微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)演示文稿

微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)演示文稿1/61當(dāng)前第1頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)2/61優(yōu)選微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)當(dāng)前第2頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)1.1微型計(jì)算機(jī)和單片機(jī)發(fā)展概述一、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展

1．電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展

1946年美國(guó)研制出世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC

第一代：電子管電子計(jì)算機(jī)（1946年～1958年）邏輯元件：電子管內(nèi)存儲(chǔ)器：水銀延遲線外存儲(chǔ)器：磁鼓、紙帶、卡片、磁帶程序語(yǔ)言：機(jī)器語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言第二代：晶體管電子計(jì)算機(jī)（1958年～1965年）邏輯元件：晶體管內(nèi)存儲(chǔ)器：磁芯外存儲(chǔ)器：磁鼓、紙帶、卡片、磁帶程序語(yǔ)言：機(jī)器語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)

當(dāng)前第3頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)第三代：中小規(guī)模集成電路電子計(jì)算機(jī)（1965年～1970年）

邏輯元件：中、小規(guī)模集成電路內(nèi)存儲(chǔ)器：磁芯、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器：磁盤(pán)、磁帶程序語(yǔ)言：匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言第一臺(tái)集成電路通用計(jì)算機(jī)第四代：大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路電子計(jì)算機(jī)(1971年開(kāi)始)邏輯元件：大規(guī)模集成電路內(nèi)存儲(chǔ)器：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器：磁盤(pán)、磁帶、光盤(pán)程序語(yǔ)言：匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言

第五代：智能計(jì)算機(jī)（20世紀(jì)80年代中期至今）把信息采集、存儲(chǔ)、處理、通信和人工智能結(jié)合一起，具有形式推理、聯(lián)想、學(xué)習(xí)和解釋能力?，F(xiàn)正在研制發(fā)展中。當(dāng)前第4頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

2．微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展以大規(guī)模、超大規(guī)模微處理器為核心，配以存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路以及系統(tǒng)總線所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)。什么是微型計(jì)算機(jī)？

第一代（1971～1973年）4位和低檔8位微處理器Intel4004

—4位微處理器Intel8008—低檔8位微處理器Intel8008

Intel8080、MC6800

—8位微處理器Intel8085、Z80

—高檔8位微處理器指令比較完善，有中斷與DMA，頻率2～4MHzIntel8080

第二代：（1973～1977年）中高檔8位微處理器當(dāng)前第5頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)第三代（1978～1982年）16位微處理器Intel8086、Z8000、MC68000

—16位CPU字長(zhǎng)16位，16位數(shù)據(jù)線，20位地址線Intel80861981年，IBM公司采用Intel8086微處理器生產(chǎn)了第一臺(tái)通用微型計(jì)算機(jī)IBMPCIntel80286—高檔16位，24位地址線

第四代（1982～1992年）32位微處理器Intel80386

—32位微處理器，數(shù)據(jù)總線32位，地址總線32位，時(shí)鐘頻率33MHzIntel80486

—32位微處理器80486=80386+80387+8KBCache部分采用RISC、突發(fā)總線技術(shù)、時(shí)鐘倍頻技術(shù)Intel80486當(dāng)前第6頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)第五代（1993～1995年）32位奔騰微處理器Pentium（奔騰）—32位微處理器CPU字長(zhǎng)32位，64位數(shù)據(jù)線，32位地址線PentiumMMX（多能奔騰）

—32位微處理器增加了57條MMX（多媒體增強(qiáng)指令集）指令

第六代（1995～1999年）增強(qiáng)型Pentium微處理器PentiumPro(高能奔騰)

