微機(jī)原理經(jīng)典案例

微機(jī)原理與應(yīng)用

陳貴林所屬：電氣工程學(xué)院自動化系課時：48/8成績組成：考試80分，實驗20分2/50本課程以Intel8086/8088CPU和典型機(jī)IMBPC系列機(jī)為藍(lán)本學(xué)習(xí)微型計算機(jī)系統(tǒng)的根本原理。學(xué)習(xí)并熟悉CPU外部特性及其與半導(dǎo)體存貯器、I/O接口電路的連接方法，以及與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的方式；掌握微機(jī)根本接口的工作原理及應(yīng)用技術(shù)。課程內(nèi)容簡介3/50微機(jī)原理及應(yīng)用-參考教材周明德，微型計算機(jī)原理與應(yīng)用〔第五版〕，清華大學(xué)出版社鄭學(xué)堅周斌，微型計算機(jī)原理及應(yīng)用〔第三版〕清華大學(xué)出版社吳秀清周荷琴，微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社馮博琴微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)清華大學(xué)出版社錢曉捷陳濤，微型計算機(jī)原理及接口技術(shù)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，洪志全洪學(xué)海，現(xiàn)代計算機(jī)接口技術(shù)〔第二版〕電子工業(yè)出版社4/50微型計算機(jī)概述1.1微型計算機(jī)開展概述1.1.1微型計算機(jī)的開展史1.1.2微型計算機(jī)的應(yīng)用1.2計算機(jī)根底 1.2.1數(shù)制、編碼1.2.2常用的名詞術(shù)語1.2.3計算機(jī)的工作過程

第1章1.3微型計算機(jī)的硬件和軟件1.4微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)1.5多媒體計算機(jī) 5/501.1微型計算機(jī)開展概況●

世界上第1臺計算機(jī)電子管●名稱：ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorandComputer)●目的：用于第2次世界大戰(zhàn)后期的彈道計算●誕生時間：1946年2月15日●誕生地：美國賓夕法尼亞大學(xué)ENIAC計算機(jī)●使用18000只電子管●占地面積100m2●重量30噸●耗電量140千瓦教學(xué)進(jìn)程6/501.1微型計算機(jī)開展概況●約翰·馮·諾依曼●姓名：JohnVonNeumann●誕生時間：

1903年12月28日●逝世日期：

1957年2月8日●國籍：美籍匈牙利人簡單的來說他的精髓貢獻(xiàn)是以下幾點：●進(jìn)制思想電子元件雙穩(wěn)工作的特點，提出在電子計算機(jī)中采用二進(jìn)制●程序內(nèi)存思想●存儲程序通用電子計算機(jī)方案運算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出設(shè)備

教學(xué)進(jìn)程7/501.1微型計算機(jī)開展概況●計算機(jī)開展的四個時代〔按元器件劃分〕第二代〔1957-1964〕晶體管計算機(jī)第三代〔1965-1971〕集成電路計算機(jī)

第四代(1971年至今)大規(guī)模集成電路計算機(jī)蘋果(Apple)計算機(jī)●1959年，美國Texas公司利用照像技術(shù)把多個晶體管和電路蝕刻在一塊硅片上，這種半導(dǎo)體集合體就是:“集成電路”——IC(Integratedcircuit)第一代〔1946-1957〕電子管計算機(jī)晶體管教學(xué)進(jìn)程8/50什么是微機(jī)？即微型計算機(jī)，它是以大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路為主要部件，以集成了計算機(jī)主要部件——控制器和運算器的微處理器為核心所構(gòu)造出的計算機(jī)系統(tǒng)。其核心是微處理器〔Microprocessor，簡稱MPU〕。微機(jī)就是PC機(jī)嗎？PC機(jī)只是微機(jī)中的一種，是我們最熟悉、最典型的微機(jī)產(chǎn)品微機(jī)的覆蓋范圍任何電子產(chǎn)品，只要包含了CPU、存儲器及I/O，且價格不高，都可以看作是微機(jī)典型例子電子詞典、電視機(jī)、全自動洗衣機(jī)、、mp3……10/50

