第1章 微機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

《

周

W

K

聊

國(guó)

W

卷

》

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

主要介紹微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，基本組成原理以

及運(yùn)算基礎(chǔ)。

一、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概論

二、數(shù)制及轉(zhuǎn)換

三、計(jì)算機(jī)中的數(shù)及編碼

四、計(jì)算機(jī)中數(shù)的運(yùn)算方法

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

一、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概論

1、微處理器

2、微型計(jì)算機(jī)

3、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

4、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)

5、微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用概況

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

1、微處理器(Microprocessor)—〃P(MPC)

一般指的是由一片或幾片大規(guī)模集成電路芯片組成的

中央處理部件。

(CentralProcessingUnit,俗稱CPU)

①基本組成：算術(shù)邏輯單元、控制器、寄存器組

②發(fā)展簡(jiǎn)況

圄

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

微處理器發(fā)展簡(jiǎn)況

由上個(gè)世紀(jì)70年代發(fā)展至今，經(jīng)歷了五代，它的劃分是以

其數(shù)據(jù)總線的寬度為標(biāo)志的。

①1971年，4位微處理器，典型產(chǎn)品是Intel4004；

1972年，8位微處理器，典型產(chǎn)品是Intel8008；

時(shí)鐘頻率0?5?0.8Mhz,其集成度是30000個(gè)晶體管/片。

②1974年，8位微處理器，典型產(chǎn)品是Intel8080/8085、

MC6800、Z80；

時(shí)鐘頻率2?8MHz,其集成度是9000晶體管/片。

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

微處理器發(fā)展簡(jiǎn)況（接上頁(yè)）

③1978年，16位微處理器，典型產(chǎn)品是Intel8086/8088,

MC68000,Z8000；1982年，Intel80286（13萬(wàn)）。

時(shí)鐘頻率5?16Mhz,集成度為29000個(gè)晶體管/片。

④1985,32位微處理器，典型產(chǎn)品Intel80386,Intel80486（120

萬(wàn)），Z80000,MC68020；

時(shí)鐘頻率16?33Mhz,集成度為27?5萬(wàn)個(gè)晶體管/片。

⑤1992年以來(lái),，64位微處理器，PentiumPro（高能奔騰），

PentiumIV；

時(shí)鐘頻率達(dá)150?lOOOMhz,其集成度為2100萬(wàn)個(gè)晶體管/片。

令

型計(jì)算機(jī)自

J一，,一M

2、微型計(jì)算機(jī)（Microcomputer）—〃c

微型計(jì)算機(jī)是指以微處理器為基礎(chǔ)，配以內(nèi)存

（內(nèi)存儲(chǔ)器）和輸入/輸出接口電路。（裸機(jī)）

r微處理器"P

微型計(jì)算機(jī)《內(nèi)存儲(chǔ)器

〔輸入/輸出接口

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

2、微型計(jì)算機(jī)(Microcomputer)—〃c

典型的微機(jī)硬件系統(tǒng)，CPU通過(guò)三組總線將內(nèi)

存儲(chǔ)器、I/O接口連接起來(lái)。

微型計(jì)算機(jī)的組成圖：

數(shù)據(jù)總線

微

處

理

器

CPL

消

檢3、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(MicrocomputerSystem)—〃CS

懈

—

一

格微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是指由微型計(jì)算機(jī)配以相應(yīng)的外部設(shè)備

皿

(如打印機(jī)、顯示器、鍵盤，硬盤、光盤等)、一些專用電

修

路、電源和相關(guān)的軟件。

?