—32位微處理器36位地址線，時(shí)鐘頻率300MHz。PentiumII

—32位，增加MMX技術(shù)。PentiumIII

—32位，時(shí)鐘頻率達(dá)1GHZPentium4

—32位，時(shí)鐘頻率高達(dá)3.8GHzIntelPentiumIII

第六代后（2000年至今）和多核處理器

IntelItanium2

—64位微處理器

IntelCorei7

—4核處理器當(dāng)前第7頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

二、單片機(jī)的發(fā)展

將CPU、ROM、RAM、輸入/輸出(I/O)接口電路以及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等主要部件集成在一塊集成電路芯片上。稱(chēng)為單片微型計(jì)算機(jī)(SingleChipMicrocomputer)，簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)。單片機(jī)雖然只是一片集成電路，但從組成和功能上看，已具有了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的基本功能。單片機(jī)的特點(diǎn)：性價(jià)比高：高性能、低價(jià)格；針對(duì)性強(qiáng)：適用于各種控制用途；集成度高：體積小、可靠性高；功耗較?。旱碗妷骸⒌凸?；品種多樣：型號(hào)多，發(fā)展更新快。什么是單片機(jī)？當(dāng)前第8頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)1．單片機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史第一階段（1971～1974）單片機(jī)萌芽階段典型代表：美國(guó)仙童公司的FS系列單片機(jī)，8位CPU、64字節(jié)RAM和兩個(gè)并行端口，需外接ROM。第二階段（1974～1978）初級(jí)單片機(jī)階段以Intel公司的MCS-48系列為代表。8位CPU、2個(gè)8位并行I/O口、8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和64字節(jié)的RAM，尋址范圍4KB。

第三階段（1978～1983）高性能單片機(jī)階段這時(shí)期代表產(chǎn)品有Intel公司的MCS-51系列、Motorola公司的MC6801系列、Zilog公司的Z80系列等。第四階段(1983～)8位單片機(jī)鞏固發(fā)展及16位單片機(jī)推出8位單片機(jī)功能越來(lái)越強(qiáng)大，集成較多RAM/ROM、I/O接口、還帶A/D轉(zhuǎn)換器等。16位單片機(jī)如MCS-96等也開(kāi)始推出當(dāng)前第9頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)現(xiàn)階段：32位單片機(jī)系列采用RISC，主頻33MHz以上，強(qiáng)大的中斷控制系統(tǒng)、定時(shí)/事件控制系統(tǒng)和同步/異步通信系統(tǒng)。代表產(chǎn)品MCS-80960由于8位單片機(jī)性價(jià)比高，能滿足一般的應(yīng)用需求，而且增強(qiáng)型8位單片機(jī)在性能上也已接近16位單片機(jī)。因此在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，主流機(jī)型仍是8位單片機(jī)。2．單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)CMOS化低功耗化低電壓化低噪聲與高可靠性大容量、高性能化小容量、低價(jià)格化外圍電路內(nèi)裝化串行擴(kuò)展技術(shù)當(dāng)前第10頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)1.2計(jì)算機(jī)中的數(shù)制及數(shù)的轉(zhuǎn)換

一、計(jì)算機(jī)中的數(shù)制數(shù)是客觀事物的量在人們頭腦中的反映。數(shù)制是人們對(duì)事物的量進(jìn)行計(jì)量的一種規(guī)律。用一組數(shù)碼表示數(shù)時(shí)，如果每個(gè)數(shù)碼所表示的大小不僅決定于數(shù)碼本身而且還決定于這個(gè)數(shù)碼所處的位置，這種表示法就稱(chēng)為數(shù)的位置表示法。例如：999

1．?dāng)?shù)的位置表示法權(quán)：在位置表示法中每一個(gè)數(shù)位的位值?；鶖?shù)：相鄰兩位中高位的權(quán)與低位的權(quán)之比。當(dāng)前第11頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)表示數(shù)量N，則用位置表示法可表示為：如用一組數(shù)碼其中：X——為基數(shù)(X≥2)。取值不同就可以得到不同進(jìn)制數(shù)ai——表示各數(shù)位上的數(shù)碼,稱(chēng)為系數(shù)。ai={0,1,…,X-1}【例1-1】123.456=1×102+2×101+3×100+4×10-1+5×10-2+6×10-3當(dāng)前第12頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)2．各種不同進(jìn)制的數(shù)十進(jìn)制（Decimal）計(jì)數(shù)規(guī)律：逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十；基數(shù)Ｘ＝10；系數(shù)ai={0,1,…,9};一般表達(dá)式：特點(diǎn)：日常生活習(xí)慣當(dāng)前第13頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

特點(diǎn)：1.電路實(shí)現(xiàn)方便，計(jì)算機(jī)中使用；

2.運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單。運(yùn)算規(guī)則：加(+)：0+0=00+1=11+0=11+1=10(逢二進(jìn)一)減(-)：0－0=010－1=1(借位)1－0=11－1=0乘(×)：0×

