第1章 數(shù)據(jù)表示與運算

第1章微型計算機基礎(chǔ)概論主要內(nèi)容：微機系統(tǒng)的組成計算機中的常用計數(shù)制、編碼及其相互間的轉(zhuǎn)換無符號二進制數(shù)的算術(shù)運算和邏輯運算符號數(shù)的表示及補碼運算二進制數(shù)運算中的溢出基本邏輯門及譯碼器1一、微型計算機系統(tǒng)2主要內(nèi)容微機系統(tǒng)的基本組成微型機的工作原理31.

計算機的工作原理馮?諾依曼計算機的工作原理存儲程序工作原理4馮?諾依曼機的特點：將計算過程描述為由許多條指令按一定順序組成的程序，并放入存儲器保存指令按其在存儲器中存放的順序執(zhí)行；由控制器控制整個程序和數(shù)據(jù)的存取以及程序的執(zhí)行；以運算器為核心，所有的執(zhí)行都經(jīng)過運算器。5馮?諾依曼計算機體系結(jié)構(gòu)運算器存儲器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備62.系統(tǒng)組成

主機硬件系統(tǒng)外設(shè)微機系統(tǒng)系統(tǒng)軟件軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件CPU存儲器輸入/輸出接口總線7微處理器微處理器簡稱CPU，是計算機的核心。主要包括：

運算器控制器寄存器組8存儲器定義：

用于存放計算機工作過程中需要操作的數(shù)據(jù)和程序。9有關(guān)內(nèi)存儲器的幾個概念內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容內(nèi)存容量內(nèi)存的操作內(nèi)存的分類10

內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容每個單元都對應(yīng)一個地址，以實現(xiàn)對單元內(nèi)容的尋址。1011011038F04H內(nèi)存地址單元內(nèi)容11內(nèi)存容量內(nèi)存所含存儲單元的個數(shù)，以字節(jié)為單位內(nèi)存容量的大小依CPU的尋址范圍而定（即CPU地址信號線的位數(shù)）12內(nèi)存操作讀：將內(nèi)存單元的內(nèi)容取入CPU，原單元內(nèi)容不改變；寫：CPU將信息放入內(nèi)存單元，單元中原來的內(nèi)容被覆蓋。13內(nèi)存儲器的分類隨機存取存儲器（RAM）只讀存儲器（ROM）按工作方式可分為14輸入/輸出接口接口是CPU與外部設(shè)備間的橋梁CPUI/O接口外設(shè)15接口的分類串行接口輸入接口并行接口輸出接口數(shù)字接口模擬接口16接口的功能數(shù)據(jù)緩沖寄存；信號電平或類型的轉(zhuǎn)換；實現(xiàn)主機與外設(shè)間的運行匹配。17總線基本概念分類工作原理常用系統(tǒng)總線標準及其主要技術(shù)指標（具體內(nèi)容見后續(xù)課程）18軟件系統(tǒng)軟件：為運行、管理和維護計算機系統(tǒng)或為實現(xiàn)某一功能而編寫的各種程序的總和及其相關(guān)資料。系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)編譯系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工具軟件軟件19二、計算機中的數(shù)制及編碼20主要內(nèi)容各種計數(shù)制的特點及表示方法；各種計數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換。211.常用計數(shù)法

十進制二進制十六進制22十進制特點：以十為底，逢十進一；有0-9十個數(shù)字符號。用D表示。權(quán)值表達式：23二進制特點：以2為底，逢2進位；只有0和1兩個符號。用B表示。權(quán)值表達式：24十六進制特點：有0--9及A--F共16個數(shù)字符號，逢16進位。用H表示。權(quán)值表達式：25例：234.98D或（234.98）D1101.11B或（1101.11）BABCD.BFH或（ABCD.BF）H262.各種進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換非十進制數(shù)到十進制數(shù)的轉(zhuǎn)換十進制到非十進制數(shù)的轉(zhuǎn)換二進制與十六進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換

27非十進制數(shù)到十進制數(shù)的轉(zhuǎn)換按相應(yīng)的權(quán)值表達式展開例：1011.11B=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2=8+2+1+0.5+0.25=11.755B.8H=5×161+11×160+8×16-1

=80+11+0.5=91.528十進制到非十進制數(shù)的轉(zhuǎn)換到二進制的轉(zhuǎn)換：對整數(shù)：除2取余；對小數(shù)：乘2取整。到十六進制的轉(zhuǎn)換：對整數(shù)：除16取余；對小數(shù)：乘16取整。29二進制與十六進制間的轉(zhuǎn)換用4位二進制數(shù)表示1位十六進制數(shù)例：25.5=

11001.1B=

19.8H11001010.0110101B=CA.6AH303.

計算機中的編碼BCD碼用二進制編碼表示的十進制數(shù)ASCII碼西文字符編碼31BCD碼壓縮BCD碼用4位二進制碼表示一位十進制數(shù)擴展BCD碼用8位二進制碼表示一位十進制數(shù)32BCD碼與二進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換先轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)，再轉(zhuǎn)換二進制數(shù)；反之同樣。例：（00010001.00100101）BCD=11.25=（1011.01）B33ASCII碼字符的編碼，一般用7位二進制碼表示。在需要時可在D7位加校驗位。熟悉0---F的ASCII碼34ASCII碼的校驗奇校驗

加上校驗位后編碼中“1”的個數(shù)為奇數(shù)。例：A的ASCII碼是41H（1000001B），

以奇校驗傳送則為C1H（11000001B）偶校驗

加上校驗位后編碼中“1”的個數(shù)為偶數(shù)。上例若以偶校驗傳送，則為41H。35三、無符號數(shù)的運算

算術(shù)運算邏輯運算無符號數(shù)有符號數(shù)二進制數(shù)的運算36主要內(nèi)容無符號二進制數(shù)的算術(shù)運算無符號數(shù)的表達范圍運算中的溢出問題無符號數(shù)的邏輯運算基本邏輯門和譯碼器371.無符號數(shù)的算術(shù)運算加法運算（1+1=0（有進位））減法運算（0-1=1（有借位））乘法運算（注意乘數(shù)為2時的規(guī)律）除法運算（注意除數(shù)為2時的規(guī)律）38乘除運算例00001011×0100=00101100B

00001011÷0100=00000010B

即：商=00000010B

余數(shù)=11B392.無符號數(shù)的表示范圍：

0≤

X≤2n-1若運算結(jié)果超出這個范圍，則產(chǎn)生溢出。對無符號數(shù)：運算時，當最高位向更高位

有進位（或借位）時則產(chǎn)生

溢出。40[例]：

最高位向前有進位，產(chǎn)生溢出413.邏輯運算與或非異或424.邏輯門掌握：與、或、非門邏輯符號和邏輯關(guān)系（真值表）；與非門、或非門的應(yīng)用。43“與”、“或”運算任何數(shù)和“0”相“與”，結(jié)果為0。任何數(shù)和“1”相“或”，結(jié)果為1。44“非”