階段

CPU(中央處理器)第一代 Intel4004/8008第二代 Intel8080第三代 Intel8085第四代Intel8086/8088/80486第五代 Pentium586 PentiumⅡ PentiumⅢ PentiumⅣ1971年第1臺微型計算機(jī)誕生微型計算機(jī)的開展平板電腦老式電腦IBM-PC586電腦Pentium多媒體電腦筆記本電腦教學(xué)進(jìn)程11/50●Intel4004●出產(chǎn)年份：

1971年●頻率/前端總線：:108KHZ/0.74MHz(4bit)●封裝/針腳數(shù)量：陶瓷DIP/16針●核心技術(shù)/晶體管數(shù)量：10微米/2250教學(xué)進(jìn)程●能夠處理4bit的數(shù)據(jù)，每秒運算6萬次，運行的頻率為108KHz，本錢不到100美元?！?004是美國英特爾公司(Intel)第一款推出的微處理器，也是全球第一款微處理器?！裨摽钐幚砥髟仁菫橐患颐麨锽usicom的日本公司而設(shè)計，用來生產(chǎn)計算器12/50●Intel8080●出產(chǎn)年份：

1974年4月●頻率：2MHz教學(xué)進(jìn)程●它是英特爾公司繼4004芯片推出的第三代微處理器，8080比4004快十倍而且數(shù)據(jù)寬度也從4位擴(kuò)展到8位，被廣泛應(yīng)用與各種控制系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)中。13/50●Intel8085●出產(chǎn)年份：

1976●頻率：3MHz教學(xué)進(jìn)程●

8085的主頻，我們現(xiàn)在看來非常的可憐，甚至還不如一個MP3的DSP。它最低主頻3MHz，最高主頻也不過6MHz。14/50●Intel8086●出產(chǎn)年份：

1978年6月●頻率：4.77MHz教學(xué)進(jìn)程●1978年6月INTER推出了8086微處理器，主頻4.77MHz，采用16位存放器、16位數(shù)據(jù)總線和29000個3微米技術(shù)的晶體管●IBM公司1981年生產(chǎn)的第一臺電腦就是使用的這種芯片。這也標(biāo)志著x86架構(gòu)和IBMPC兼容電腦的產(chǎn)生15/508028680286于82年推出，24位AB，16位DB，時鐘8~20MHz，集成度13.5萬，為滿足多任務(wù)系統(tǒng)的需要而設(shè)計，采用了兩種新的內(nèi)存管理技術(shù)〔虛擬內(nèi)存和保護(hù)模式〕以使用和管理更多資源。與8086的顯著的區(qū)別:地址線和數(shù)據(jù)線不再分時復(fù)用,簡化了硬件設(shè)計;引入存儲管理中的虛存管理機(jī)制。通過“虛地址〞和“保護(hù)〞兩重功能對存儲器管理提供了支持,加強了對多用戶/多任務(wù)運行的管理能力。16/508038680386劃時代的產(chǎn)品，開創(chuàng)了32位微機(jī)的先河。85年推出，32位內(nèi)外DB，32位AB，16~50MHz，27.5萬集成度，132腳4列直插，直接尋址能力4GB，并可管理64TB的虛存〔通過虛地址方式〕。存儲器管理：在286根底上增加了虛擬8086方式，使其能更好地執(zhí)行多任務(wù)處理。結(jié)構(gòu)特點：包括EU、BIU、指令預(yù)取部件、指令譯碼部件IU、存儲器管理部件等六局部組成17/50804868048689年推出，標(biāo)準(zhǔn)32位機(jī)，時鐘40~100MHz，168腳PGA封裝，120萬集成度。從結(jié)構(gòu)組成上看，486相當(dāng)于以386為核心，增加了高速緩存和相當(dāng)于片外80387的片內(nèi)浮點協(xié)處理器，以及增加了面向多處理機(jī)的機(jī)構(gòu)。但從程序設(shè)計角度來看，其體系結(jié)構(gòu)幾乎沒變。