0=00×

1=01×

0=01×

1=1除(/)：0/1=01/1=1二進(jìn)制（Binary）計(jì)數(shù)規(guī)律：逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二；基數(shù)Ｘ＝2；系數(shù)ai={0,1};一般表達(dá)式：【例1-2】(1011.1)2=(1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1)10為什么計(jì)算機(jī)內(nèi)部都采用二進(jìn)制？當(dāng)前第14頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)十六進(jìn)制（Hexadecimal）計(jì)數(shù)規(guī)律：逢十六進(jìn)一，借一當(dāng)十六；基數(shù)Ｘ＝16;系數(shù)ai={0,1,…,9,A,B,C,D,E,F};一般表達(dá)式：特點(diǎn)：24＝16，4位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)1位十六進(jìn)制數(shù)?！纠?-4】(56D.3)H=(5×162+6×161+13×160+3×16-1)10當(dāng)前第15頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

3．各種不同進(jìn)制數(shù)的表示Decimal：

后跟D或省略不寫(xiě)；Binary：

后跟B；Hexadecimal：后跟H，若以

A～F開(kāi)頭，需加前導(dǎo)0當(dāng)前第16頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)方法：按權(quán)展開(kāi)；二、數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1．N進(jìn)制（N≠10）十進(jìn)制【例1-9】

1011.110B=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2=11.753BEF.E6H=3×163+11×162+14×161+15×160

+14×16-1

+6×16-2

=15039.8984375當(dāng)前第17頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)（1）整數(shù)部分──除N取余

2．十進(jìn)制

N進(jìn)制（N≠10）整數(shù)部分、小數(shù)部分必須分開(kāi)，分別求出系數(shù)ai余數(shù)2125---1最低位262---0231---1215---127---123---121---1最高位0【例1-10】

將125轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)余數(shù)1615536---0最低位16971---111660---123---3最高位【例1-11】

將15536轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果：125=1111101B轉(zhuǎn)換結(jié)果：15536=3CB0H當(dāng)前第18頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

（2）小數(shù)部分轉(zhuǎn)換──乘N取整【例1-12】將0.6875轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)整數(shù)2×0.6875=1.375---1最高位2×0.375=0.75---02×0.75=1.5---12×0.5=1.0---1最低位轉(zhuǎn)換結(jié)果：0.6875=0.1011B整數(shù)16×0.78125=12.5---12（C）最高位16×0.5=8.0---8最低位轉(zhuǎn)換結(jié)果：0.78125=0.C8H

【例1-13】將0.78125轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)當(dāng)前第19頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)（1）二進(jìn)制數(shù)到十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換──四位化一位從小數(shù)點(diǎn)處向兩邊分節(jié)，整數(shù)部分不夠前面補(bǔ)0，小數(shù)部分不夠后面補(bǔ)0。1000110.01→01000110.0100(46.4)16

3.二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換【例1-14】將(1000110.01)B轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。當(dāng)前第20頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)不同進(jìn)制數(shù)之間的對(duì)照關(guān)系當(dāng)前第21頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

（2）十六進(jìn)制數(shù)到二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換

方法：一位化四位。按順序?qū)懗雒课皇M(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，所得結(jié)果即為相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。【例1-15】

將(352.6)H轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。

352.6H001101010010.0110=(1101010010.011)BCPU能否識(shí)別十六進(jìn)制數(shù)？使用十六進(jìn)制數(shù)的目的是什么？當(dāng)前第22頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)三種數(shù)制間的轉(zhuǎn)換小結(jié)N進(jìn)制十進(jìn)制：按權(quán)展開(kāi)相加N進(jìn)制←十進(jìn)制整數(shù)：除N取余N進(jìn)制←十進(jìn)制小數(shù)：乘N取整當(dāng)前第23頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)1.3計(jì)算機(jī)中二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算一、二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的計(jì)數(shù)規(guī)律：加法“逢二進(jìn)一”，減法“借一當(dāng)二”被加數(shù)10110101B加數(shù)00001011B進(jìn)位+01111110B

