微機(jī)原理01微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)概論

1、1微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)2課程目標(biāo)n掌握：掌握：n微型計(jì)算機(jī)的基本工作原理微型計(jì)算機(jī)的基本工作原理n匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法n微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)n建立微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體概念，形成微機(jī)系統(tǒng)軟建立微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體概念，形成微機(jī)系統(tǒng)軟硬件開(kāi)發(fā)的初步能力硬件開(kāi)發(fā)的初步能力3第1章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)概論n主要內(nèi)容主要內(nèi)容：n微機(jī)系統(tǒng)的組成微機(jī)系統(tǒng)的組成n計(jì)算機(jī)中的編碼、數(shù)制及其轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)中的編碼、數(shù)制及其轉(zhuǎn)換n無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算n算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算n運(yùn)算中的溢出運(yùn)算中的溢出n機(jī)器數(shù)的表示及運(yùn)算機(jī)器數(shù)的表示及運(yùn)算n

2、基本邏輯門(mén)及譯碼器基本邏輯門(mén)及譯碼器4微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)n微型機(jī)的工作原理微型機(jī)的工作原理n微機(jī)系統(tǒng)的基本組成微機(jī)系統(tǒng)的基本組成5一、計(jì)算機(jī)的工作原理n計(jì)算機(jī)中的指令執(zhí)行過(guò)程計(jì)算機(jī)中的指令執(zhí)行過(guò)程n馮馮 諾依曼計(jì)算機(jī)工作原理諾依曼計(jì)算機(jī)工作原理n非馮非馮 諾依曼計(jì)算機(jī)特點(diǎn)諾依曼計(jì)算機(jī)特點(diǎn)61. 計(jì)算機(jī)中的指令執(zhí)行過(guò)程n計(jì)算機(jī)的工作是逐條執(zhí)行由指令構(gòu)成的程序計(jì)算機(jī)的工作是逐條執(zhí)行由指令構(gòu)成的程序n指令：指令：n由人向計(jì)算機(jī)發(fā)出的、能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)所識(shí)別的命令。由人向計(jì)算機(jī)發(fā)出的、能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)所識(shí)別的命令。7指令執(zhí)行的一般過(guò)程取指令取指令取指部件，分析部件，執(zhí)行部件取指部件，分析部件，執(zhí)行部件指令譯碼指令

3、譯碼讀取操作數(shù)讀取操作數(shù)執(zhí)行指令執(zhí)行指令存放結(jié)果存放結(jié)果8指令的順序執(zhí)行和并行執(zhí)行n順序執(zhí)行方式：順序執(zhí)行方式：n各功能部件交替工作，按順序完成指令的執(zhí)行過(guò)各功能部件交替工作，按順序完成指令的執(zhí)行過(guò)程。程。n并行流水線方式：并行流水線方式：n各功能部件并行工作。各功能部件并行工作。9順序工作方式取指令取指令1執(zhí)行執(zhí)行指令指令1分析分析指令指令1CPUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌取指令取指令2執(zhí)行執(zhí)行指令指令2分析分析指令指令210并行流水線工作方式 EU取指令取指令1執(zhí)行執(zhí)行指令指令1分析分析指令指令1CPU取指令取指令2執(zhí)行執(zhí)行指令指令2分析分析指令指令2取指令取指令3執(zhí)行執(zhí)行指令指令3分析分析指

4、令指令3BIU忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌2. 馮 諾依曼計(jì)算機(jī)n馮馮 諾依曼計(jì)算機(jī)的工作原理諾依曼計(jì)算機(jī)的工作原理n存儲(chǔ)程序工作原理存儲(chǔ)程序工作原理n結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)n運(yùn)算器為核心運(yùn)算器為核心1112馮 諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)運(yùn)算器運(yùn)算器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器控制器控制器輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備13馮 諾依曼機(jī)的工作過(guò)程內(nèi)存中的程序內(nèi)存中的程序指令指令1指令指令2指令指令n分析分析獲取操作數(shù)獲取操作數(shù)執(zhí)行執(zhí)行存放結(jié)果存放結(jié)果程序計(jì)程序計(jì)數(shù)器數(shù)器PC地址地址CPU取出取出操作數(shù)操作數(shù)14馮 諾依曼機(jī)的工作過(guò)程n取一條指令的工作過(guò)程：取一條指令的工作過(guò)程：n將指令所在地址賦給程序計(jì)數(shù)器將