￥

舟(1)微處理器、微型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)系

皿

卦(2)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類型

-

令

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

011-7-15

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類型

①單片機(jī)----又稱“微控制器(Microcontroller)”和

“嵌入式計(jì)算機(jī)”。它是把構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)的所有部件集成

在一塊芯片上。其體積小，功耗低，在智能化儀表及控制領(lǐng)

域應(yīng)用極廣；

②單板機(jī)——這是將構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)的一些功能部件安

裝在一塊印刷電路板上。用于生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和教學(xué)實(shí)

驗(yàn)平臺(tái)；

③個(gè)人計(jì)算機(jī)——這是一種通用的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，廣

泛用于辦公室和家庭、個(gè)人使用。個(gè)人計(jì)算機(jī)在商業(yè)、家庭、

科學(xué)、工業(yè)和教學(xué)領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。

令

型計(jì)算機(jī)日

微處理器、微型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)系

「控制器

[r"P算術(shù)邏輯單元

廠I寄存器組

r〃cS

I內(nèi)存儲(chǔ)器

1輸入/輸出接口

4csJ輸入/輸出設(shè)備和外存儲(chǔ)器

系統(tǒng)軟件

應(yīng)用軟件

I電源

:,2011-7-15第-章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)11

4、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)

(1)記

(2)運(yùn)算速度

(3)存儲(chǔ)容量

(4)無(wú)頻

(5)指令系統(tǒng)

(6)外部設(shè)備的配置

(7)軟件的配置

011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)令12

(1)字長(zhǎng)

%

靠

;

?格計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)是指CPU與輸入/輸出設(shè)備或內(nèi)存

址儲(chǔ)器之間一次傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。

修

，

，

-一通常CPU的數(shù)據(jù)總線的位數(shù)與計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)是一

皿致的。

齦

―

中

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)令

(2)運(yùn)算速度

運(yùn)算速度是以每秒鐘能執(zhí)行多少條指令來(lái)表示

的，用來(lái)衡量計(jì)算機(jī)運(yùn)算的快慢程度。

以MIPS(MillionInstructionPerSecond,每秒

百萬(wàn)條指令)為單位。

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)令

(3)存儲(chǔ)容量

存儲(chǔ)容量是衡量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)能力的一個(gè)指

標(biāo)，包括內(nèi)存容量和外存容量。

①內(nèi)存容量以字節(jié)為單位，分裝機(jī)容量和最大容量。

*最大容量是由CPU的地址總線決定。

*裝機(jī)容量是由實(shí)際裝機(jī)情況決定，或者由用戶所

要求的軟件環(huán)境決定。

②外存容量是指硬盤、光盤及軟盤等容量。

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)冏

?內(nèi)存的最大容量和裝機(jī)容量

一

曲

底例1：8088是20條地址線，則最大內(nèi)存容量為

-?

格220=1024X1024=lM；

一

修例2：PentiumPro是36條地址線，則最大內(nèi)存容量為

，

￥

二236=64X1024X1024X1024=64Go

如

趾事實(shí)上，目前PC機(jī)的實(shí)際裝機(jī)容量一般為256M或

“512Mo

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)16

(4)主頻

主頻指計(jì)算機(jī)工作時(shí)CPU的時(shí)鐘頻率(C/oM

Rate),單位為MHz,是計(jì)算機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)，用

于協(xié)調(diào)整機(jī)的操作。

8086/8088的時(shí)鐘頻率為3?10MHz。

主頻的高低在很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算

速度。

令

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

(5)指令系統(tǒng)(InstructionSets)

指令系統(tǒng)是指CPU所能執(zhí)行的全部指令的集合。

（芯片制造商已完成）

指令系統(tǒng)功能是否齊全、尋址方式是否方便，

直接影響計(jì)算機(jī)的工作能力。

令

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

(6)外部設(shè)備的配置

曲

底外部設(shè)備的配置是衡量一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的綜合

鄧

召性能的重要指標(biāo)。

址

修1、允許配置的外設(shè)數(shù)量，一般所配的外設(shè)越多,

，

￥系統(tǒng)功能越強(qiáng)；

:

班2、外設(shè)接口的標(biāo)準(zhǔn)和類型，接口性能的好壞直

4魏接影響系統(tǒng)的功能。

:

F!-1-

.

備

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

（7）軟件的配置

懈

罪軟件和硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中兩大資源。

.?席軟件配置直接影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的使用和性能的發(fā)

此揮。必須配置的軟件：

修

那1、系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)、診斷程序、編輯程序等）；

￥-?

