院?！拔C原理微機原理”的實驗機的實驗機多板機多板機l把把CPU、內存、內存、I/O接口芯片裝在多塊電路板上，接口芯片裝在多塊電路板上，各印刷板插在主機板的總線插槽上，各印刷板插在主機板的總線插槽上，通過系統(tǒng)總線連接起來，構成多板機。通過系統(tǒng)總線連接起來，構成多板機。l特

45、點：見前面微型計算機的特點特點：見前面微型計算機的特點l產品：產品：IBMPC/XT、486機、機、Pentium機等機等90年代以來各院校年代以來各院?！拔C原理微機原理”和計算機硬件的實驗機和計算機硬件的實驗機2)按按CPU的字長分類的字長分類CPU的性能可以用兩個主要參數(shù)來描述：的性能可以用兩個主要參數(shù)來描述：速度：速度：用用CPU的工作頻率表示，單位的工作頻率表示，單位MHzCPU內部寄存器寬度：寄存器的位數(shù)內部寄存器寬度：寄存器的位數(shù)寬度：寬度：外部數(shù)據(jù)總線寬度：數(shù)據(jù)線的根數(shù)外部數(shù)據(jù)總線寬度：數(shù)據(jù)線的根數(shù)地址總線寬度：地址線的根數(shù)地址總線寬度：地址線的根數(shù)l按按CPU的字長，微機可分

46、為：的字長，微機可分為：4位機位機、8位機位機、16位機位機、32位機位機CPU內部的寄存器寬度可用內部的寄存器寬度可用字長字長描述描述以以Intel公司生產的公司生產的80 x86為例為例：推推出出年年代代CPU芯芯片片寄寄存存器器位位數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線寬寬度度地地址址線線寬寬度度最最大大主主頻頻MHz1971.114004440.11972.41974.480088080888814160.221978.61979.61982.2808680888028616161616816202024108161985.101989.4803868048632323232323233661993.319

47、95.111997.51999.2PentiumPentiumProPentiumIIPentiumIII32323232646464643232363610020045010003)按主機裝置分類按主機裝置分類桌上型：臺式電腦桌上型：臺式電腦便攜型：筆記本、掌上電腦等便攜型：筆記本、掌上電腦等5.IBMPC機的發(fā)展簡史機的發(fā)展簡史名名稱稱推推出出年年代代采采用用CPU特特點點IBM PC19818088 準準16位位微微機機 內內存存尋尋址址1MB DOS操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)IBM PC/XT19838088 比比IBMPC多多一一個個10MB硬硬盤盤IBM PC/AT198480286 內內存

48、存尋尋址址增增至至16MB 具具有有虛虛擬擬存存儲儲器器功功能能 Windows操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)386機機486機機PentiumPentiumIIPentiumIII198619901993199719998038680486PentiumPentiumIIPentiumIII 內內存存容容量量更更大大32MB、64MB 支支持持虛虛擬擬8086模模式式 可可執(zhí)執(zhí)行行多多任任務務 支支持持多多媒媒體體、網(wǎng)網(wǎng)絡絡技技術術第第2節(jié)節(jié) 計算機中的數(shù)制與碼制計算機中的數(shù)制與碼制了解了解 特點；特點； 表示方法；表示方法； 相互間的轉換。相互間的轉換。一、常用計數(shù)法一、常用計數(shù)法 十進制十進制符合人們

49、的習慣符合人們的習慣二進制二進制便于物理實現(xiàn)便于物理實現(xiàn)十六進制十六進制便于識別、書便于識別、書寫寫八進制八進制1. 十進制十進制特點：以十為底，逢十進一；特點：以十為底，逢十進一； 共有共有0-90-9十個數(shù)字符號十個數(shù)字符號。表示：表示：120120111101010101010 nnnnmmniiimDDDDDDD2. 二進制二進制特點：以特點：以2為底，逢為底，逢2進位；進位； 只有只有0和和1兩個符號。兩個符號。表示：表示：1202n 120111( )222222nnnmmniiimBBBBBBB 3. 十六進制十六進制特點：以特點：以16為底，逢為底，逢16進位；進位； 有有0-