和11000000B被減數(shù)10110101B減數(shù)00001011B借位-00010100B

差10101010B【例1-18】

減法運(yùn)算10110101B-1011B結(jié)果：10110101B+1011B=11000000B【例1-17】

加法運(yùn)算10110101B+1011B結(jié)果：10110101B-1011B=10101010B當(dāng)前第24頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)【例1-19】二進(jìn)制乘法運(yùn)算，10110101B×1011B被乘數(shù)10110101B乘數(shù)×1011B10110101部分積1011010100000000+10110101積11111000111B結(jié)果：當(dāng)前第25頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)【例1-20】二進(jìn)制除法運(yùn)算，10111111B÷1001B10101B商除數(shù)100110111111B被除數(shù)-10011011-10011011-100110B余數(shù)結(jié)果：10111111B÷1001B

商=10101B，余數(shù)=10B當(dāng)前第26頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

二、二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算常用的有“與”、“或”、“異或”和“非”四種。分別用符號(hào)“AND”、“OR”、“XOR”和“NOT”作為運(yùn)算符，在數(shù)字上面加橫線“—”表示該數(shù)的非運(yùn)算。二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算按位進(jìn)行運(yùn)算，沒(méi)有進(jìn)位問(wèn)題。取值邏輯運(yùn)算結(jié)果與運(yùn)算(AND)或運(yùn)算(OR)異或運(yùn)算(XOR)非運(yùn)算(NOT)000000101011100111011110表1-1

1位二進(jìn)制數(shù)邏輯運(yùn)算規(guī)則當(dāng)前第27頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)【例1-21】求二進(jìn)制數(shù)10010111B和00111000B的“與”、“或”、“異或”運(yùn)算10010111BAND00111000B00010000B結(jié)果：10010111BAND00111000B=00010000B10010111BOR00111000B10111111B結(jié)果：10010111BOR00111000B=10111111B10010111BXOR00111000B10101111B結(jié)果：10010111BXOR00111000B=10101111B當(dāng)前第28頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)1.4計(jì)算機(jī)中有符號(hào)數(shù)的表示方法無(wú)符號(hào)數(shù)：不涉及符號(hào)問(wèn)題的數(shù)，統(tǒng)稱(chēng)為無(wú)符號(hào)數(shù)；有符號(hào)數(shù)：最高位表示數(shù)的符號(hào)，0—正數(shù)，1—負(fù)數(shù)；例如字長(zhǎng)8位：D7——符號(hào)位，D6~D0——數(shù)值位；兩個(gè)概念：機(jī)器數(shù)和機(jī)器數(shù)的真值(簡(jiǎn)稱(chēng)真值)。機(jī)器數(shù)：數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的編碼。機(jī)器數(shù)的真值：機(jī)器數(shù)所代表的實(shí)際數(shù)值。在計(jì)算機(jī)中，有符號(hào)數(shù)常用原碼、反碼、補(bǔ)碼等形式表示當(dāng)前第29頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

一、原碼、反碼和補(bǔ)碼1．原碼原碼：最高位表示符號(hào)，其中：0─正數(shù)、1─負(fù)數(shù)其他位表示數(shù)值的絕對(duì)大小?！纠?-24】求X1=+1010B，X2=-1010B的原碼（8位）解：[X1]原=00001010B[X2]原=10001010Bn位原碼能夠表示的數(shù)值的范圍：－(2n-1－1)～＋(2n-1－1);0的原碼不唯一，有[+0]原和[-0]原之分,處理運(yùn)算不方便。原碼與真值的對(duì)應(yīng)關(guān)系簡(jiǎn)單，真值=符號(hào)+絕對(duì)值。真值：用“+”和“-”表示的有符號(hào)數(shù)當(dāng)前第30頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

2．反碼若X＞0，則[X]反＝[X]原;若X＜0，則[X]反＝符號(hào)位為1，原碼數(shù)值部分按位取反；n位反碼能夠表示的數(shù)值的范圍：－(2n-1－1)～＋(2n-1－1);0的反碼不唯一，有[+0]反和[-0]反之分,處理運(yùn)算不方便；反碼與真值不直接對(duì)應(yīng)?！纠?-25】設(shè)X=+105，Y=-105，求字長(zhǎng)為8位的反碼[X]反和[Y]反