妙-2、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言，高級(jí)語(yǔ)

m言）；

L3、應(yīng)用軟件（軟件包、數(shù)據(jù)庫(kù)）。

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)令

5、微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用概況

(1)科學(xué)計(jì)算(數(shù)值計(jì)算)

(2)信息處理

(3)過(guò)程控制

(4)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)

(5)人工智能

(6)計(jì)算機(jī)仿真

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)備21

(1)科學(xué)計(jì)算(數(shù)值計(jì)算)

科學(xué)研究和工程技術(shù)領(lǐng)域中有大量復(fù)雜的數(shù)值

運(yùn)算問(wèn)題，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用最早的領(lǐng)域。

如：①人造衛(wèi)星的軌跡計(jì)算；

②建筑設(shè)計(jì)中房屋抗震強(qiáng)度的計(jì)算；

③氣象預(yù)報(bào)中描述大氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律的微分方程的

求解等。

特點(diǎn)：計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，精度要求高。

令

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

(2)信息處理

曲

底用計(jì)算機(jī)對(duì)信息及時(shí)地加以記錄、整理和計(jì)算,

鄧

召并加工為人們所要求的形式。

址

修如：數(shù)據(jù)處理、事務(wù)處理、企業(yè)管理和情報(bào)檢

，

￥索等都屬于信息處理的范疇。

:

班特點(diǎn)：數(shù)據(jù)量很大，計(jì)算過(guò)程比較茴單。

4魏

:

F!/--

L

令

011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

消(3)過(guò)程控制

檢

修

罪過(guò)程控制是指將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)。

，

席

此所謂自動(dòng)控制系統(tǒng)是一種不需要人工干預(yù)的過(guò)

修程(包括機(jī)械加工過(guò)程、熱力學(xué)過(guò)程和化學(xué)過(guò)程等)

，

，和對(duì)象進(jìn)行控制的系統(tǒng)。

舟

皿特點(diǎn)：實(shí)時(shí)性——要求及時(shí)采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)

—算機(jī)計(jì)算后及時(shí)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)。

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)令

(4)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)

包括：

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD,ComputerAidedDesign)；

計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM,ComputerAided

Manufacturing);

計(jì)算機(jī)輔助教育(CALComputerAssisted

Instruction);等等。

特點(diǎn)：綜合利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算、邏輯判斷、信息處

理的功能，并具有很強(qiáng)的人機(jī)交互特性。

令

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

(5)人工智能

人工智能是研究如何制造出智能機(jī)器和智能系統(tǒng)

來(lái)模擬人類的智能活動(dòng)，以延伸人的智能的科學(xué)。

研究領(lǐng)域包括計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)證明、景物分

析、模擬人的思維過(guò)程、自然語(yǔ)言理解、自動(dòng)程序設(shè)

計(jì)、及機(jī)器人學(xué)等。

型計(jì)算機(jī)自令

(6)計(jì)算機(jī)仿真

計(jì)算機(jī)仿真是一門建立仿真模型和進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)

的技術(shù)。

科研人員根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)建立模型系統(tǒng)，并通過(guò)對(duì)

模型系統(tǒng)的研究實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到研制和開發(fā)實(shí)際系統(tǒng)的

目的。

應(yīng)用范圍包括航空、航天、核能及其他工業(yè)控制

等領(lǐng)域。

目前已推廣到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生物等領(lǐng)域。

利用計(jì)算機(jī)仿真可以方便、有效地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分

析、設(shè)計(jì)、操作、預(yù)測(cè)和統(tǒng)籌等控制。

L15—微型_囿27

二、數(shù)制及轉(zhuǎn)換

1、Ml

2、各種數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)28

1、數(shù)制

(1)十進(jìn)制數(shù)

(2)二進(jìn)制數(shù)

(3)十六進(jìn)制數(shù)

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

<?

J_________

(1)十進(jìn)制數(shù)(Decimal)

①具有10個(gè)數(shù)字符號(hào)0,1,2,???，9；

②由低位向高位進(jìn)位是按“逢10進(jìn)1”的規(guī)則進(jìn)行

的；

③基數(shù)為10,第i位的權(quán)為10%

其中i=n,n-1,???,2,1,0,-1,-2,???