結(jié)構(gòu)特點：在386的6個功能部件根底上，增加了Cache和FPU兩局部，其中多個局部都可以獨立并行工作，構(gòu)成流水線。18/50PentiumPentium93年推出，時鐘60~200MHz，內(nèi)部DB32位，外部DB64位，AB32位，296引腳，是Intel為迎接Windows95和多媒體時代而全新設(shè)計的。結(jié)構(gòu)特點：超標(biāo)量流水線：內(nèi)部包括兩條5級指令流水線，各有獨立的ALU、地址生成邏輯和Cache接口，其中U線負(fù)責(zé)所有整數(shù)和浮點數(shù)指令，V線那么負(fù)責(zé)簡單的整數(shù)指令，這樣在最正確狀態(tài)下，P5可在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行二條指令。雙重別離式Cache：擁有獨立的8KB指令Cahce和數(shù)據(jù)Cache，其中數(shù)據(jù)Cache有兩個端口，分別用于U線和V線。64位外部數(shù)據(jù)總線：配合PCI局部總線，64位外部DB可大幅度提高數(shù)據(jù)傳輸速度，有效解決阻塞問題。分支指令預(yù)測：執(zhí)行的一些指令，最大限度地提高指令的并行性。19/50PentiumProPentiumPro95年推出，用于效勞器，為第六代X86，稱為P6或高能奔騰。結(jié)構(gòu)特點：三路超標(biāo)量體系：12級流水線；而P5是2路5級。AB36位數(shù)據(jù)流分析技術(shù)：指令譯碼產(chǎn)生的微動作在執(zhí)行以前經(jīng)過整理，然后才能動態(tài)地執(zhí)行。這些微動作并非按指令在程序中的順序執(zhí)行，而是亂序〔錯序〕執(zhí)行，其目的為提高執(zhí)行的并行性。增強的分支預(yù)測：采用多項轉(zhuǎn)移預(yù)測措施，使CPU可以跟蹤多個轉(zhuǎn)移指令，并對轉(zhuǎn)移的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，同時超越這些轉(zhuǎn)移，以推測將要執(zhí)行的一些指令，最大限度地提高指令的并行性。20/50PⅡPⅡ與PentiumPro同屬P6系列,在后者的根底上增加了MMX功能，采用0.35um/0.25um工藝，750萬集度。結(jié)構(gòu)特點：將MMX技術(shù)加至P6中并采用新的包裝；使用單邊接觸盒式封裝SEC：即Slot1。雙16KB的一級CacheCeleron：Intel為抵抗K6占領(lǐng)低端市場而推出的低價CPU，最初只是簡單地將PⅡ中的二級Cache去掉。因此性能較低。XEON〔至強〕：98年6月開始推出，用于效勞器，擁有512KB~2MB的二級Cache，且與CPU同頻。21/50PⅢPⅢ在PII根底上增加了70條SSE〔StreamingSIMDExtension〕指令，讓CPU可對多個數(shù)據(jù)同時進(jìn)行浮點運算〔4個32位浮點數(shù)〕；片內(nèi)有128位序列號，以標(biāo)識每一部電腦，以用于電子商務(wù)的平安認(rèn)證。什么是SIMD？即單指令多數(shù)據(jù)，也就是一條指令同時處理多個數(shù)據(jù)，主要用于處理多媒體數(shù)據(jù)。22/50P4P4P4是最新的IA-32結(jié)構(gòu)的微處理器，主要有以下特性：第一個基于NetBurst微結(jié)構(gòu)的CPU，該結(jié)構(gòu)允許CPU運行在更高的時鐘速度上；〔400MHz的前端總線〕支持超線程技術(shù)；支持SSE223/50摩爾定律●戈登·摩爾(GordonMoore)●姓名：GordonMoore●誕生時間：

