微機原理與接口技術(shù)第1章

1主講:沈勇

2課程目標微機原理是學(xué)習(xí)和掌握微機硬件知識和匯編語言程序設(shè)計的入門課程：微型計算機的基本工作原理匯編語言程序設(shè)計微型計算機接口技術(shù)目的：建立微型計算機系統(tǒng)的整體概念，形成微機系統(tǒng)軟硬件開發(fā)的初步能力。3周次月/日時數(shù)教學(xué)形式教學(xué)內(nèi)容實施情況12.242講課1基礎(chǔ)知識(數(shù)制、進制轉(zhuǎn)換)23.32講課2.1微機基本結(jié)構(gòu)、8086引腳定義及功能33.102講課2.28086微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)總線43.172講課3.18086尋址方式53.242講課3.28086指令系統(tǒng)(1)63.312講課3.28086指令系統(tǒng)(2)74.72講課4.1匯編語言基礎(chǔ)、偽指令84.142講課4.2DOS功能調(diào)用、匯編語言程序設(shè)計基礎(chǔ)(1)94.212講課4.3匯編語言程序設(shè)計基礎(chǔ)(2)104.282講課5.1概述、隨機存儲器、只讀存儲器115.52講課5.2高速緩沖存儲器、存儲器管理125.122講課6.1輸入輸出接口、輸入輸出的控制方式135.192講課6.2中斷技術(shù)145.262講課7.1可編程定時計數(shù)器8253156.22講課8.1模擬量輸入輸出通道的組成166.92講課8.2A/D轉(zhuǎn)換器0809、復(fù)習(xí)考試176.162隨堂考試教學(xué)內(nèi)容4教材馮博琴主編，微機原理與接口技術(shù)，清華大學(xué)出版社，2002.2微機原理與接口實驗指導(dǎo)書課程情況教學(xué)：34學(xué)時考試：平時40%，期末考試60%答疑輔導(dǎo)地點：工程中心406Email:公共郵箱：密碼：weijiyuanli電話：69583794時間：每周二下午4:00~5:005第1章基礎(chǔ)知識主要內(nèi)容：發(fā)展概述各種常用記數(shù)制和編碼以及它們相互間的轉(zhuǎn)換；無符號數(shù)的算術(shù)運算和邏輯運算；帶符號數(shù)的表示及運算；帶符號數(shù)運算中的溢出問題6§1.1概述世界上第一臺現(xiàn)代意義的電子計算機是1946年美國賓夕法尼亞大學(xué)設(shè)計制造的“ENIAC”占地上百平方米重量幾千噸功耗幾十千瓦7計算機的發(fā)展及分類計算機的發(fā)展：電子管計算機（1946-1956）晶體管計算機（1957-1964）中小規(guī)模集成電路計算機（1965-1970）超大規(guī)模集成電路計算機（1971-今）計算機按其性能分類：大型計算機/巨型計算機（MainframeComputer）中型計算機小型計算機（puter）微型計算機（puter）單片計算機（Single-Chipputer）8ENIACAppelIIIBMPC/XT現(xiàn)代微機馮.諾依曼莫奇利9代發(fā)表年份字長(bits)型號線寬(m)晶體管數(shù)(萬個)時鐘頻率(MHz)速度(MIPS)一197119724840048008500.20.3<10.05二197488080200.52-40.5三19781982168086/8088802862-32.913.44.77-108-16<11-2四198519893280386804861-227.512016-3325-666-1220-40五199332Pentium0.6-0.833060-200100-200六1995199619971999200132P/ProP/MMXPIIPIIIP5.25-.13.18-.135504507508501000133-200166-233233-450450-12001300-2400>300七2002？64Itanium0.13CPU:2.5KCache:30K800(20條指令/時鐘周期)>300010WhoamI?AMD:AdvancedMicroDevices專門為計算機、通信和消費電子行業(yè)設(shè)計和制造各種創(chuàng)新的微處理器（CPU、GPU、APU、主板芯片組、電視卡芯片等)、閃存和低功率處理器.Intel:全球最大的半導(dǎo)體芯片制造商ARM:全球第一大半導(dǎo)體設(shè)計IP（知識產(chǎn)權(quán)）公司