規(guī)定整數(shù)最低位的位序號(hào)i=0。

例：(6543.21)1。

=6543.21D

=6X103+5X102+4X10T+3X10O+2X101

+1x10?2函

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)30

(2)二進(jìn)制數(shù)伊加4/j)

①具有2個(gè)數(shù)字符號(hào)0,1；

②由低位向高位進(jìn)位是按“逢2進(jìn)1”的規(guī)則進(jìn)行的；

③基數(shù)為2,第i位的權(quán)為2L

其中i=n,n-1,???,2,X,0,-1,-2,???

規(guī)定整數(shù)最低位的位序號(hào)i=0

例：(1010.101)2

V

=1010.101B

=1X23+0X22+1X21+0X2°+1X24+0X2'2+1X2'3

1囹

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)31

(3)十六進(jìn)制數(shù)(Hexadecimal)

1、具有16個(gè)數(shù)字符號(hào)0,1,2,???，9,A,B,C,

D,E,F；

2、由低位向高位進(jìn)位是按“逢16進(jìn)1”的規(guī)則進(jìn)行的；

3、基數(shù)為16,第i位的權(quán)為

其中i=n,n-1,???,2,1,0,-1,-2,???

規(guī)定整數(shù)最低位的位序號(hào)i=0

例：(19BF.ABE)16

=19BF.ABEH

=1X163+9X162+UX16』15X16°+10X164+11X162+

14X163

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

消2、各種數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換

檢

懈

—(1)二進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制

一

席

此(2)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

修

，(3)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制

，

舟

皿

—

m

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)令33

(1)二進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制

按權(quán)展開求和。

如：①10101.101B

=1X24+1X22+1X20+1X2-1+1X2-;

=16+4+1+0.5+0.125

=21.625D

②19B.ABH

=1X162+9X16"11X160+10X164+UX162

=256+144+11+0.625+0.04296875

=411.667968750

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)令

(2)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

①整數(shù)部分

②小數(shù)部分

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

消二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換

檢(3)

懈

—11111B

一

席

此

修-------1(1X2°=1)

舟---------2(1X2』2)

皿

---------4(1X22=4)

—

--------->8(1X23=8)

---------16(1X24=16)

四位二進(jìn)制數(shù)正好等于一位十六進(jìn)制數(shù)

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)36

US位二進(jìn)制與一位卜六進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

四位二進(jìn)制數(shù)一位十六進(jìn)制數(shù)四位二進(jìn)制數(shù)一位十六進(jìn)制數(shù)

0000B0H1000B8H

0001B1H1001B9H

0010B2H1010BAH

0011B3H1011BBH

0100B4H1100BCH

0101B5H1101BDH

0110B6H1110BEH

0111B7HHUBFH

型計(jì)算機(jī)日

廣東工，夫?qū)W七君代學(xué)院自務(wù)，制系陳，

02宜p

1E

7—O：s

1—H1

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將.10

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H80

十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)

例：39F.E1AH=?B

39F.E1A

111111

001110011111.111000011010

39F.E1AH=001110011111.111000011010B

=1110011111.11100001101B

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)39

①整數(shù)部分-----除2取余法

例：19D=?B

余數(shù)低

194-2=9...1

隹

9+2=4??1

44-2=2.0

24-2=1...0

1+2=0??1口

所以，我們可以得到:

19D=10011B

011-7-15第一章

②小數(shù)部分------乘2串整法

例：0.625D=?B

口

「整數(shù)IKI

0.625X2=1.25...1

0.25X2=0.5...0

0.5X2=1.0...1低

所以我們可以得到：

—

0.625D=0.101B

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)圄41

三、計(jì)算機(jī)中的數(shù)及編碼

%

靠1、機(jī)器數(shù)與真值

理

席

皿2、帶符號(hào)數(shù)、無(wú)符號(hào)數(shù)

修

3、原碼、補(bǔ)碼及反碼

卦

皿4、真值與補(bǔ)碼之間的轉(zhuǎn)換

巡

*5、補(bǔ)碼的運(yùn)算

6、二進(jìn)制編碼

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)圄42

1、機(jī)器數(shù)與真值

(1)在計(jì)算機(jī)中數(shù)是用二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示的。