1929年●國籍：美國●集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍，且價格不變；●或者說，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18個月翻兩倍以上24/501、科學(xué)計算和科學(xué)研究2、信息處理及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)3、生產(chǎn)過程自動化

4、智能化儀器及裝置5、家用電腦微型計算機(jī)的應(yīng)用25/50第一章微型計算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理1.科學(xué)計算用于科學(xué)與工程領(lǐng)域。如：的計算、中長期天氣預(yù)報及導(dǎo)彈發(fā)射中的計算等。主要應(yīng)用于解決科學(xué)研究和工程技術(shù)中所提出的數(shù)學(xué)問題26/50第一章微型計算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理人工智能計算機(jī)模擬人的高級思維活動,進(jìn)行邏輯判斷與推理。如機(jī)器人、專家系統(tǒng)、語音識別系統(tǒng)、圖形圖像等模式識別系統(tǒng)。27/50第一章微型計算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、儲存、傳遞、分類、檢測、排序、計算、打印報表、輸出圖像等加工處理。如：企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)、電子商務(wù)處理系統(tǒng)等。2.信息處理及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)28/50第一章微型計算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理電子商務(wù)電子商務(wù)源于英文ELECTRONICCOMMERCE簡寫EC，顧名思義包含兩個方面：一是電子方式，二是商貿(mào)活動，電子商務(wù)指的是利用簡單、快捷、低本錢的電子通訊方式、買賣雙方不謀面地進(jìn)行商貿(mào)活動。電子商務(wù)的真正開展是建立在INTERNET技術(shù)上，所以也稱IC(INTERNETCOMMERCE).29/50第一章微型計算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理信息高速公路30/50第一章微型計算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理3生產(chǎn)過程自動化對工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的過程控制，即對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視和控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量與數(shù)量，減輕工人的勞動強度；31/504、智能化儀器及裝置

將傳感器與計算機(jī)集成于同一芯片上，智能傳感器不僅具有信號檢測、轉(zhuǎn)換功能，同時還具有記憶、存儲、解析、統(tǒng)計、處理及自診斷、自校準(zhǔn)、自適應(yīng)等功能。32/50PC(PersonalComputer)機(jī)：

是面向個人單獨使用的一類微機(jī)。當(dāng)今的微機(jī)的許多指標(biāo)，如存儲容量、運行速度等已經(jīng)趕上或超過了以前的小型機(jī)，可以滿足各種不同的應(yīng)用場合。33/50所謂數(shù)制是指按進(jìn)位的方法來進(jìn)行計數(shù)在進(jìn)位計數(shù)制中，常常要用“基數(shù)〞〔或稱底數(shù)〕來區(qū)別不同的數(shù)制，而某進(jìn)位制的基數(shù)就是表示該進(jìn)位制所用字符或數(shù)碼的個數(shù)。如十進(jìn)制數(shù)共用0～9十個數(shù)碼表示數(shù)的大小,故其基數(shù)為10。1.2計算機(jī)根底數(shù)制、編碼〔一〕數(shù)制34/50一個數(shù)值，可以用不同進(jìn)制的數(shù)表示。通常用數(shù)字后面跟一個英文字母來表示該數(shù)的數(shù)制。十進(jìn)制數(shù)：

DDecimalD可以省略不用.二進(jìn)制數(shù)：

BBinary八進(jìn)制數(shù)：

OOctal十六進(jìn)制數(shù)：HHexadecimal.例：1001B=09H=9D35/50●二進(jìn)制數(shù)(mod.2)000000010010001101000101(1101)2●八進(jìn)制(mod.8)12345671011...1720...2730(57)8●

十進(jìn)制(mod.10)12345678910111213...1920

(22)

10●十六進(jìn)制(mod.16)1...9ABCDEF1011...1F20(2E6)16101112131415計算機(jī)采用二進(jìn)制的原因主要有以下幾點：