(AdvancedRISCMachines)是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設(shè)計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。ARM將其技術(shù)授權(quán)給世界上許多著名的半導(dǎo)體、軟件和OEM廠商。利用這種合伙關(guān)系，ARM很快成為許多全球性RISC標準的締造者。MIPS:全球第二大半導(dǎo)體設(shè)計IP公司和全球第一大模擬IP公司。

MIPSR系列微處理器用于構(gòu)建SGI的高性能工作站、服務(wù)器和超級計算機系統(tǒng)。在嵌入式方面，MIPSK系列微處理器是目前僅次于ARM的用得最多的處理器之一（1999年以前MIPS是世界上用得最多的處理器），其應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋游戲機、路由器、激光打印機、掌上電腦等各個方面。索尼的數(shù)字電視和娛樂系統(tǒng)、先鋒的DVD刻錄設(shè)備、摩托羅拉的數(shù)字機頂盒、思科的網(wǎng)絡(luò)路由器、Microchip的32位微控制器和惠普的激光打印機。各種形式處理器CPU（centralprocessunit）中央微處理單元MPU（microprocessoruint）微處理單元 MPU=CPU+運算器+控制器+寄存器+…… 主要功能是數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)接，專門的數(shù)據(jù)處理功能單位SOC=CPU+運算模塊+控制模塊+寄存模塊+前端模擬A/D模塊+射頻模塊…… 功能十分強大，單一芯片集合多種功能模塊，就是芯片中的功能全面的“超人”。DSP數(shù)字信號處理（DigitalSignalProcess） 內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，廣泛采用流水線操作，提供特殊的DSP指令，可以用來快速的實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。13§1.2常用計數(shù)制了解特點；表示方法；相互間的轉(zhuǎn)換。14§1.2.1常用計數(shù)法

十進制——符合人們的習(xí)慣二進制——便于物理實現(xiàn)十六進制——便于識別、書寫八進制15二進制、八進制、十進制、十六進制，都是進位計數(shù)制： 即按進位的原則進行記數(shù)。共同的特點：都使用位置表示法兩個要素：位權(quán)，基數(shù)數(shù)制中每一固定位置對應(yīng)的單位值稱為“位權(quán)”用基數(shù)表示數(shù)制；16十進制特點：以十為基數(shù)，逢十進一；

共有0-9十個數(shù)字符號。表示：3436.12

=3*104-1+4*104-2+3*104-3+6*104-4+1*10-1+2*10-2權(quán)表達式172.二進制特點：以2為基數(shù)，逢2進一；只有0和1兩個符號。表示：183.十六進制特點：以16為基數(shù)，逢16進一； 有0--9及A--F共16個數(shù)字符號。表示：19例1：（1101101.0101）B

＝1×26＋1×25＋0×24＋1×23＋1×22＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2＋0×2－3＋1×2－4

＝（109.3125）D例3：（3AF.2A）H

＝3×162＋10×161＋15×160＋2×16－1＋10×16－2

＝（943.1640625）D20進位計數(shù)制的一般表示一般地，對任意一個K進制數(shù)S都可表示為:其中：Si

--

S的第i位數(shù)碼，可以是K個符號中任何一個；n,m--

含義同前；K

--

基數(shù)；Ki

--K進制數(shù)的權(quán)21§1.2.2各進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換1.非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)按相應(yīng)進位計數(shù)制的權(quán)表達式展開，再按十進制求和。

例：10110010B

=(?)10

13FAH

=(?)10222.十進制到非十進制數(shù)的轉(zhuǎn)換十進制→二進制的轉(zhuǎn)換： 整數(shù)部分：除2取余；小數(shù)部分：乘2取整。十進制→十六進制的轉(zhuǎn)換：整數(shù)部分：除16取余；小數(shù)部分：乘16取整。以小數(shù)點為開始點求得整數(shù)和小數(shù)的各個位。23

十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)1、整數(shù)轉(zhuǎn)換：除2取余法。除2取余直到商是0或1為止,第一個余數(shù)是二進制數(shù)的最低位。2、小數(shù)轉(zhuǎn)換：乘2取整法。 乘2取整數(shù)直到小數(shù)部分為0或達到要求的精度為止，首次取得的整數(shù)最左。3、整數(shù)和小數(shù)部分合并在一起。例如：將（112.25）D轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)；1110000.01B243.二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：10110001001.110=(?)H

