微機(jī)原理第一章課件

1、微機(jī)原理與接口技術(shù),主講：張菲菲 聯(lián)系電話青島恒星職業(yè)技術(shù)學(xué)院,彭虎 周佩玲 傅忠謙 主編（第三版）,課程地位： 1、微機(jī)，特別是單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)，是機(jī)電一體化專業(yè)、數(shù)控專業(yè)學(xué)習(xí)課程的關(guān)鍵課程之一； 2、微機(jī)原理與接口技術(shù)課程，是全國高校工科，特別是電類與機(jī)電類專業(yè)的必修課程。 3、實踐中，本課程教學(xué)的教學(xué)安排重點為：微型計算機(jī)系統(tǒng)的工作原理，主要講授8088/8086微型計算機(jī)系統(tǒng)原理及其接口技術(shù)。,計劃學(xué)時： 76學(xué)時 (其中講課46學(xué)時，實驗10學(xué)時) 前導(dǎo)課程： 數(shù)學(xué)、電工電子學(xué)、計算機(jī)語言類等課程 后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)： 1、微機(jī)原理與接口技術(shù)實驗實踐課 2、單片機(jī)

2、原理與應(yīng)用課程的學(xué)習(xí),考核標(biāo)準(zhǔn),平時成績占40%：其中到課率占平時成績的50%，作業(yè)占平時成績的50%， 考試考核占60%：其中實驗課的考核是重要的部分。 由于課程本身有相當(dāng)?shù)碾y度，所以結(jié)合同學(xué)們的表現(xiàn)，會適當(dāng)?shù)卣{(diào)整考試的考核標(biāo)準(zhǔn)，也希望同學(xué)們能夠認(rèn)真配合從而學(xué)好這門課，預(yù)祝大家在期末考試都能夠取得理想成績！,第一章計算機(jī)基本知識,1.1微型計算機(jī)組成 1.1.1按構(gòu)成計算機(jī)的邏輯元件的類型來分類： 第一代電子計算機(jī) 1946年，電子管計算機(jī)ENIAC問世，主要用于科學(xué)計算，包含18800個電子管，功耗150KW，30噸重，占地150M2 第二代電子計算機(jī) 1958年，晶體管計算機(jī)問世，開始用

3、于工業(yè)控制 第三代電子計算機(jī) 1960s年代中期，集成電路計算機(jī)問世 第四代電子計算機(jī) 1970s年代初期，大規(guī)模集成電路計算機(jī)問世 50年來，計算機(jī)的性價比提高：速度提高千萬倍、存儲容量提高千萬倍、體積縮小千萬倍、軟件性能提高百萬倍、價格降低為萬分之幾,1.1.2按計算機(jī)的規(guī)模、性能、用途和價格分類： 巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī) 1.1.3計算機(jī)技術(shù)的二個重要發(fā)展方向： 巨功能： 功能不斷強(qiáng)大，以增強(qiáng)運算能力(位寬、運算次數(shù))、主頻、存儲容量及數(shù)據(jù)通訊能力、顯示能力、接口能力等為主。 微型化： 體積不斷縮小，以增強(qiáng)控制能力、嵌入式應(yīng)用、超低功耗、低成本、高可靠等為主。,1.1.4

4、微型機(jī)家族： 微處理器(CPU) Centre Porcess Unit，是小型或微型計算機(jī)的核心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的運算與控制。 微型計算機(jī) 除微處理器外，還需有存儲器、輸入輸出接口(如鍵盤、顯示器、打印機(jī))等外圍電路與之協(xié)同工作的一個完整的系統(tǒng)。 微型計算機(jī)系統(tǒng) 統(tǒng)稱系統(tǒng)機(jī)，以功能的通用性與完整性，及應(yīng)用的開放性為突出特征。 PC機(jī)：典型的系統(tǒng)機(jī)。(Personal Computer) 單片微型計算機(jī) 簡稱單片機(jī)，以滿足一定要求的基本功能或少量的特殊功能部件，包括CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)器、及各種I/O接口電路集成于一片芯片上為突出特征。 片上系統(tǒng)(SOC) 正在發(fā)展之中的片上完整系統(tǒng)。