50、9及及A-F共共16個數(shù)字符號。個數(shù)字符號。表示：表示：1201n 20111( )16161616161616nnnmmniiimHHHHHHH 進位計數(shù)制的一般表示進位計數(shù)制的一般表示一般地，對任意一個一般地，對任意一個K進制數(shù)進制數(shù)S都可表示為都可表示為120n 120111( ) nnknmmniiimSSKSKSKSKSKSK其中： Si - S的第i位數(shù)碼，可以是K個符號中任何一個； n,m - 含義同前； K - 基數(shù)； Ki - K進制數(shù)的權二、各進制數(shù)間的轉換二、各進制數(shù)間的轉換1. 非十進制數(shù)到十進制數(shù)的轉換非十進制數(shù)到十進制數(shù)的轉換 按相應按相應進位計數(shù)制的權表達式展進位

51、計數(shù)制的權表達式展開，再按十進制求和。開，再按十進制求和。 例：例：10110010B10110010B = (?)= (?)1010 13FAH13FAH = (?)= (?)10102. 十進制到非十進制數(shù)的轉換十進制到非十進制數(shù)的轉換十進制十進制 二進制的轉換：二進制的轉換：整數(shù)部分：除整數(shù)部分：除2取余；取余； 小數(shù)部分：乘小數(shù)部分：乘2取整。取整。十進制十進制 十六進制的轉換：十六進制的轉換： 整數(shù)部分：除整數(shù)部分：除16取余；取余； 小數(shù)部分：乘小數(shù)部分：乘16取整。取整。以小數(shù)點為起點求得整數(shù)和小數(shù)的各個位。以小數(shù)點為起點求得整數(shù)和小數(shù)的各個位。3. 二進制與十六進制間的轉換二進

52、制與十六進制間的轉換用用4位二進制數(shù)表示位二進制數(shù)表示1位十六進制位十六進制數(shù)數(shù) 例：例： 10110001001.110 = (?)H 0101 1000 1001.1100 5 8 9 . C1.3 二進制數(shù)的運算二進制數(shù)的運算 無符號數(shù)無符號數(shù) 算術運算算術運算 有符號數(shù)有符號數(shù) 邏輯運算邏輯運算一、無符號數(shù)的運算一、無符號數(shù)的運算算術運算算術運算 包括：包括： 加法運算加法運算 減法運算減法運算 乘法運算乘法運算 除法運算除法運算1. 規(guī)則規(guī)則加法：加法：1+1=0（有進位）（有進位）, 減法：減法：0-1=1（有借位）（有借位）, 乘法：乘法：, 乘以乘以2相當于左移一位；相當于左移

53、一位； 除法：除法：, 除以除以2則相當于右移則相當于右移1位。位。例：例：001011100000010 = ? 00101110/ /00000010 = ? 例例：000010110100=00101100B 000010110100=00000010B 即：商即：商=00000010B 余數(shù)余數(shù)=11B2. 無符號數(shù)的表示范圍無符號數(shù)的表示范圍 一個一個n位的無符號二進制數(shù)位的無符號二進制數(shù)X，其表，其表示范圍為示范圍為 0 X 2n-1若運算結果超出這個范圍，則產生溢若運算結果超出這個范圍，則產生溢出。出。判別方法：判別方法： 運算時，運算時，當最高位向更高位有進位當最高位向更高位有

54、進位（或（或 借位）時則產生溢出借位）時則產生溢出。例例： 1111111111111111 + 00000001+ 00000001 1 00000000 1 00000000結果超出位（最高位有進位），發(fā)結果超出位（最高位有進位），發(fā)生溢出。（結果為生溢出。（結果為256256，超出位二進，超出位二進制數(shù)所能表示的范圍制數(shù)所能表示的范圍255255） 3. 邏輯運算邏輯運算與與()、或、或()、非、非() 、異或、異或()特點：按位運算，無進借位特點：按位運算，無進借位運算規(guī)則運算規(guī)則.4. 邏輯門邏輯門掌握：掌握：與、或、非門邏輯符號和邏輯關與、或、非門邏輯符號和邏輯關系（真值表）；系（