容易實現(xiàn)：二進(jìn)制在硬件技術(shù)上容易實現(xiàn)。

運算簡單：二進(jìn)制運算規(guī)那么簡單，操作實現(xiàn)簡便。

工作可靠：采用兩種穩(wěn)定的狀態(tài)來表示數(shù)字，使數(shù)據(jù)的存儲、

傳送、和處理都變得更加可靠。

邏輯判斷方便：教學(xué)進(jìn)程36/50一般地，任意一個十進(jìn)制數(shù)N都可以表示為：N=Kn-1×10n-1+Kn-2

×10n-2+······+K1×101+K0×100

+

K-1×10-1+K-2×10-2+······+K-m×10-m=

一、二，八，十，十六進(jìn)制數(shù)*基數(shù)：數(shù)制所使用的數(shù)碼的個數(shù)*權(quán)：數(shù)制中每一位所具有的值.

式中，10稱為十進(jìn)制數(shù)的基數(shù)，i表示數(shù)的某一位，10i

稱該位的權(quán)，Ki表示第i位的數(shù)碼。

Ki的范圍為0~9中的任意一個數(shù)

1.有十個不同的數(shù)字符號：0,1,2,…9。2.遵循“逢十進(jìn)一”原則。十進(jìn)制數(shù)的兩個主要特點：

整數(shù)部分小數(shù)部分37/50

M進(jìn)制數(shù)中的每一位都具有其特定的權(quán)，稱為位權(quán)或簡稱權(quán)。就是說，對于同一個數(shù)碼在不同的位它所代表的數(shù)值就不同。每個位權(quán)由基數(shù)的ｎ次冪來確定。

例:二進(jìn)制數(shù)1101.11B相當(dāng)于十進(jìn)制數(shù)的

1×23＋1×22＋0×21＋1×20＋1×2-1＋1×2-2

＝8＋4＋1＋0.5＋0.25

＝13.7510

例如：999.99這個數(shù)可以寫為:

999.99＝9×102

＋9×101

＋9×100

＋9×10-1＋×10-2

上式稱為按位權(quán)展開式。38/50設(shè)基數(shù)用R表示，那么對于二進(jìn)制，R=2,Ki為0或1，逢二進(jìn)一。N=對于八進(jìn)制，R=8,Ki為0～7中的任意一個，逢八進(jìn)一。N=對于十六進(jìn)制，R=16,Ki為0～9、A、B、C、D、E、F共16個數(shù)碼中的任意一個，逢十六進(jìn)一。N=39/50例1101.001B=(1101.001)2=1×23+1×22+0×21+1×20+0×2-1+0×2-2+1×2-3=(13.125)10=13.125綜上可見，上述幾種進(jìn)位制有以下共同點：①

每種進(jìn)位制都有一個確定的基數(shù)R，每一位的系數(shù)Ki

有R種可能的取值。

②

按“逢R進(jìn)一”方式計數(shù)，在混合小數(shù)中，小數(shù)點右移一位相當(dāng)于乘以R，左移一位相當(dāng)于除以R。

40/50數(shù)的進(jìn)制轉(zhuǎn)換各種進(jìn)制間的對應(yīng)關(guān)系

1●數(shù)制的換算禁止四舍五入！mod.8不同進(jìn)制數(shù)換算方法2mod.10mod.2mod.16教學(xué)進(jìn)程二進(jìn)制八進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制00000000001111001022200113330100444010155501106660111777100010881001119910101210A10111311B11001412C11011513D11101614E11111715F100002016101000121171141/50●mod2-mod10換算mod.10mod.227.25mod.2mod.1011011.011

101101個位×24

×23

×22×21

×20×2-1×2-2++++++[例](11011.01)2=10010.11mod.10mod.2[例](18.8125)10=整數(shù)部分(除2取余法)