5、,1.1.5微型機(jī)的發(fā)展歷程 1971年，Intel公司推出4004微處理器。(4位機(jī)) 1974年，Intel公司推出8080微處理器。(8位機(jī)) 同時期產(chǎn)品：Motorola公司的M6800、Zilog公司的Z80、Intel公司的8080A、8085A 1978年，Intel公司推出8086微處理器。(16位機(jī)) 同時期產(chǎn)品：Motorola的M68000、Zilog的Z8000、Intel的8088(8位版的8086) 1979年，IBM公司進(jìn)入微型計算機(jī)市場。 1983年，Intel公司的80286 1985年以來，Intel公司的80386、80486、Pentium、Pentiu

6、m II、Pentium III、Pentium IV,計算機(jī)發(fā)展趨勢 微型化 便攜式、低功耗 高性能 尖端科技領(lǐng)域的信息處理，需要超大容量、高速度 智能化 模擬人類大腦思維和交流方式，多種處理能力 系列化、標(biāo)準(zhǔn)化 便于各種計算機(jī)硬、軟件兼容和升級 網(wǎng)絡(luò)化 網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)和信息高速公路 多機(jī)系統(tǒng) 大型設(shè)備、生產(chǎn)流水線集中管理(獨立控制、 故障分散、資源共享),硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),1.1.6微型計算機(jī)系統(tǒng)組成,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),硬件和軟件:,硬件(hardware)是指構(gòu)成電腦系統(tǒng)的物理實體和物理裝置，即那些我們看得見也摸得著得東西，一臺完整的電腦一般包括輸入輸出設(shè)備、存儲器、運算器、控制

7、器(CPU)等。 軟件(software)是那些為了運行、管理和維修電腦而人工編制的各種程序的集合。,裸機(jī),裸機(jī):即是電腦硬件的組合,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),主板,CPU,光驅(qū),軟驅(qū),電源,硬盤,聲卡顯卡,內(nèi)存,主機(jī),外部設(shè)備,主板：輸入輸出的接口電路,內(nèi)存(主存)：存放正在運行的程序、數(shù)據(jù),外存(輔存)：存放暫時不處理的信息,輸入設(shè)備(向電腦輸入)：如鼠標(biāo),鍵盤,掃描儀,輸出設(shè)備(由電腦輸出) ：如顯示器,打印機(jī),存儲器,馮.諾依曼結(jié)構(gòu),返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),硬件系統(tǒng),聲卡？,網(wǎng)卡？,性能,性能,主機(jī),外部設(shè)備,主板：輸入輸出的接口電路,內(nèi)存(主存)：存放正在運行的程序、數(shù)據(jù),外存

8、(輔存)：存放暫時不處理的信息,輸入設(shè)備(向電腦輸入)：如鼠標(biāo),鍵盤,掃描儀,輸出設(shè)備(由電腦輸出) ：如顯示器,打印機(jī),存儲器,馮.諾依曼結(jié)構(gòu),返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),硬件系統(tǒng),性能,性能, 1971年Intel公司推出世界上第一個4位 微處理器4004, 1982年， Intel公司發(fā)布了具有重要影響的處理器80286，主頻為8MHz, 1996年，Intel推出Pentium MMX，開創(chuàng)了PC的多媒體時代, 2000.11，Intel推出Pentium 4(32位)，起始頻率為1000MHz,中央處理器（簡稱CPU）是計算機(jī)進(jìn)行信息加工處理的裝置，對于個人計算機(jī)來說，CPU就像心臟

9、對于人體一樣重要。評價PC機(jī)性能的好壞、區(qū)分PC機(jī)檔次的高低，關(guān)鍵是看它使用了什么類型的CPU。, 1981年，以8088(8位)為處理器的IBM-PC的誕生，宣告微機(jī)時代的到來,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),單擊繼續(xù),左圖為Intel公司的賽揚(yáng)處理器，右圖為AMD公司的毒龍?zhí)幚砥?返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),Intel i5 750,中央處理器CPU(Central Processing Unit),地位：計算機(jī)核心，各項數(shù)據(jù)、指令都由CPU進(jìn)行判斷、運算、執(zhí)行和控制。 指標(biāo)：核心數(shù)量、主頻、數(shù)據(jù)位寬 常見CPU型號：Intel、賽揚(yáng)、毒龍 測試軟件：CPU-Z、Super_pi,返 回,硬件