解：∵X=+105=+1101001B，∴[X]反=[X]原=01101001B。

∵Y=-105=-1101001B，∴[Y]原=11101001B，[Y]反=10010110B當(dāng)前第31頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)3.補(bǔ)碼模：計(jì)量容器或一個(gè)計(jì)量單位稱(chēng)為?；蚰?shù),記作M或Mode，

n位寄存器（計(jì)數(shù)器）以2n為模。如n=8，則M=28=256標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間5:00待校時(shí)鐘時(shí)間2:00慢3小時(shí)校準(zhǔn)方法1順時(shí)針撥3小時(shí)加3小時(shí)校準(zhǔn)方法2逆時(shí)針撥9小時(shí)減9小時(shí)2+3=5Mod122-9=5Mod12結(jié)論：①2-9=2+3=5（Mod12）②補(bǔ)碼可以變減法運(yùn)算為加法運(yùn)算指針式時(shí)鐘小時(shí)計(jì)時(shí)Mode=12補(bǔ)的概念：以校時(shí)鐘為例：當(dāng)前第32頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)【例1-26】求X＝＋52和Y＝－52的補(bǔ)碼。解：X＝＋52＝＋0110100B，∵X＞0，∴[X]補(bǔ)＝[X]原＝00110100BY＝－52＝－0110100B，∵Y＜0，∴[Y]原＝10110100B[Y]反＝11001011B[Y]補(bǔ)＝[Y]反＋1=11001011B＋1＝11001100B若X＞0，則[X]補(bǔ)＝[X]原;若X＜0，則[X]補(bǔ)＝符號(hào)位為1，原碼數(shù)值部分取反加1；n位補(bǔ)碼能夠表示的數(shù)值的范圍：－(2n-1)～＋(2n-1－1);0的補(bǔ)碼是唯一的，處理運(yùn)算方便；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼與原碼的關(guān)系：[[X]補(bǔ)]補(bǔ)=[X]原；(由補(bǔ)碼求真值)當(dāng)前第33頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)4.關(guān)于原碼、反碼、補(bǔ)碼的幾點(diǎn)說(shuō)明8位n位無(wú)符號(hào)數(shù)0~2550~（2n-1）有符號(hào)數(shù)原碼-127~+127-(2n-1-1)~+(2n-1-1)反碼-127~+127-(2n-1-1)~+(2n-1-1)補(bǔ)碼-128~+127-2n-1~+(2n-1-1)1)對(duì)有符號(hào)數(shù)才有原碼、反碼和補(bǔ)碼；2)正數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼都相同；3)在計(jì)算機(jī)中未加特別說(shuō)明，有符號(hào)數(shù)均采用補(bǔ)碼表示。在計(jì)算機(jī)中，8位二進(jìn)制數(shù)可表示的范圍是多少？當(dāng)前第34頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)下次課前請(qǐng)預(yù)習(xí)1.4～1.6節(jié)，并思考下列問(wèn)題1.為什么在計(jì)算機(jī)中有符號(hào)數(shù)多用補(bǔ)碼表示？2.BCD碼和ASCII碼分別用于表示什么？3.計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)是由哪幾個(gè)基本部分組成的？4.微型計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的主要區(qū)別是什么？5.單片機(jī)與微型計(jì)算機(jī)的主要區(qū)別在哪里？當(dāng)前第35頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)練習(xí)題一1．將下列二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。（1）00110100B（2）10101011B2．將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。（1）29 （2）53

（3）35.75（4）47.53．已知原碼如下，寫(xiě)出其反碼和補(bǔ)碼。（1）[X]原＝01011001（2）[X]原＝11011011

（3）[X]原＝00111110（4）[X]原＝11111100當(dāng)前第36頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

二、補(bǔ)碼的加減運(yùn)算1．補(bǔ)碼加法運(yùn)算補(bǔ)碼加法運(yùn)算的通式為：[X+Y]補(bǔ)＝[X]補(bǔ)

+[Y]補(bǔ)（mod2n）【例1-26】已知X＝＋52和Y＝－7，試用8位二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算求

X+Y的二進(jìn)制值。解:[X]補(bǔ)＝[+52]補(bǔ)＝[+52]原=

00110100B；

[Y]原＝[-7]原=10000111B，[Y]反＝11111000B，[Y]補(bǔ)＝11111001B[X]補(bǔ)00110100B[Y]補(bǔ)11111001B[X+Y]補(bǔ)100101101B

故有：[X+Y]補(bǔ)＝[X]補(bǔ)