0101

1000

1001.1100

589.C25§1.3二進制數(shù)的運算

無符號數(shù)算術(shù)運算

有符號數(shù)邏輯運算261、二進制數(shù)的算術(shù)運算加法運算：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=0減法運算：0-0=0，0-1=1，1-0=1，1-1=0乘法運算：0x0=0，0x1=0，1x0=0，1x1=1 1100Bx1001B=?除法運算：轉(zhuǎn)換為減法和右移位運算 10010000÷1100=?若乘數(shù)位為0，則中間結(jié)果加0；若乘數(shù)位為1，則照抄被乘數(shù)，在與中間結(jié)果相加時要將被乘數(shù)的最低位與相應(yīng)的乘數(shù)位對齊；27移位加 1100Bx1001B=?被乘數(shù)部分積乘數(shù)100111000000乘數(shù)為1：部分積加被乘數(shù)；將被乘數(shù)左移1位；乘數(shù)為0：部分積不加被乘數(shù)；被乘數(shù)左移1位；乘數(shù)為0；部分積不加被乘數(shù)；被乘數(shù)左移1位；乘數(shù)為1：部分積加被乘數(shù)；11000110011000011000001100000110000乘法運算轉(zhuǎn)換為加法和左移位的運算除法運算轉(zhuǎn)換為減法和右移位的運算28

規(guī)則加法：1+1=0（有進位）,…減法：0-1=1（有借位）,…乘法：…,乘以2相當于左移一位；除法：…,除以2則相當于右移1位。

例：00101110×0000010=?

00101110/00000010=?

292、無符號數(shù)的表示范圍一個n位的無符號二進制數(shù)X，其表示范圍為

0≤

X≤2n-1若運算結(jié)果超出這個范圍，則產(chǎn)生溢出。無符號二進制數(shù)的溢出判斷：加減運算時，當最高位Di向更高位有進位Ci（或借位）時,即Ci=1則產(chǎn)生溢出。30[例]：

10110111 183

+01001101 77

100000100 4結(jié)果超出８位（最高位有進位），發(fā)生溢出。（結(jié)果為260，超出８位二進制數(shù)所能表示的范圍255）313、邏輯運算與(∧)、或(∨)、非(▔)、異或(⊕)特點：按位運算，無進借位運算規(guī)則

…..321、“與”運算

11=1，10=0，01=0，00=0計算 10110110B10010011B=?2、“或”運算：

00=0，01=1，10=1，11=1計算 11011001B10010110B=？333、“非”運算：按位取反計算 （11011001B）=？4、“異或”運算：相異為1，相同為0， 00=0，11=0，01=1，10=1計算 11010011B10100110B=?344.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。35與門（ANDGate）A∧B=YABY000010100111&ABYABY含義：僅當A和B都是高電平時，輸出Y才是高電平；受低電平控制，只要將任意輸入端接低電平時，該與門就被封鎖，輸出低電平；36或門A∨B=YABY000011101111YAB≥1AB國際符號Y特點：受高電平控制，只要將任意輸入端接高電平時，該或門就被封鎖，輸出高電平。37非門（NOTGate）1AYY=AAY0110AY38異或門（exclusiveORGate）A⊕B=YYAB⊕ABY000011101110“異或”門電路是實現(xiàn)二進制加法的邏輯門電路，也叫半加器。它是ALU部件的基本電路。39“與非”門電路由“與”門電路和“非”門電路組合而成的電路。邏輯規(guī)則是：只有當全部輸入端均為邏輯1時，輸出才為邏輯0，否則輸出為邏輯1。邏輯功能：Y=A

B邏輯符號：“與非”門真值表：ABY輸入輸出AB Y0 0 101 10 111 040“或非”門電路由“或”門電路和“非”門電路組合而成的電路。邏輯規(guī)則是：當一個或多個輸入端為邏輯1時，輸出為邏輯0，只有當全部輸入端均為邏輯0時，輸出才為邏輯1。邏輯功能：Y=AB邏輯符號：“或非”門真值表：ABY輸入輸出AB Y00 101 010 011 0YAB≥1415.譯碼器74LS138譯碼器：G1G2AG2BCBAY0Y7????譯碼輸出譯碼輸入譯碼使能4274LS138真值表