10、系統(tǒng),軟件系統(tǒng),主板從外觀上看就像一塊板子 可以看到，主板上有許多插槽，用來插一些即插即用設(shè)備，比如說網(wǎng)卡、聲卡、顯卡，還有內(nèi)存，提供各種部件的接口，一些數(shù)據(jù)線也是插在主板上。計算機(jī)的絕大部分部件都是集成在主板上的！,P4T-全球首片支持奔騰4的主板,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),主板,地位：大部分部件的依托，各部件數(shù)據(jù)在主板上完成交換和傳遞。 構(gòu)成：集成電路 指標(biāo)：芯片組-幾乎決定著主板的全部功能.,技嘉GA-MA785GT-UD3H,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),外設(shè)接口,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),PS2,并口,USB,網(wǎng)絡(luò)接口,音頻接口,存儲器,內(nèi)存,外存,軟磁盤：常用的容量是1.44M,

11、硬盤：現(xiàn)在的主流容量是160G,移動硬盤、FLASH存儲器,性能,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),內(nèi)存,外存,軟磁盤：常用的容量是1.44M,硬盤：現(xiàn)在的主流容量是80G,存儲容量：,位,字節(jié),位：每一個二進(jìn)制數(shù)0和1所占的數(shù)位，是信息存儲的最小單位，英文名bit（比特）。,字節(jié)：8個二進(jìn)制位，是計量存儲容量的基本單位，英文名Byte，簡稱B。,1B=8bit 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB,移動硬盤、FLASH存儲器,存儲器,性能,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),內(nèi)存條-隨機(jī)存儲器(RAM-random access memory),存儲器是計算機(jī)存儲信息地方，中央處

12、理器把將要進(jìn)行處理的信息或已處理完的信息均存放在存儲器中。它就像一個工廠的倉庫，待處理的原料、半成品以及出產(chǎn)后的成品均放在倉庫中。存儲容量的大小在某種程度上決定著計算機(jī)整體處理數(shù)據(jù)的能力。 內(nèi)存是僅次于CPU的決定計算機(jī)性能的一個重要標(biāo)志，現(xiàn)在2G內(nèi)存已成為個人計算機(jī)的基本配置。,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),性能,只讀存儲器(ROM-random only memory),裝機(jī)前事先寫入的 工作中只能讀出，而不能改寫 數(shù)據(jù)穩(wěn)定 ，斷電后數(shù)據(jù)不會丟失,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),眾所周知，斷電后內(nèi)存中的信息會丟失，IBM為了解決計算機(jī)重啟后必須重新加載控制程序到內(nèi)存中的毛病，于1971年開發(fā)了這

13、種為大型機(jī)處理器和控制單元保存和傳送微代碼的廉價設(shè)備軟磁盤。目前常用的軟盤容量是1.44M，對現(xiàn)在的計算機(jī)而言，這一容量似乎太小了。,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),硬盤(Hard Disk Drive)存儲量大；長久保存數(shù)據(jù)；讀取速度較慢；價格便宜。1999年5月，凝結(jié)著長城人的智慧與汗水的第一塊由中國人自主生產(chǎn)的硬盤(8.6G高容量高速硬盤)誕生了!首次上京亮相，就在整個中國IT界引起了不小的震動。長城硬盤的誕生成為中國的計算機(jī)制造史上的一個里程碑。,金鉆DiamondMax Plus9 SATA版,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),FLASH存儲器ET-128M 80G移動硬盤,返 回,硬件系統(tǒng),

14、軟件系統(tǒng),當(dāng)電腦進(jìn)入多媒體時代之后，CDROM就成為了使用范圍最為廣泛而且價格便宜、兼容性好、存貯容量大的存儲媒介。CD-R、DVD-R(read)：采用一次性寫入技術(shù)，不可擦除。CD-RW、DVD-RW(read,write)：可重復(fù)寫入。,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),金士頓 4GB DDR3 2000駭客神條(KHX2000C9D3T1K2) 適用類型:臺式機(jī) 主頻:2000MHz 售價：1199 元,內(nèi)存條-隨機(jī)存儲器(RAM-random access memory),作用：Cpu運算臨時存放數(shù)據(jù) 指標(biāo)：數(shù)據(jù)傳輸率、內(nèi)存容量 特點：斷電信息丟失,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),數(shù)碼相機(jī),鍵