5、指令所在地址賦給程序計(jì)數(shù)器PC；nPC內(nèi)容送到地址寄存器內(nèi)容送到地址寄存器AR，PC自動(dòng)加自動(dòng)加1；n把把AR的內(nèi)容通過(guò)地址總線送至內(nèi)存儲(chǔ)器，經(jīng)地址譯碼器譯碼，的內(nèi)容通過(guò)地址總線送至內(nèi)存儲(chǔ)器，經(jīng)地址譯碼器譯碼，選中相應(yīng)單元。選中相應(yīng)單元。nCPU的控制器發(fā)出讀命令。的控制器發(fā)出讀命令。n在讀命令控制下，把所選中單元的內(nèi)容（即指令操作碼）讀到數(shù)在讀命令控制下，把所選中單元的內(nèi)容（即指令操作碼）讀到數(shù)據(jù)總線據(jù)總線DB。n把讀出的內(nèi)容經(jīng)數(shù)據(jù)總線送到數(shù)據(jù)寄存器把讀出的內(nèi)容經(jīng)數(shù)據(jù)總線送到數(shù)據(jù)寄存器DR。n指令譯碼指令譯碼n因?yàn)槿〕龅氖侵噶畹牟僮鞔a，故數(shù)據(jù)寄存器因?yàn)槿〕龅氖侵噶畹牟僮鞔a，故數(shù)據(jù)寄存器DR把

6、它送到指令寄存器把它送到指令寄存器IR，然后再送到指令譯碼器，然后再送到指令譯碼器ID 內(nèi)存單元地址內(nèi)存單元地址PC1000FH地址地址寄存器寄存器1000FH+1“讀存儲(chǔ)器讀存儲(chǔ)器”命令命令指令譯碼指令譯碼數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)總總線線B1H內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器地址總線地址總線B1H1000FH微機(jī)讀取一條指令的工作過(guò)程：馮 諾依曼機(jī)的特點(diǎn)和不足n特點(diǎn)：特點(diǎn)：n程序存儲(chǔ)，共享數(shù)據(jù)，順序執(zhí)行程序存儲(chǔ)，共享數(shù)據(jù)，順序執(zhí)行n屬于順序處理機(jī)，適合于確定的算法和數(shù)值數(shù)據(jù)的屬于順序處理機(jī)，適合于確定的算法和數(shù)值數(shù)據(jù)的處理。處理。n不足：不足：n與存儲(chǔ)器間有大量數(shù)據(jù)交互，對(duì)總線要求很高；與存儲(chǔ)器間有大量數(shù)據(jù)交互，對(duì)總線要求

7、很高；n執(zhí)行順序有程序決定，對(duì)大型復(fù)雜任務(wù)較困難；執(zhí)行順序有程序決定，對(duì)大型復(fù)雜任務(wù)較困難；n以運(yùn)算器為核心，處理效率較低；以運(yùn)算器為核心，處理效率較低；n由由PC控制執(zhí)行順序，難以進(jìn)行真正的并行處理。控制執(zhí)行順序，難以進(jìn)行真正的并行處理。163. 非馮 諾依曼機(jī)結(jié)構(gòu)n主要特征主要特征n并行性并行性n典型類(lèi)型典型類(lèi)型n數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu) （Dataflow Image Processing System）n哈佛結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu) （Harvard Architecture）17數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)n采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式n程序的執(zhí)行順序不是由程序計(jì)數(shù)器控制，而是由指令程序的執(zhí)行順