小數(shù)部分(乘2取整法)218......余092......余142......余022......余01......余1100100.8125×21.625......整數(shù)部分=1×21.25......整數(shù)部分=1×20.5......整數(shù)部分=0110教學(xué)進(jìn)程42/50●mod8-mod10換算mod.10mod.8678.15625mod.8mod.101246.121

24612個位×83

×82

×81×80×8-1×8-2+++++[例](1246.12)8=1246.117mod.10mod.8[例](678.156)10=整數(shù)部分(除8取余法)

小數(shù)部分(乘8取整法)8678......余6848......余4108......余21......余112460.156×81.248......整數(shù)部分=1×81.984......整數(shù)部分=1×87.872......整數(shù)部分=7117教學(xué)進(jìn)程43/50●mod16-mod10換算mod.10mod.16788.07031mod.16mod.10314.123

1412個位×162

×161

×160×16-1×16-2++++[例](314.12)16=13A.4Fmod.10mod.16[例](314.31)10=整數(shù)部分(除16取余法)小數(shù)部分(乘16取整法)16314......余10→A1916......余31......余113A0.31×164.96......整數(shù)部分=4×1615.36......整數(shù)部分=15→F4F教學(xué)進(jìn)程44/50●mod2-mod8換算mod.8mod.2(35.64)8[例](11101.1101)2=(100101.110001)2mod.8mod.2[例](45.61)8=●規(guī)則：3位并1位計數(shù)方向：左←.→右位數(shù)不足補0mod.2011101.110100mod.83

5.64●規(guī)則：1位拆3位

mod.845.61mod.2100101.110001教學(xué)進(jìn)程45/50●mod2-mod16換算mod.16mod.2(3D.5C)16[例](111101.010111)2=(1001011.01100001)2mod.16mod.2[例](4B.61)16=●規(guī)則：4位并1位計數(shù)方向：左←.→右位數(shù)不足補0mod.200111101.01011100mod.163

D.5C●規(guī)則：1位拆4位

mod.164B.61mod.201001011.01100001教學(xué)進(jìn)程46/50〔二〕計算機(jī)中數(shù)的幾個概念機(jī)器數(shù)與真值1●對于帶符號的二進(jìn)制數(shù)，通常將數(shù)學(xué)上的“+〞和“-〞數(shù)字化，規(guī)定一個字節(jié)的第七位為符號位，D0~D6為數(shù)字位，在符號中“1〞表示負(fù)數(shù)，“0〞表示正數(shù)。如：N=01011011=+91DN=11011011=-91D●機(jī)器數(shù)：數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機(jī)中的編碼?！裾嬷担簷C(jī)器數(shù)所代表的實際數(shù)值。

教學(xué)進(jìn)程47/50計算機(jī)中有符號數(shù)的表示2常用的編碼方案：原碼、反碼、補碼。1、原碼原碼：用最高位表示符號，其中：0----正、1----負(fù)，其它位表示數(shù)值的絕對值?！纠坑蟹枖?shù)的原碼表示。X=45=00101101B[X]原=00101101BX=-45,[X]原=10101101B原碼表示簡單易懂，但假設(shè)是兩個異號數(shù)相加〔或兩個同號數(shù)相減〕,就要做減法。為了把減法運算轉(zhuǎn)換為加法運算就引進(jìn)了反碼和補碼。

教學(xué)進(jìn)程48/50

教學(xué)進(jìn)程0的表示形式〔8位〕[+0]原=00000000[-0]原=10000000特點A、原碼與真值的對應(yīng)關(guān)系簡單。B、0的編碼不唯一，處理運算不方便。C、8位二進(jìn)制數(shù)，原碼可表示的范圍：+127D~-127D49/502、反碼正數(shù)的反碼與原碼相同，符號位用0表示，數(shù)值位值不變。負(fù)數(shù)的反碼符號位用1表示,數(shù)值位由原碼數(shù)值位按位取反形成，即0變1、1變0?！纠坑蟹枖?shù)的反碼表示。X=45=00101101B,[X]反=00101101BX=-45,[X]反=11010010B教學(xué)進(jìn)程反碼的特點：“0〞有+0和-0之分。[+0]反=00000000[-0]反=111111111