15、盤、鼠標(biāo),攝像頭,掃描儀,輸入設(shè)備(input device),Modem,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),Acer-3D-H5360投影儀,打印機(jī),音響,三星P2770FH 售價： 2499元,輸出設(shè)備(input device) ,HP Designjet 510繪圖儀售價： 28025元,創(chuàng)新CREATIVE-X-Fi-鈦金專業(yè)聲卡售價： 1850元,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),聲效卡:創(chuàng)新CREATIVE X-Fi 鈦金專業(yè)版聲霸卡,采樣精度24-bit 錄音采樣率96kHz 3D音頻定位 音箱支持:7.1音箱 售價：1850 元,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),顯卡:,圖形處理芯片GPU(G

16、raphic Processing Unit )-顯卡“大腦”，決定檔次和性能。 顯存：顯卡的存儲器,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),顯卡:NVIDIA GeForce GTX 580,顯卡核心：Geforce GTX 580 顯存容量1536MB 售價：3999 元,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),計算機(jī)性能,一臺計算機(jī)的性能究竟取決于什么呢？ Cpu的性能-皇帝 內(nèi)存的容量和速度-軍機(jī)內(nèi)閣 顯卡的性能-外交大臣 主板的性能-紫禁城,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),馮.諾依曼結(jié)構(gòu):,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),馮.諾依曼計算機(jī)的邏輯構(gòu)成,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,運算器,控制器,馮

17、諾伊曼,實施算數(shù)運算和邏輯運算的部件,向計算機(jī)各部分發(fā)出控制信息,存儲器,馮.諾依曼,計算機(jī)的工作原理,輸入信息存儲信息處理信息輸出信息,輸入設(shè)備,存儲器,輸出設(shè)備,控制器,運算器,數(shù)據(jù)流 控制流 馮.諾依曼計算機(jī)的邏輯構(gòu)成,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),windows系統(tǒng)-基本操作平臺 設(shè)備驅(qū)動程序 Office等軟件,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),裸機(jī),管理計算機(jī)的全部硬件、軟件資源和數(shù) 據(jù)，控制程序運行改善人機(jī)界面,DOS操作系統(tǒng),單用戶單程序命令式,最大的優(yōu)勢是它支持眾多的通用軟件,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),完整的電腦系統(tǒng)示意框圖,windows系統(tǒng),圖形用戶界面(GUI：Graphic

18、 User Interface)時代 窗口多任務(wù)操作系統(tǒng),返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),系統(tǒng)軟件,應(yīng)用軟件,操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫管理程序,功能：處理器管理、存儲器管理、文件管理、 設(shè)備管理,：辦公軟件、多媒體制作和播放應(yīng)用軟件、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件、管理信息系統(tǒng)、實時控制系統(tǒng)等,微型計算機(jī)軟件系統(tǒng),概念：管理計算機(jī)的全部硬件、軟件資源和數(shù) 據(jù)，控制程序運行改善人機(jī)界面，為其 他應(yīng)用軟件提供支持，為用戶提供方便、 有效、友善服務(wù)的 統(tǒng)軟件。,常用有：DOS操作系統(tǒng)字符界面 Windows操作系統(tǒng)-圖形界面 UNIX/Xenix操作系統(tǒng)銀行用 Linux操作系統(tǒng)源代碼開放,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),軟件的版權(quán)