55、真值表）；與非門、或非門的應用。與非門、或非門的應用。與門（與門（AND Gate）Y = ABABY000010100111&ABY或門（或門（OR Gate）Y = ABABY000011101111YAB11非門（非門（NOT Gate）1AYY = AAY0110異或門（異或門（eXclusive OR Gate）Y = ABYABABY0000111011105. 譯碼器譯碼器74LS138譯碼器：譯碼器：G1G2AG2BCBAY0Y7 譯碼輸出譯碼輸出譯碼輸入譯碼輸入譯碼使能譯碼使能74LS138真值表 使使 能能 端端輸輸 入入 端端輸輸 出出 端端G1 #G2A #G2

56、B C B A #Y0 #Y1 #Y2 #Y3 #Y4 #Y5 #Y6 #Y7 0 1 1 0 1 1 0 1 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1

57、 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 二、有符號數(shù)二、有符號數(shù)計算機中有符號數(shù)的表示計算機中有符號數(shù)的表示把二進制數(shù)的最高位定義為符號位 符號位為符號位為 0 表示表示正數(shù)正數(shù)，符號位為，符號位為 1 表示表示負數(shù)負數(shù)連同符號位一起數(shù)值化了的數(shù)，稱為機器數(shù)。機器數(shù)所表示的真實的數(shù)值，稱為真值。（在以下講述中，均以位二進制數(shù)為例）例例： +52 = +0110100 = 0 0110100 符號位數(shù)值位符號位數(shù)值位 -52 = -0110100 = 1 0110100 真值真值機器數(shù)機器數(shù)1. 符號數(shù)的表示符號數(shù)的表示對于符號數(shù)，機器數(shù)常用的對于符號數(shù)，機器數(shù)常用

58、的表示方法有表示方法有原碼、反碼原碼、反碼和和補補碼碼三種。數(shù)三種。數(shù)X的原碼記作的原碼記作 X 原原，反碼記作，反碼記作 X 反反，補碼記，補碼記作作 X 補補。注意：對正數(shù)，三種表示法均相同。注意：對正數(shù)，三種表示法均相同。 它們的差別在于對負數(shù)的表示。它們的差別在于對負數(shù)的表示。原碼原碼X原定義定義符號位：符號位：0表示正，表示正，1表示負；表示負； 數(shù)值位：真值的絕對值。數(shù)值位：真值的絕對值。nnnXXXXX 11122200-原碼的例子原碼的例子真值X=+18=+0010010X=-18=-0010010原碼X原 =0 0010010X原 =1 0010010符號符號位n位原碼表示數(shù)

59、值的范圍是位原碼表示數(shù)值的范圍是對應的原碼是對應的原碼是11110111。() ()nn 112121數(shù)數(shù)0的原碼的原碼8位數(shù)位數(shù)0的原碼：的原碼：+0 = 0 0000000 - 0 = 1 0000000 即：數(shù)即：數(shù)0的原碼不唯一。的原碼不唯一。反碼反碼X反定義定義 若若X0 ，則則 X反反=X原原 若若X0， 則則X補補= X反反= X原原若若X0， 則則X補補= X反反+1-nnnXXXXX 1122200-例例：X= 52= 0110100 X原原 = 10110100 X反反 = 11001011 X補補 = X反反+1=11001100n位補碼表示數(shù)值的范圍是位補碼表示數(shù)值的范圍是對應的補碼是對應的補碼是10000111。()11221nn0的補碼：的補碼：+0補補= +0原原=00000000-0補補= -0反反+1=11111111+1 =1 00000000 對對8 8位字長，進位被舍掉位字長，進位被舍掉+0補補= -0補補= 0