8、序不是由程序計(jì)數(shù)器控制，而是由指令間的數(shù)據(jù)流控制間的數(shù)據(jù)流控制n當(dāng)指令具有所需數(shù)據(jù)、且輸出端沒(méi)有數(shù)據(jù)時(shí)就可執(zhí)行。當(dāng)指令具有所需數(shù)據(jù)、且輸出端沒(méi)有數(shù)據(jù)時(shí)就可執(zhí)行。18數(shù)據(jù)流處理機(jī)存儲(chǔ)器主處理機(jī)數(shù)據(jù)通道控制通道高速數(shù)據(jù)總線磁盤(pán)存儲(chǔ)器采用數(shù)采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)據(jù)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)n數(shù)據(jù)流處理機(jī)工作原理數(shù)據(jù)流處理機(jī)工作原理19EUEUEUEU環(huán)形接口運(yùn)算模塊訪問(wèn)模塊WR接口控制器主處理機(jī)存儲(chǔ)器EUEUEU：執(zhí)行部件W：寫(xiě)操作部件R：讀操作部件哈佛結(jié)構(gòu)n指令和數(shù)據(jù)分別存放在兩個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)器模塊中；指令和數(shù)據(jù)分別存放在兩個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)器模塊中；nCPU與存儲(chǔ)器間指令和數(shù)據(jù)的傳送分別采用兩組獨(dú)立的與存儲(chǔ)器間指令和數(shù)

9、據(jù)的傳送分別采用兩組獨(dú)立的總線；總線；n可以在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)同時(shí)獲得指令操作碼和操作數(shù)?？梢栽谝粋€(gè)機(jī)器周期內(nèi)同時(shí)獲得指令操作碼和操作數(shù)。20CPU程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址信號(hào)地址信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)21二、微機(jī)系統(tǒng)組成 主機(jī)主機(jī) 硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng) 外設(shè)外設(shè) 微機(jī)系統(tǒng)微機(jī)系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng) 應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器輸入輸入/輸出接口輸出接口總線總線221. 微處理器n微處理器簡(jiǎn)稱(chēng)微處理器簡(jiǎn)稱(chēng)CPU，是計(jì)算機(jī)的核心。，是計(jì)算機(jī)的核心。n主要包括：主要包括： 運(yùn)算器運(yùn)算器 控制器控制器 寄存器組寄存器組232. 存儲(chǔ)器n定義：定義：n用于存放計(jì)算機(jī)工作過(guò)程中需要操作的

10、數(shù)據(jù)用于存放計(jì)算機(jī)工作過(guò)程中需要操作的數(shù)據(jù)和程序。和程序。24有關(guān)內(nèi)存儲(chǔ)器的幾個(gè)概念n內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容n內(nèi)存容量?jī)?nèi)存容量n內(nèi)存的操作內(nèi)存的操作n內(nèi)存的分類(lèi)內(nèi)存的分類(lèi)25內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容n內(nèi)存按單元組織內(nèi)存按單元組織n每單元都對(duì)應(yīng)一個(gè)地址，以方便對(duì)單元的尋址每單元都對(duì)應(yīng)一個(gè)地址，以方便對(duì)單元的尋址1011011038F04H內(nèi)存地址內(nèi)存地址單元內(nèi)容單元內(nèi)容26內(nèi)存容量n內(nèi)存容量：內(nèi)存容量：n所含存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)，以字節(jié)為單位所含存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)，以字節(jié)為單位n內(nèi)存容量的大小依內(nèi)存容量的大小依CPUCPU的尋址能力而定的尋址能力而定n實(shí)地址模式下為實(shí)地址模式下為CPUCPU

11、地址信號(hào)線的位數(shù)地址信號(hào)線的位數(shù)27內(nèi)存操作n讀：讀：n將內(nèi)存單元的內(nèi)容取入將內(nèi)存單元的內(nèi)容取入CPUCPU，原單元內(nèi)容不改變；原單元內(nèi)容不改變；n寫(xiě)：寫(xiě)：nCPUCPU將信息放入內(nèi)存單元，單元中原來(lái)的內(nèi)容被覆蓋。將信息放入內(nèi)存單元，單元中原來(lái)的內(nèi)容被覆蓋。28內(nèi)存儲(chǔ)器的分類(lèi)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAMRAM）只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROMROM）按工作方按工作方式可分為式可分為293. 輸入/輸出接口n接口是接口是CPUCPU與外部設(shè)備間的橋梁與外部設(shè)備間的橋梁CPUI/OI/O接口接口外外設(shè)設(shè)30接口的分類(lèi)串行接口串行接口并行接口并行接口數(shù)字接口數(shù)字接口模擬接口模擬接口輸入接口輸