(高電平代表“I”，低電平代表“0”)

(2)數(shù)的符號(hào)在計(jì)算機(jī)中也是用二進(jìn)制數(shù)表示的。

“十”用“0”表示，“一”用“1”表示。

例：有兩個(gè)數(shù)：Ni=+1101001、

真值

N2=-1101001

在計(jì)算機(jī)中的表示形式：

N：01101001

1機(jī)器數(shù)

N2：11101001」

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

2、帶符號(hào)數(shù)、無(wú)符號(hào)數(shù)

(1)帶符號(hào)數(shù)

用o表示正數(shù)，用1表示負(fù)數(shù)，這種表示數(shù)的方法，稱為帶符

號(hào)數(shù)的表示方法，所表示的數(shù)稱為帶符號(hào)數(shù)。

帶符號(hào)數(shù)的表示形式：

①+22②一22

0001011010010110

符

符數(shù)值部分?jǐn)?shù)值部分

號(hào)

號(hào)

位

位

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

二

曲2、帶符號(hào)數(shù)、無(wú)符號(hào)數(shù)

懈

底（2）無(wú)符號(hào)數(shù)

如果把全部有效位都用來(lái)表示數(shù)的大小，即沒(méi)有符號(hào)位，這

.?席

血種方法表示的數(shù)，叫無(wú)符號(hào)數(shù)。

修

，無(wú)符號(hào)數(shù)表示形式：

U

格

①22②150

用

卦

01110100111

00000

8位全部用來(lái)表示數(shù)值大小8位全部用來(lái)表示數(shù)值大小

合

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

3、原碼、反碼及補(bǔ)碼

思考:在計(jì)算機(jī)中一個(gè)數(shù)的大小和符號(hào)都用二進(jìn)制來(lái)

；表示，那么在計(jì)算機(jī)中是如何進(jìn)行運(yùn)算的？

(1)原碼

(2)反碼

(3)補(bǔ)碼

令

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

,里考？

在計(jì)算機(jī)中一個(gè)數(shù)的大小和符號(hào)都用二進(jìn)制來(lái)表

示，那么在計(jì)算機(jī)中是如何進(jìn)行運(yùn)算的？

例：有一個(gè)鐘顯示時(shí)間是6點(diǎn)鐘，而正確時(shí)間是1

點(diǎn)鐘，請(qǐng)問(wèn)如何校正這個(gè)鐘？

方法1：順時(shí)針撥7個(gè)鐘；6+7-1

方法2：逆時(shí)針撥5個(gè)鐘；6—5—1

引進(jìn)概念-----模

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

4^*7^—

模一個(gè)計(jì)量器的容量，記為"，或股。"拉。

模的特性——當(dāng)一個(gè)計(jì)量器的模為MH寸，它在計(jì)量

器里的表示形式與0一樣，也就是說(shuō)，M=0o

所以，對(duì)時(shí)鐘來(lái)說(shuō)，M=12：

方法1：6+7=13=12+1=0+1=1

方法2：6+7=6—5=1

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)48

4^,^^—

同樣，對(duì)一個(gè)n位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它的容量為”,

它的模為9=2口。

假設(shè)，n=8,貝llM=28=256o

也就是說(shuō)對(duì)8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)說(shuō)，256=0

-

mO

L256

-

8位計(jì)數(shù)器

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)圄49

(1)原碼

定義：一個(gè)數(shù)的原碼就是該數(shù)的機(jī)器數(shù)。

①對(duì)正數(shù)

X=+X6X5X4X3X2X1X0(X=0或1)

貝人［X］原碼=OX6X5X4X3X2XiXo

②對(duì)負(fù)數(shù)

x=-X6X5X4X3X2X1X0(Xi=0或1)

則：［X］原=1X6X5X4X3X2XIXO

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)備

(2)反碼

定義：正數(shù)的反碼就等于它的原碼；

負(fù)數(shù)的反碼就是它的原碼除符號(hào)位外，各位取

反。

①對(duì)正數(shù)X=+X6X5X4X3X2X1X0(Xi=0或1)