+[Y]補(bǔ)＝00101101B=[X+Y]原真值為：+0101101B=+45在計(jì)算機(jī)中有符號(hào)數(shù)為什么多采用補(bǔ)碼表示法？當(dāng)前第37頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)2．補(bǔ)碼減法運(yùn)算補(bǔ)碼減法運(yùn)算的通式為：[X-Y]補(bǔ)＝[X]補(bǔ)

+[-Y]補(bǔ)（mod2n）【例1-27】已知X＝＋6和Y＝＋25，試用8位二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算求X－Y的二進(jìn)制值。解：[X]補(bǔ)＝[+6]補(bǔ)＝[+6]原=00000110B；

[-Y]原＝[-25]原=10011001B，

[-Y]反＝11100110B，[-Y]補(bǔ)＝11100111B

故有：[X-Y]補(bǔ)＝[X]補(bǔ)+[－Y]補(bǔ)＝11101101B

[X-Y]原=[[X－Y]補(bǔ)]補(bǔ)=

10010011B真值為：－0010011B=－19

[X]補(bǔ)00000110B[-Y]補(bǔ)+11100111B[X-Y]補(bǔ)011101101B當(dāng)前第38頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

3．加減法運(yùn)算溢出的判別計(jì)算機(jī)在運(yùn)算時(shí)，若運(yùn)算結(jié)果超出數(shù)的表示范圍，則稱(chēng)為計(jì)算溢出，發(fā)生溢出時(shí)結(jié)果不正確，若不處理是不能直接使用。有符號(hào)數(shù)運(yùn)算溢出的判別“雙進(jìn)位位”判別法：1溢出0無(wú)溢出OV=Cn-2⊕Cn-1=最高數(shù)值位Dn-2向符號(hào)位Dn-1的進(jìn)位為Cn-2

若有進(jìn)位或借位Cn-2=1，否則Cn-2=0；符號(hào)位Dn-1向進(jìn)位標(biāo)志位Cy的進(jìn)位為Cn-1，若有進(jìn)位或借位Cn-1=1，否則Cn-1=0。當(dāng)前第39頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算溢出判別舉例[55]補(bǔ)=00110111B+[66]補(bǔ)=01000010B[55+66]補(bǔ)001111001B=[+121]補(bǔ)√【例1-27】用二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算，計(jì)算55+66，并判別是否溢出因?yàn)镃7=0，C6=0，OV=C7⊕C6=0，所以無(wú)溢出，結(jié)果正確【例1-30】用二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算，計(jì)算（-93）+（-59），并判別是否溢出。因?yàn)镃7=1，C6=0，OV=C7⊕C6=1，所以有溢出，結(jié)果不正確[-93]補(bǔ)=10100011B+[-59]補(bǔ)=11000101B[-93-59]補(bǔ)101101000B=[+104]補(bǔ)×當(dāng)前第40頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算溢出的判別無(wú)符號(hào)數(shù)沒(méi)有符號(hào)位，全部二進(jìn)制代碼都用于表示數(shù)值無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算溢出的判別是看最高數(shù)值位有無(wú)進(jìn)位（借位）如果加法運(yùn)算有進(jìn)位（或減法運(yùn)算有借位）則運(yùn)算溢出【例1-31】

8位無(wú)符號(hào)數(shù)198和145相加，并判別是否溢出。

因?yàn)镃7=1，所以溢出，即本單元的結(jié)果超出8位無(wú)符號(hào)數(shù)的表示范圍0～255，結(jié)果不正確！如果將進(jìn)位考慮進(jìn)去，則結(jié)果正確！198=11000110B+145=10010001B198+145101010111B=87×當(dāng)前第41頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)1.5計(jì)算機(jī)中的字符編碼一、BCD碼BCD碼是用4位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示一位十進(jìn)制數(shù)的編碼BCD碼的編碼方案約有

種編碼方法每一種BCD碼編碼方案僅使用10個(gè)編碼，剩下6個(gè)未使用未使用的編碼稱(chēng)為非法碼或冗余碼1．8421BCD碼8421BCD碼是用四位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示一位十進(jìn)制數(shù)0～9。從高位到低位各位的權(quán)分別是8、4、2、1，故稱(chēng)為8421碼。2．2421BCD碼2421BCD碼，從高位到低位各位的權(quán)分別是2、4、2、1。2421BCD碼又分為(A)和(B)兩種代碼。當(dāng)前第42頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