19、,開源軟件 公開源代碼 Linux 自由軟件 允許自由使用 暴風(fēng)影霸 迅雷 共享軟件 正版適當(dāng)限制 WinRAR 盜版軟件 非法使用、復(fù)制、修改 正版軟件 正確地使用版權(quán)。而版權(quán)是屬于版權(quán)所有人的，版權(quán)所有人提出使用條件，使用者只要符合條件，就算是正確地使用，就不違反版權(quán)法。 例：瑞星,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),安裝順序,操作系統(tǒng) 設(shè)備驅(qū)動程序 使一個特定的硬件或軟件可以與一個特定的操作系統(tǒng)建立聯(lián)系 應(yīng)用軟件,返 回,硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),運算器 控制器 寄存器組,內(nèi)存儲器 總線 輸入輸出 接口電路,外部設(shè)備 軟件,微處理器,微型計算機(jī),微型計算機(jī)系統(tǒng),微處理器、微型計算機(jī)、微型計算機(jī)系統(tǒng)之間

20、的聯(lián)系與區(qū)別：,單片機(jī)簡介： 單片機(jī)即單片微型計算機(jī)，是將計算機(jī)主機(jī)(CPU、內(nèi)存和I/O接口)集成在一小塊硅片上的微型機(jī)。 單片機(jī)為工業(yè)測控而設(shè)計，又稱微控制器。具有三高優(yōu)勢(集成度高、可靠性高、性價比高)。 主要應(yīng)用于工業(yè)檢測與控制、計算機(jī)外設(shè)、智能儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等。 特別適合于嵌入式微型機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)有單片單板機(jī)和仿真器。實現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬、軟件開發(fā)。,附加知識：,4、計算機(jī)主要技術(shù)指標(biāo) 字長：CPU并行處理二進(jìn)制的數(shù)據(jù)位數(shù) 如：8位機(jī)、16位機(jī)、32位機(jī)和64位機(jī)。 內(nèi)存容量：內(nèi)存中能夠存儲的二進(jìn)制信息的數(shù)量，位/字節(jié)/字。 容量單位：1K=210=10

21、24，1M=220=1KK, 1G=230=1KM ，1T=240=1KG。 運算速度：CPU處理速度 相關(guān)參數(shù)：時鐘頻率、主頻、每秒運算次數(shù) 如：100MHz、3.2GHz。 內(nèi)存存取周期：內(nèi)存讀寫速度 如：50nS 、70nS 、200nS 。,5、計算機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域 計算機(jī)應(yīng)用通常分成如下各個領(lǐng)域 科學(xué)計算，數(shù)據(jù)處理，實時控制，計算機(jī)輔助設(shè)計，人工智能， 由于微型計算機(jī)具有如下特點 體積小、價格低，工作可靠、使用方便、通用性強(qiáng) 所以，微型計算機(jī)可以分為兩個主要應(yīng)用方向： 用于數(shù)值計算、數(shù)據(jù)處理及信息管理方向 通用微機(jī)，例如：PC微機(jī) 功能越強(qiáng)越好、使用越方便越好 用于過程控制及智能化儀器

22、儀表方向 專用微機(jī)，例如：單片機(jī)、工控機(jī) 可靠性高、實時性強(qiáng) 程序相對簡單、處理數(shù)據(jù)量小,1十進(jìn)制 日常生活中最常見的是十進(jìn)制數(shù)，用十個不同的符號來表示：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。 基為：10 運算規(guī)則：逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十 在十進(jìn)制數(shù)的后面加大寫字母D以示區(qū)別。,2二進(jìn)制 二進(jìn)制數(shù)只有兩個代碼“0”和“1”，所有的數(shù)據(jù)都由它們的組合來實現(xiàn)。 基為：2 運算規(guī)則：“逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二”的原則。,1.2 計算機(jī)中的數(shù)制,3八進(jìn)制 使用的符號：0、1、2、3、4、5、6、7； 運算規(guī)則：逢八進(jìn)一； 基為：8 在八進(jìn)制數(shù)據(jù)后加英文字母“O”，,4.十六進(jìn)制 使用的符號：采用09和A、B、

23、C、D、E、F六個英文字母一起共十六個代碼。 運算規(guī)則：逢十六進(jìn)一 基為：16 在十六進(jìn)制數(shù)據(jù)后加英文字母“H”以示分別。,各數(shù)制的權(quán),各數(shù)制中整數(shù)部分不同位的權(quán)為“基的n-1次方（n為數(shù)值所在的位數(shù)，n的最小值取1）”,小數(shù)部分不同位的權(quán)值為“基的-n次方”。 一個十進(jìn)制數(shù)（135.7）可表示為： 135=1102+3101+5100+710-1 如：十進(jìn)制中，各位的權(quán)為10n-1 二進(jìn)制中，各位的權(quán)為2n-1 十六進(jìn)制中，各位的權(quán)為16n-1,十進(jìn)制數(shù)據(jù)表達(dá)式 例 1234.5=1103 +2102 +3101 +4100 +510-1 加權(quán)展開式以10為基數(shù)，各位系數(shù)為09。 一般表達(dá)式