反碼［X］反碼=OX6X5X4X3X2XiXo

②對(duì)負(fù)數(shù)x=-X6X5X4X3X2X1X0(X=0或1)

反碼兇反碼=這6天5天4天3k用天。

型計(jì)算機(jī)自

廣東工，夫?qū)W七君代學(xué)院自務(wù)，制系陳，

直

2足

0

二(

一

7—【：

XX“2

」1X)

S

河

H包

U0II

+盅

011

100

螭0

00

—0

1

林110

岸000

虺00

111

辛

利

若

宓

幗-X【

篦X

將22

口S

X

,

STH2

H1

11H

0——

10

01

10

010

10

101

00

10

1

5

2

(3)補(bǔ)碼

定義：正數(shù)的補(bǔ)碼就等于它的原碼；

負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼就是它的反碼加1。

①對(duì)正數(shù)X=+X6X5X4X3X2X1X0(Xi=0或1)

補(bǔ)碼［X］補(bǔ)=04X5X4X3X2X1X0

②對(duì)負(fù)數(shù)x=-X6X5X4X3X2X1X0(Xi=0或1)

補(bǔ)碼［蜀補(bǔ)=［X］反+1

=lX6X5X4X3X2XxX0+1

型計(jì)算機(jī)日

(3)補(bǔ)碼

例:

X^+1001001x2=-1001001

則：

[XJ原=01001001[X]原=11001001

反=

[XJ01001001[X2]&=10110110

[XJ補(bǔ)=01001001[XR補(bǔ)=[X]反+1

=10110111

第一章備54

4、真值與補(bǔ)碼之間的轉(zhuǎn)換

例1已知X=+0101010,Y=-0101010

求它們的原碼、反碼和補(bǔ)碼。

解：兇原=［Xk=［X］補(bǔ)=00101010

［Y］原=10101010

［Y］反=11010101

［丫1補(bǔ)=［丫1反+1

=11010101+1

=11010110

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

4、真值與補(bǔ)碼之間的轉(zhuǎn)換

例2［X］補(bǔ)=10101101,求真值X。

解：因?yàn)檠a(bǔ)碼的首位是1,則其真值X即為負(fù)數(shù)

［凰反=［X］補(bǔ)—1

=10101101-1

=10101100

［X］原=11010011（除了符號(hào)位，按位取反）

所以，X=-1010011

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)56

5、補(bǔ)碼的運(yùn)算

補(bǔ)碼的運(yùn)算就是計(jì)算機(jī)中數(shù)的運(yùn)算。

(1)補(bǔ)--碼--的-加_法規(guī)則_

(2)補(bǔ)碼的減法規(guī)則

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)令

(1)彳卜石馬的力□法規(guī)貝u

規(guī)則|叫+丫］補(bǔ)=閃補(bǔ)+［丫］補(bǔ)

例X=+0110110,Y=-m1001,求X+Y=?

解：首先按常規(guī)加法計(jì)算：

X=+0110110=54D

Y=-1111001=-121D

所以，X+Y=-67D

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)58

(1)補(bǔ)碼的加法規(guī)則

例X=+0110110,Y=-m1001,求X+Y=?

解：用補(bǔ)碼的加法規(guī)則來(lái)求：

兇原=[漢反=兇補(bǔ)=00110110

[Y]原=11111001

[Y]反=10000110

[丫]補(bǔ)=[Y]反+1=10000110+1=10000111

閃補(bǔ)=00110110

+)[Y]#=10000111

[X]補(bǔ)+[Y]補(bǔ)=10111101

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)[159

(1)彳卜石馬的力□法規(guī)貝u

曲

底例：根據(jù)規(guī)則：6+丫］補(bǔ)=因］補(bǔ)+［丫］補(bǔ)

鄧

召所以，

址

修［X+Y］=10111101

，#

￥

:［X+Y］反=10111101-1=10111100

班

［X+Y］原=11000011

4魏

:則:X+Y=-1000011

F!/--=-67D

L

顯然，補(bǔ)碼的加法規(guī)則是正確的。

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)令60

(2)補(bǔ)碼的減法規(guī)則

規(guī)貝!