(2)8位二進(jìn)制反碼所能表示的數(shù)值范圍為+127～–127，

一般地，對于n位字長的計算機(jī)來說，其反碼表示

的數(shù)值范圍為+2n-1–1～–2n-1+1。(3)8位帶符號數(shù)用反碼表示時，假設(shè)最高位為“0〞〔正數(shù)〕

那么后面的7位即為數(shù)值；假設(shè)最高位為“1〞〔負(fù)數(shù)〕，

那么后面7位表示的不是此負(fù)數(shù)的數(shù)值，必須把它們按

位取反，才是該負(fù)數(shù)的二進(jìn)制值。如：一個數(shù)的反碼為10010100B〔反〕其實際表示值為-107D例如:一個8位二進(jìn)制反碼表示的數(shù)10010100B。它是一個負(fù)數(shù)；但它并不等于－20D，而應(yīng)先將其數(shù)字位按位取反，然后才能得出此二進(jìn)制數(shù)反碼所表示的真值:

－1101011＝－〔1×26＋1×25＋1×23＋1×21＋1〕

＝－〔64＋32＋8＋3〕

＝－107D52/502023/7/4523、補碼正數(shù)的補碼和原碼相同。負(fù)數(shù)的補碼=反碼+1?！纠?.3】有符號數(shù)的補碼表示。X=45=00101101B[X]補=00101101BX=-45[X]補=11010011B【例1.4】求±127和±0的三種編碼表示。 [+127]原=01111111[+0]原=00000000 [-127]反=10000000[-0]反=11111111 [-127]補=10000001[-0]補=00000000注：A、[0]補=[+0]補=[-0]補=00000000B、8位二進(jìn)制數(shù)表示的數(shù)值范圍是：+127~-128C、知道補碼求原碼：[[X]補]補=[X]原教學(xué)進(jìn)程53/502023/7/4534、補碼的計算正數(shù)補碼等于它本身，只有負(fù)數(shù)才有求補碼的問題，補碼的計算可以有以下方法：利用原碼求

[X]補=[X]反+1直接求補法 從最低位起，到出現(xiàn)第一個1以前原碼中的數(shù)字不變，以后逐位取反，但符號位不變。例：求補碼:X1=-1010111B，X2=-1110000B[X1]原=11010111B[X2]原=11110000B->[X1]補=10101001B[X2]補=10010000B54/502023/7/454補碼的加法可以證明：兩個補碼形式的數(shù)〔無論正負(fù)〕相加，只要按二進(jìn)制運算規(guī)那么運算，得到的結(jié)果就是其和的補碼。即有：[X+Y]補=[X]補+[Y]補例：用補碼進(jìn)行以下運算1〕、〔+18〕+〔-15〕2〕、〔-18〕+〔-11〕55/502023/7/455解 1〕、00010010B[+18]補+11110001B[-15]補100000011B[+3]補符號位的進(jìn)位，舍棄 2)、11101110B[-18]補