24、： ND= dn-110n-1+dn-210n-2 +d0100 +d-110-1+ 二進(jìn)制數(shù)據(jù)表達(dá)式 例 1101.101=123+122+021+120+12-1+12-3 加權(quán)展開式以2為基數(shù)，各位系數(shù)為0、1。 一般表達(dá)式： NB = bn-12n-1 + bn-22n-2 +b020 +b-12-1+,計算機(jī)中的數(shù)制的表達(dá)方式,十六進(jìn)制數(shù)據(jù)表達(dá)式 例：DFC.8=13162 +15161 +12160 +816-1 展開式以16為基數(shù)，各位系數(shù)為09，AF。 一般表達(dá)式： NH= hn-116n-1+ hn-216n-2+ h0160+ h-116-1+,1.2 計算機(jī)中的數(shù)制,1.

25、 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 （1）二、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù) 方法:各位的系數(shù)乘以各位的權(quán)，然后全部加起來。舉例： 1011.1010B=123+121+120+12-1+12-3=11.625 DFC.8H =13162+15161+12160+816-1 = 3580.5 （2）二進(jìn)制與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 方法:24=16 ，四位二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)一位十六進(jìn)制數(shù)。舉例： 3AF.2H = 0011 1010 1111.0010 = 1110101111.001B 3 A F 2 1111101.11B = 0111 1101.1100 = 7D.CH 7 D C,1.3幾種進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換,（3）十

26、進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二、十六進(jìn)制數(shù) 整數(shù)、小數(shù)分別轉(zhuǎn)換 整數(shù)轉(zhuǎn)換法 “除基取余”：十進(jìn)制整數(shù)不斷除以轉(zhuǎn)換進(jìn)制基數(shù)，直至商為0。每除一次取一個余數(shù)，從低位排向高位。,例題1：39轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù) 39 =100111B 2 39 1 （ b0）2 19 1 （ b1） 2 9 1 （ b2）2 4 0 （ b3）2 2 0 （ b4）2 1 1 （ b5） 0,例題2：208轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù) 208 = D0H 16 208 余 0 16 13 余 13 = DH 0,1.2 計算機(jī)中的數(shù)制, 小數(shù)轉(zhuǎn)換法 “乘基取整”：用轉(zhuǎn)換進(jìn)制的基數(shù)乘以小數(shù)部分，直至小數(shù)為0或達(dá)到轉(zhuǎn)換精度要求的位數(shù)。每乘一次取一次整數(shù)

27、，從最高位排到最低位。 例1：0.625轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù) 0.625 2 1.25 1 (b-1) 0.25 2 0.50 0 (b-2) 0.50 2 1.00 1 (b-3) 所以0.625 = 0.101B,1.2 計算機(jī)中的數(shù)制,例2：0.625轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù) 0.625 16 = 10.0 0.625 = 0.AH 例3：208.625 轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù) 208.625 = D0.AH,1.2 計算機(jī)中的數(shù)制,總結(jié),十進(jìn)制,十六進(jìn)制,二進(jìn)制,八進(jìn)制,R進(jìn)制,權(quán)展開式,除r取余 乘r取整,除2取余 乘2取整,權(quán)展開式,4位對應(yīng)1位,1位對應(yīng)4位,3位對應(yīng)1位,1位對應(yīng)3位,進(jìn)位制之間的