12、入接口輸出接口輸出接口31接口的功能n數(shù)據(jù)緩沖寄存；數(shù)據(jù)緩沖寄存；n信號(hào)電平或類(lèi)型的轉(zhuǎn)換；信號(hào)電平或類(lèi)型的轉(zhuǎn)換；n實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外設(shè)間的運(yùn)行匹配。實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外設(shè)間的運(yùn)行匹配。324. 總線n基本概念基本概念n分類(lèi)分類(lèi)n工作原理工作原理n常用系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)及其主要技術(shù)指標(biāo)常用系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)及其主要技術(shù)指標(biāo) （具體內(nèi)容見(jiàn)后續(xù)課程）（具體內(nèi)容見(jiàn)后續(xù)課程）335. 軟件系統(tǒng)n軟件：軟件：n為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或?yàn)閷?shí)現(xiàn)某一功能為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或?yàn)閷?shí)現(xiàn)某一功能而編寫(xiě)的各種程序的總和及其相關(guān)資料。而編寫(xiě)的各種程序的總和及其相關(guān)資料。系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)編譯系統(tǒng)編譯系統(tǒng)

13、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工具軟件工具軟件軟件軟件34計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼n數(shù)制和編碼的表示數(shù)制和編碼的表示n各種計(jì)數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換各種計(jì)數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換35一、數(shù)制n計(jì)算機(jī)中的常用計(jì)數(shù)制計(jì)算機(jī)中的常用計(jì)數(shù)制n十進(jìn)制（十進(jìn)制（D D）n二進(jìn)制（二進(jìn)制（B B）n十六進(jìn)制（十六進(jìn)制（H H）36例：n234.98D或（或（234.98）Dn1101.11B或（或（1101.11）BnABCD . BFH或（或（ABCD . BF） H372. 各種進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換非十進(jìn)制數(shù)到十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換非十進(jìn)制數(shù)到十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制到非十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制到非十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換二二進(jìn)制與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換進(jìn)制與十六進(jìn)

14、制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 38非十進(jìn)制數(shù)到十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換n按相應(yīng)的權(quán)按相應(yīng)的權(quán)值表達(dá)式展開(kāi)值表達(dá)式展開(kāi)n例：例：n1011.11B=123+022+121+120+12-1+ 12-2 =8+2+1+0.5+0.25 =11.75n5B.8H=5161+11160+816-1 =80+11+0.5 =91.539十進(jìn)制到非十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換n到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換：到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換： 對(duì)整數(shù)：除對(duì)整數(shù)：除2取余；取余； 對(duì)小數(shù)：乘對(duì)小數(shù)：乘2取整。取整。n到十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換：到十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換： 對(duì)整數(shù)：除對(duì)整數(shù)：除16取余；取余； 對(duì)小數(shù)：乘對(duì)小數(shù)：乘16取整。取整。40二進(jìn)制與十六進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換n用用4位二進(jìn)制數(shù)表示位

15、二進(jìn)制數(shù)表示1位十六進(jìn)制數(shù)位十六進(jìn)制數(shù)n例：例：n25.5 = 11001.1B = 19.8H n11001010.0110101B =CA.6AH41二、計(jì)算機(jī)中的編碼nBCD碼碼n用二進(jìn)制編碼表示的十進(jìn)制數(shù)用二進(jìn)制編碼表示的十進(jìn)制數(shù)nASCII碼碼n西文字符編碼西文字符編碼421. BCD碼碼n壓縮壓縮BCD碼碼n用用4位二進(jìn)制碼表示一位十進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制碼表示一位十進(jìn)制數(shù)n每每4位之間有一個(gè)空格位之間有一個(gè)空格n擴(kuò)展擴(kuò)展BCD碼碼n用用8位二進(jìn)制碼表示一位十進(jìn)制數(shù)，每位二進(jìn)制碼表示一位十進(jìn)制數(shù)，每4位之間有一位之間有一個(gè)空格。個(gè)空格。43BCD碼與二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換n先轉(zhuǎn)換為十進(jìn)先轉(zhuǎn)換為