+11110101B[-11]補

111100011B[-29]補符號位的進(jìn)位，舍棄56/502023/7/456溢出判斷當(dāng)兩個帶符號位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行補碼運算時，假設(shè)運算結(jié)果的絕對值超過運算裝置的容量，數(shù)值局部便會發(fā)生溢出，占據(jù)符號位的位置，引起計算出錯。補碼運算過程也存在正常溢出，正常溢出是以2n〔n為二進(jìn)制的位數(shù)〕為模的溢出，它被自然喪失，不影響結(jié)果的正確性。溢出判別法---雙高位判別法 設(shè)Cs用于表征最高位〔符號位〕的進(jìn)位情況，Cs=1表示有進(jìn)位，Cs=0表示無進(jìn)位；Cp用于表示數(shù)值局部最高位的進(jìn)位情況，如有進(jìn)位，Cp=1，否那么，Cp=0。設(shè)微型計算機(jī)字長為n，那么兩個帶符號數(shù)的絕對值都應(yīng)當(dāng)小于2n-1，因而只有當(dāng)兩個數(shù)同為正或同為負(fù)，并且和的絕對值又大于2n-1時，才會發(fā)生溢出。57/502023/7/457兩個正數(shù)相加，假設(shè)數(shù)值局部之和大于2n-1，那么數(shù)值局部必有進(jìn)位Cp=1，而符號位卻無進(jìn)位Cs=0，這種溢出稱為“正溢出〞。例如：01011010B+90+〕01101011B+10711000101B-59兩個負(fù)數(shù)相加，假設(shè)數(shù)值局部絕對值之和大于2n-1，那么數(shù)值局部補碼之和必小于2n-1，Cp=0，而符號位肯定有進(jìn)位Cs=1，這時稱為負(fù)溢出例如：10010010B[-110]補+〕10100100B[-92]補100110110B+54求補Cs=0Cp=1正溢出，結(jié)果出錯Cs=1Cp=0負(fù)溢出，結(jié)果出錯58/502023/7/458雙高位判別法可以總結(jié)如下： 當(dāng)Cs和Cp的狀態(tài)不同時，產(chǎn)生溢出；Cp和Cs的狀態(tài)相同時，不發(fā)生溢出。 通常用異或線路來判別有無溢出發(fā)生，即假設(shè)CsCp=1，表示有溢出發(fā)生，否那么便無溢出。59/50〔三〕二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)〔BCD碼〕1〕壓縮BCD碼格式〔PackedBCDFormat〕〔也叫組合式BCD碼〕用4個二進(jìn)制位表示一個十進(jìn)制位，就是用0000B-1001B來表示十進(jìn)制數(shù)0-8。 例如：十進(jìn)制數(shù)4256的壓縮BCD碼表示為：0100001001010110B(即4256H)〔2〕非壓縮BCD碼格式〔UnpackedBCDFormat〕〔也叫別離式BCD碼〕用8個二進(jìn)制位表示一個十進(jìn)制位，其中，高四位無意義，我們一般用xxxx表示，低四位和壓縮BCD碼相同。

例如：十進(jìn)制數(shù)4256的非壓縮BCD碼表示為：xxxx0100xxxx0010xxxx0101xxxx0110B有時，要求非壓縮BCD碼的高4位為0，這時，4256〔10〕的非壓縮BCD碼為04020506H。教學(xué)進(jìn)程60/50四字符二進(jìn)制編碼●ASCII〔AmericanStandardCodeforInformationInterchange〕碼——美國國家信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼?！馎SCII碼是7位二進(jìn)制編碼，表示27共128種字符。包括0～9十個阿

拉伯?dāng)?shù)字，英文字母共52個〔大小寫各26個〕，其他為常用的標(biāo)點

和控制字符。教學(xué)進(jìn)程61/50ASCII000001002003004005006007:010012:字符NULSOHSTXETXEOTENOACK(振鈴):LFFF:ASCII:032033034:048049050:063064:字符:space!“:012:?@:ASCII:065066067:097098099:254255字符:ABC:abc:■空格FF●

注意：不同的語言程序使用不同進(jìn)制的

ASCII碼表。如

mod.8或mod.16●

10進(jìn)制ASCII碼表教學(xué)進(jìn)程62/5012.2常用的名詞術(shù)語衡量計算機(jī)存儲容量的單位●

位、字節(jié)、字、字長用于修改CMOS內(nèi)容的工具程序

●基本輸入輸出，系統(tǒng)信息設(shè)置

●開機(jī)上電自檢程序和系統(tǒng)自舉程序●BIOS教學(xué)進(jìn)程用于存儲BIOS設(shè)定內(nèi)容的一顆IC它與B