28、相互轉(zhuǎn)換,1.3 計算機(jī)中的編碼,1.二進(jìn)制數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼方法 (1)基本概念：無符號數(shù)、有符號數(shù)、機(jī)器數(shù)、真值。 機(jī)器中，數(shù)的符號用“0”、“1” 表示，最高位作符號位，“0”表示“+”，“1”表示“-”。 機(jī)器數(shù)：機(jī)器中數(shù)的表示形式，其位數(shù)通常為8的倍數(shù)。 真值： 機(jī)器數(shù)所代表的實際數(shù)值。 舉例:一個8位機(jī)器數(shù)與它的真值對應(yīng)關(guān)系如下： 真值：X1=+84=+1010100B X2=-84= -1010100B 機(jī)器數(shù)：X1機(jī)= 01010100 X2機(jī)= 11010100 有符號數(shù)通常使用三種表示方法:原碼、反碼和補(bǔ)碼。 (2)原碼(True Form)： 最高位為符號位，0表示 “+”，

29、1表示“”，數(shù)值位與真值數(shù)值位相同。 例 8位原碼機(jī)器數(shù)： 真值： x1 = +1010100B x2 =1010100B 機(jī)器數(shù)：x1原 = 01010100 x2原 = 11010100 原碼表示簡單直觀,但0的表示不唯一，加減運算復(fù)雜。,1.3 計算機(jī)中的編碼,(3)反碼（Ones Complement）: 正數(shù)的反碼與原碼表示相同。負(fù)數(shù)反碼符號位為1，數(shù)值位為原碼數(shù)值各位取反。 例 8位反碼機(jī)器數(shù)： x= +4 ： x原= 00000100 x反= 00000100 x= -4 ： x原= 10000100 x反= 11111011 (4)補(bǔ)碼（Twos Complement）: 正數(shù)

30、的補(bǔ)碼表示與原碼相同。負(fù)數(shù)補(bǔ)碼的符號位為1，數(shù)值位等于反碼加1。 例：求 8位補(bǔ)碼機(jī)器數(shù)：x=+4 x原=x反=x補(bǔ)= 00000100 x=-4 x原 = 10000100 x反 = 11111011 x補(bǔ) = 11111100 補(bǔ)碼表示的優(yōu)點： 0的表示唯一，加減運算方便。,1.3 計算機(jī)中的編碼,(5)8位機(jī)器數(shù)表示的真值:,(6)各種編碼方法的表數(shù)范圍: n+1位二進(jìn)制編碼x表示的整數(shù)范圍： 原碼、反碼：-2nx2n 補(bǔ)碼：-2nx2n 例如： 8位原碼、反碼的表數(shù)范圍是-127+127，補(bǔ)碼的表數(shù)范圍是-128+127； 16位原碼、反碼的表數(shù)范圍是-32767+32767，補(bǔ)碼的表

31、數(shù)范圍是 -32768+32767 (7)各種編碼之間的相互轉(zhuǎn)換： x原 x補(bǔ)： x0, x補(bǔ)= x原 ;x0,符號位不變，數(shù)值位取反+1。 例1：X1原=01111111=7FH，X1補(bǔ)=01111111=7FH X2原=11111111=FFH，X2補(bǔ)=10000001=81H 例2：X1原=59H，X2原=D9H，求真值？ X1=+1011001B=+89 X2=-1011001B=-89 例3：X1補(bǔ)=59H，X2補(bǔ)=D9H，求真值？ X1=+1011001B=+89 X2=-0100111B=-39,1.3 計算機(jī)中的編碼,原碼、反碼、補(bǔ)碼表示小結(jié)： 正數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼表示均相同

32、， 符號位為0，數(shù)值位同數(shù)的真值。 零的原碼和反碼均有2個編碼，補(bǔ)碼只有1個編碼。 負(fù)數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼表示均不同， 符號位為1，數(shù)值位：原碼為數(shù)的絕對值 反碼為每一位均取反碼 補(bǔ)碼為反碼再在最低位+1 由X補(bǔ)求-X補(bǔ)：每一位取反后,再在最低位+1,1.3 計算機(jī)中的編碼,2.補(bǔ)碼加法器/減法器電路 (1)補(bǔ)碼加減法的運算規(guī)律: X+Y補(bǔ)=X補(bǔ)+Y補(bǔ) X-Y補(bǔ)=X補(bǔ)+-Y補(bǔ) -Y補(bǔ)=對Y補(bǔ)逐位取反(包括符號位),再在最低位加1。 例：設(shè)x=1010，y=-0101,則x補(bǔ)=01010，y補(bǔ)=11011, x補(bǔ)+y補(bǔ)=00101 x+y補(bǔ)= 1010-0101補(bǔ)= 0101補(bǔ)=00101, 由