16、十進(jìn) 制數(shù)，再轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)，再轉(zhuǎn)換二進(jìn) 制數(shù)；反之同制數(shù)；反之同樣。樣。n例例：n（0001 0001 .0010 01010001 0001 .0010 0101）BCDBCD =11 .25 =11 .25 = =（1011 .011011 .01） B B442. ASCII碼n西文西文 字符的編碼，一般用字符的編碼，一般用7位二進(jìn)位二進(jìn) 制碼表示。制碼表示。nD D7 7位為校驗(yàn)位，默認(rèn)情況下為位為校驗(yàn)位，默認(rèn)情況下為0。n要求：要求：n理解校驗(yàn)位的作用理解校驗(yàn)位的作用n熟悉熟悉0-F的的ASCII碼碼45ASCII碼的奇偶校驗(yàn)n奇校驗(yàn)奇校驗(yàn)n加上校驗(yàn)位后編碼中加上校驗(yàn)位后編碼中“1”

17、的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。n例：例：A的的ASCII碼是碼是41H（1000001B）n以奇校驗(yàn)傳送則為以奇校驗(yàn)傳送則為 C1H（11000001B）n偶校驗(yàn)偶校驗(yàn)n加上校驗(yàn)位后加上校驗(yàn)位后 編碼中編碼中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)。的個(gè)數(shù)為偶數(shù)。n上例若以偶校驗(yàn)傳送，則為上例若以偶校驗(yàn)傳送，則為 41H。46二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算無(wú)符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)有符號(hào)數(shù)有符號(hào)數(shù)二進(jìn)二進(jìn) 制數(shù)的運(yùn)算制數(shù)的運(yùn)算47一、無(wú)符號(hào)數(shù)的運(yùn)算n主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：n無(wú)符號(hào)二進(jìn)無(wú)符號(hào)二進(jìn) 制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算n無(wú)符號(hào)數(shù)的表達(dá)范圍無(wú)符號(hào)數(shù)的表達(dá)范圍n運(yùn)算中的溢出問(wèn)題運(yùn)算中的溢出問(wèn)題n無(wú)符號(hào)數(shù)的邏輯運(yùn)算

18、無(wú)符號(hào)數(shù)的邏輯運(yùn)算n基本邏輯門(mén)和譯碼器基本邏輯門(mén)和譯碼器481. 無(wú)符號(hào)數(shù)的算術(shù)運(yùn)算n加法運(yùn)算加法運(yùn)算n1+1=0（有進(jìn)位）（有進(jìn)位）n減法運(yùn)算減法運(yùn)算n0-1=1（有借位）（有借位）n乘法運(yùn)算乘法運(yùn)算n除法運(yùn)算除法運(yùn)算49乘除運(yùn)算例n000010110100 =00101100B n000010110100=00000010B 即：商即：商=00000010B 余數(shù)余數(shù)=11B502. 無(wú)符號(hào)數(shù)的表示范圍： 0 0 X 2X 2n n-1-1若運(yùn)算結(jié)果超出這個(gè)范圍，則產(chǎn)生溢出。若運(yùn)算結(jié)果超出這個(gè)范圍，則產(chǎn)生溢出。對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù)：運(yùn)算時(shí)，當(dāng)最高位向更高位對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù)：運(yùn)算時(shí)，當(dāng)最高位向更高位 有進(jìn)位

19、（或借位）時(shí)則產(chǎn)生有進(jìn)位（或借位）時(shí)則產(chǎn)生 溢出。溢出。51例： 最高位向前有進(jìn)位，產(chǎn)生溢出最高位向前有進(jìn)位，產(chǎn)生溢出00000000 100000001 11111111 523. 邏輯運(yùn)算n與、或、非、異或與、或、非、異或n掌握：掌握：n與、或、非門(mén)邏輯符號(hào)和邏輯關(guān)系（真值表）；與、或、非門(mén)邏輯符號(hào)和邏輯關(guān)系（真值表）；n與非門(mén)、或非門(mén)的應(yīng)用。與非門(mén)、或非門(mén)的應(yīng)用。53“與”、“或”運(yùn)算n“與與”運(yùn)算：運(yùn)算：n任何數(shù)和任何數(shù)和“0”相相“與與”，結(jié)果為，結(jié)果為0。n“或或”運(yùn)算：運(yùn)算：n任何數(shù)和任何數(shù)和“1”相相“或或”，結(jié)果為，結(jié)果為1。&154“非”、“異或”運(yùn)算n“非非”運(yùn)算