3．余3碼這種代碼所組成的四位二進(jìn)制數(shù)，正好比它所代表的十進(jìn)制數(shù)多3，故稱(chēng)為余3碼。十進(jìn)數(shù)8421BCD2421BCD(A)2421BCD(B)余3十進(jìn)數(shù)8421BCD2421BCD(A)2421BCD(B)余3０0000000000000011８1000111011101011１000100010001010091001111111111100２0010001000100101非法編碼禁用1010100001010000３00110011001101101011100101100001４01000100010001111100101001110010５01010101101110001101101110001101６01100110110010011110110010011110７01110111110110101111110110101111表1-2幾種常用的BCD碼當(dāng)前第43頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)二、ASCII碼──美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）要求記住0～9、A～F的ASCII碼高3位MSDb6b5b4低4位01234567LSDb3b2b1b000000101001110010111011100000NULDLESP0@P`p10001SOHDC1!1AQaq20010STXDC2"2BRbr30011ETXDC3#3CScs40100EOTDC4$4DTdt50101ENQNAK%5EUeu60110ACKSYN&6FVfv70111BELETB'7GWgw81000BSCAN(8HXhx91001HTEM)9IYiyA1010LFSUB*:JZjzB1011VTESC+;K[k{C1100FFFS,<L\l|D1101CRGS-=M]m}E1110SORS.>N

n~F1111SIUS/?O

oDEL當(dāng)前第44頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

1.6微型計(jì)算機(jī)組成原理一、微型計(jì)算機(jī)的基本組成1．計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)運(yùn)算器：進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算；存儲(chǔ)器：存放程序、數(shù)據(jù)和中間結(jié)果；控制器：協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各部件之間的工作，實(shí)現(xiàn)程序控制；輸入設(shè)備：把數(shù)據(jù)和相應(yīng)的程序通過(guò)輸入設(shè)備輸入到計(jì)算機(jī)中；輸出設(shè)備：輸出結(jié)果。馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)是由哪幾個(gè)基本部分組成的？當(dāng)前第45頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)2．微型計(jì)算機(jī)的硬件組成微處理器(即中央處理器CPU)：基本功能是按指令的要求運(yùn)行程序和指揮其他部件協(xié)調(diào)工作。

存儲(chǔ)器：用來(lái)存放程序、數(shù)據(jù)及中間結(jié)果。

RAM：信息可以讀出和寫(xiě)入，斷電后，儲(chǔ)存的信息自動(dòng)消失

ROM：信息在工作情況下只能讀出，斷電后信息不會(huì)丟失。微型計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的主要區(qū)別是什么？當(dāng)前第46頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

輸入/輸出（I/O）接口電路介于計(jì)算機(jī)CPU和外部設(shè)備之間的電路稱(chēng)為I/O接口電路，具有對(duì)數(shù)據(jù)緩存作用，以及信號(hào)的變換作用等。外部設(shè)備必須通過(guò)I/O接口才能與CPU相連接并交換信息。系統(tǒng)總線

所謂總線，是計(jì)算機(jī)中傳送信息的一組公用導(dǎo)線。按所傳送信息的不同類(lèi)型，系統(tǒng)總線可以分為:數(shù)據(jù)總線DB：傳送數(shù)據(jù)信息，雙向總線；地址總線AB：傳送地址信息，是單向總線，由CPU發(fā)出；控制總線CB：傳送各種控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)。當(dāng)前第47頁(yè)\共有56頁(yè)\編于星期日\(chéng)1點(diǎn)

3．微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

=硬件系統(tǒng)

+軟件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)(HardwareSystem)硬件是指構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物理實(shí)體或稱(chēng)物理裝置。軟件系統(tǒng)(SoftwareSystem)軟件是運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)的各種程序及數(shù)據(jù)的總和，分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類(lèi)。①系統(tǒng)軟件：是為方便用戶使用和管理計(jì)算機(jī)，以及為生成和執(zhí)行其他程序所需要的一系列程序和文件的總稱(chēng)。②應(yīng)用軟件：也稱(chēng)應(yīng)用程序或用戶程序，它是用戶在各自的應(yīng)用領(lǐng)域中開(kāi)發(fā)和使用的程序。當(dāng)前第48頁(yè)\共有56頁(yè)\編