33、此可見x+y補(bǔ)= x補(bǔ)+y補(bǔ) 例：設(shè)x=0101，則-x=-0101,x補(bǔ)=00101,-x補(bǔ)=11011, 所以-x補(bǔ)=對x補(bǔ)逐位取反,再在最低位加1。,1.3 計算機(jī)中的編碼,3 加減法運算的溢出問題： 當(dāng)運算結(jié)果超出機(jī)器數(shù)所能表示的范圍時，稱為溢出。顯然，兩個異號數(shù)相加或兩個同號數(shù)相減，其結(jié)果是不會溢出的。僅當(dāng)兩個同號數(shù)相加或者兩個異號數(shù)相減時，才有可能發(fā)生溢出的現(xiàn)象，一旦溢出，運算結(jié)果就不正確了，因此必須將溢出的情況檢查出來。 判別溢出的方法： 無符號數(shù)溢出判斷最高位是否產(chǎn)生進(jìn)位或借位。 計算機(jī)設(shè)置進(jìn)位標(biāo)志位 Cy 判斷無符號數(shù)溢出： 當(dāng)數(shù)據(jù)加/減最高位產(chǎn)生進(jìn)位/借位，Cy=1；否則,

34、Cy=0。 補(bǔ)碼溢出判斷符號位和最高數(shù)值位進(jìn)位是否相同。 計算機(jī)設(shè)置溢出標(biāo)志位 OV 判斷補(bǔ)碼溢出。邏輯關(guān)系： OV=Cy6Cy7 當(dāng)補(bǔ)碼加/減產(chǎn)生溢出 OV=1，否則OV=0。,1.3 計算機(jī)中的編碼,4.其它編碼 (1)西文字符編碼：美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼ASCII碼，用于計算機(jī)與計算機(jī)、計算機(jī)與外設(shè)之間傳遞信息。用一個字節(jié)表示一個字符，其中低7位為字符的編碼值，最高位一般用作校驗位。,1.3 計算機(jī)中的編碼,(2)漢字編碼： GB2312-80國標(biāo)碼，用兩個字節(jié)表示一個漢字的編碼。 漢字的區(qū)號+A0H=漢字機(jī)內(nèi)碼的高字節(jié) 漢字的位號+A0H=漢字機(jī)內(nèi)碼的低字節(jié) 例如：啊的區(qū)號為十進(jìn)制的16區(qū)

35、，位號為1。 相應(yīng)的機(jī)內(nèi)碼為B0A1H (3)BCD碼(Binary Coded Decimal)二進(jìn)制代碼表示的十進(jìn)制數(shù)： 用4位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)。 8421 BCD碼： 例：求十進(jìn)制數(shù)876的BCD碼 876BCD = 1000 0111 0110 876 = 36CH = 1101101100B BCD碼運算： 十進(jìn)制調(diào)整：計算機(jī)實際按二進(jìn)制法則計算，加入十進(jìn)制調(diào)整操作，可計算BCD碼。 十進(jìn)制調(diào)整方法：當(dāng)計算結(jié)果有非BCD碼或產(chǎn)生進(jìn)位或借位，進(jìn)行加6或減6調(diào)整。,1.6 計算機(jī)中的編碼,例：計算BCD碼 78+69=？ 0111 1000 78BCD +0110 1001 + 69BCD 1110 0001 產(chǎn)生非BCD碼和半進(jìn)位 + 0110 0110 +66H調(diào)整 1 0100 0111 帶進(jìn)位結(jié)果：147,1.6 計算機(jī)中的編碼,1、將16進(jìn)制的0-F用4位2進(jìn)制表達(dá)出來，并熟記。 2、(111)X=273，基數(shù)X=？ 3、有一個二進(jìn)制小數(shù)X=0.X1X2X3X4X5X6 (1)若使X1/2，則X1X6應(yīng)滿足什么條件? (2)若使X1/8，則X1X6應(yīng)滿足什么條件