20、運(yùn)算n按位求反按位求反n“異或異或”運(yùn)算運(yùn)算n相同則為相同則為0，相異則為，相異則為11&1邏輯關(guān)系例n例例1n例例2：5511110？00000？564. 譯碼器n掌握掌握74LS138譯碼器譯碼器n各引腳功能各引腳功能n輸入端與輸出端關(guān)系（真值表）輸入端與輸出端關(guān)系（真值表）5774LS138譯碼器G1G2AG2BCBAY0Y7 n主要引腳及功能主要引腳及功能二、有符號(hào)數(shù)的表示和運(yùn)算n機(jī)器數(shù)及其表示機(jī)器數(shù)及其表示n符號(hào)數(shù)的表示符號(hào)數(shù)的表示n有符號(hào)數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換有符號(hào)數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換n補(bǔ)碼的運(yùn)算和溢出補(bǔ)碼的運(yùn)算和溢出58591. 機(jī)器數(shù)n機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)n計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)中的數(shù)

21、據(jù)n構(gòu)成：構(gòu)成：n符號(hào)位符號(hào)位 + 真值真值 “0” 表示正表示正“1” 表示負(fù)表示負(fù)60例 +52 = +0110100 = 0 0110100 符號(hào)位符號(hào)位 真值真值-52 = -0110100 = 1 0110100 符號(hào)位符號(hào)位 真值真值612. 符號(hào)數(shù)的表示n機(jī)器數(shù)的表示方法：機(jī)器數(shù)的表示方法：n原碼原碼n反碼反碼n補(bǔ)碼補(bǔ)碼62原碼n最高位為符號(hào)位（用最高位為符號(hào)位（用“0”表示正，用表示正，用“1”表表示負(fù)），其余為真值部分。示負(fù)），其余為真值部分。n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： n真值和其原碼表示之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系簡(jiǎn)單，容易理解；真值和其原碼表示之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系簡(jiǎn)單，容易理解；n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：n計(jì)算機(jī)中

22、用原碼進(jìn)行加減運(yùn)算比較困難計(jì)算機(jī)中用原碼進(jìn)行加減運(yùn)算比較困難n0的表示不唯一。的表示不唯一。63數(shù)0的原碼n8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。64反碼對(duì)一個(gè)機(jī)器數(shù)對(duì)一個(gè)機(jī)器數(shù)X：n若若X0 ，則，則 X反反=X原原n若若X0， 則則X補(bǔ)補(bǔ)= X反反= X原原n若若X0， 則則X補(bǔ)補(bǔ)= X反反+168例nX= 52= 0110100 X原原=10110100 X反反=11001011 X補(bǔ)補(bǔ)= X反反+1=11001100690的補(bǔ)碼：n+0補(bǔ)補(bǔ)= +0原原=00000000n-0補(bǔ)補(bǔ)= -0反反+1=11111111+1 =1 00000000 對(duì)對(duì)8 8位字長(zhǎng)，進(jìn)位被舍掉位字長(zhǎng)，進(jìn)位被舍掉70特殊數(shù)10000000n對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù)對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù):（10000000）B=128n在原碼中定義為：在原碼中定義為： -0n在反碼中定義為：在反碼中定義為： -127n在補(bǔ)碼中定義為：在補(bǔ)碼中定義為： -12871符號(hào)數(shù)的表示范圍對(duì)對(duì)8位二進(jìn)制數(shù)：位二進(jìn)制數(shù)：n原碼：原碼： -127 +127n反碼：反碼： -127 +127n補(bǔ)碼：補(bǔ)碼： -128 +127723. 符號(hào)二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換對(duì)用補(bǔ)碼表示的二進(jìn)制數(shù)：對(duì)用補(bǔ)碼表示的二進(jìn)制數(shù)： 1）求出真值）求出真