J[X-Y]#=[X+（—Y）]補(bǔ)=[X]補(bǔ)+[一Y]補(bǔ)

.?

松

皿例X=+1010101,Y=+1100001,求X-Y=?

修

卦解：首先按常規(guī)減法計(jì)算：

l，

帝

用X=+1010101=85D

卦

m一Y=+1100001=97D

L所以，X-Y=-12D

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)61

(2)補(bǔ)碼的減法規(guī)則

例X=+1010101,Y=+1100001,求X-Y=?

解：按補(bǔ)碼的減法規(guī)則來(lái)求：

[X]M=[X]^=[X]#=01010101

-Y=-1100001

［-Y］原=11100001

［-Y］反=10011110

［-Y］補(bǔ)=1001nil

兇補(bǔ)=01010101

+)［—Y］補(bǔ)=10011111

［X］補(bǔ)+LY］補(bǔ)=11110100

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)62

.佛

(2)補(bǔ)碼的減法規(guī)則

曲

懈

底例：根據(jù)補(bǔ)碼的減法規(guī)則:

燃

席［X—丫］補(bǔ)=d］補(bǔ)+［—Y］補(bǔ)

此

飛由［X—Y］補(bǔ)=11110100

#_-

—［X-Y］反=11110100-1=11110011

妙［X—Y］原=10001100

—

—所以X-Y=-0001100B

rt-:=-12D

補(bǔ)碼的減法規(guī)則也是正確的，事實(shí)上就是加法規(guī)則

令

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)63

6、二進(jìn)制編碼

二進(jìn)制編碼是指用二進(jìn)制代碼來(lái)表示計(jì)算機(jī)中

所要處理的數(shù)值、數(shù)字、字母和符號(hào)等，一般為若

千位二進(jìn)制數(shù)碼的組合。

(1)二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)

(2)字母和字符的編碼

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)令64

二(1)二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)

曲

懈二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制婁攵就是碼(

底BCDBinaryCoded

叔Decimal)。

席

此①壓縮BCD碼是用4位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)。

修

―一個(gè)字節(jié)表示兩位十進(jìn)制數(shù)。

格如：10010110B表示96D

如

―②非壓縮BCD碼是用一個(gè)字節(jié)表示一位十進(jìn)制數(shù)。

―高4位總是0。

rt-:如：00001001B表示9D

兩種BCD碼的編碼對(duì)照表

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)65

兩種BCD碼的編碼對(duì)照表

十進(jìn)制數(shù)壓縮BCD碼非壓縮BCD碼

0000000000000

1000100000001

2001000000010

3001100000011

9100100001001

10000100000000000100000000

11000100010000000100000001

12000100100000000100000010

微型計(jì)算機(jī)的基彳

(2)字母和字符的編碼

計(jì)算機(jī)不僅要處理數(shù)值問(wèn)題，還要處理大量的非

數(shù)值問(wèn)題，這就必須引入文字、字母，某些專用的符

號(hào)，這就是目前應(yīng)用最廣泛的字符編碼系統(tǒng)ASCII碼。

(AmericanStandardCodeforInformation

Interchange,美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼)

例：大寫字母“A”的ASCII碼就是41H;

小寫字母“n”的ASCH碼就是6FH;

數(shù)字“8”的ASCII碼就是38H;

型計(jì)算機(jī)日備

AmericanStandardCodeforInformationInterchange

美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼

低4小、000001010011100101110111

0000nuLL0@P、p

00011Aq

00102B

00113C

01004

01015

???

???

1110>n

11119*0

詳細(xì)參考教材P.14表1-3

第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)68

US計(jì)算機(jī)中數(shù)的運(yùn)算方法

1、補(bǔ)碼的加減法運(yùn)算

2、溢出判斷

3、邏輯運(yùn)算

2011-7-15第一章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

1、補(bǔ)碼的加減法運(yùn)算

規(guī)貝U

補(bǔ)+補(bǔ)

[X+Y]#=[X][Y]

[X—丫]補(bǔ)=因+(-Y)]補(bǔ)=[蜀補(bǔ)+[—丫]補(bǔ)

因此，加法或