使能端輸入端輸出端G1G2AG2B

CBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7

01

10

11

0

100100100100100100100100

000

001010011100101110111

11111111

11111111

11111111

11111111

01

111111

1

01

111111

1

01

1111

1

1

101

1111

1

1

1

01

11

1

1

1

1

1

01111111

10

111111

1

10

43ABC3:8譯碼器輸出端3－8譯碼器Y0Y3Y4Y5Y6Y7Y1Y2G1G2AG2B(AB)=A+B44§1.4帶符號二進制數(shù)的表示及運算計算機中有符號數(shù)的表示把二進制數(shù)的最高位定義為符號位符號位為0

表示正數(shù)，符號位為1

表示負數(shù)把符號數(shù)值化了的數(shù)，稱為機器數(shù)。機器數(shù)所表示的真實的數(shù)值，稱為真值。（在以下講述中，均以８位二進制數(shù)為例）45[例]：

+52==00110100

符號位數(shù)值位

-52=-0110100=10110100

真值機器數(shù)461.帶符號數(shù)的表示方法對于帶符號數(shù)，常用的表示方法有原碼、反碼和補碼三種。數(shù)X的原碼記作[X]原，反碼記作[X]反，補碼記作[X]補。

注意：對正數(shù)，三種表示法均相同。它們的差別在于對負數(shù)的表示。47原碼[X]原原碼：最高位為符號位，數(shù)值部分為原數(shù)的絕對值。已知真值X=+42,Y=-42,求[X]原和[Y]原[X]原=00101010B[Y]原=10101010B[X]原48原碼的例子真值X=+18=X=-18=-0010010原碼[X]原=00010010[X]原=10010010符號符號位n位原碼表示數(shù)值的范圍是對應(yīng)的原碼是1111～0111。49數(shù)0的原碼8位數(shù)0的原碼：+0=00000000-0=10000000

即：數(shù)0的原碼不唯一。優(yōu)點：數(shù)的真值和原碼表示之間的對應(yīng)關(guān)系簡單,相互 轉(zhuǎn)化容易。用原碼實現(xiàn)乘除運算規(guī)則簡單。缺點：數(shù)值0有兩個編碼值，+0和-0，不利于運算。 尤其是加減運算。

[+0]原=00000000B

[-0]原=10000000B50反碼[X]反正數(shù)的反碼和原碼相同；負數(shù)的反碼是對其原碼除符號位外的逐位求反。真值X的反碼記為[X]反[X]反51[例]：X=-52=-0110100[X]原=10110100[X]反=1100101152反碼的例子真值X=+18=X=-18=-0010010反碼[X]反=00010010[X]反=11101101符號符號位n位反碼表示數(shù)值的范圍是:530的反碼：[+0]反=00000000[-0]反=11111111即：數(shù)0的反碼也不是唯一的。54補碼補碼：正數(shù)的補碼和原碼相同，負數(shù)的補碼是在其反碼的基礎(chǔ)上加1。已知真值X=B，Y=-0110100B求[X]補和[Y]補 [X]補=00110100B [Y]補=[Y]反+1=11001011B+1=11001100B55[例]：X=–52=–0110100[X]原=10110100[X]反=11001011[X]補=[X]反+1=11001100n位補碼表示數(shù)值的范圍是:560的補碼：[+0]補=[+0]原=00000000[-0]補=[-0]反+1=11111111+1=100000000

對8位字長，進位被舍掉∴[+0]補=[-0]補=0000000057特殊數(shù)10000000該數(shù)在原碼中定義為：-0在反碼中定義為：-127在補碼中定義為：-128對無符號數(shù)：(10000000)２=128588位有符號數(shù)的表示范圍：對8位有符號二進制數(shù)：原碼：-127~+127反碼：-127~+127補碼：-128~+127想一想：16位有符號數(shù)的表示范圍是多少？592.有符號二進制數(shù)與十進制的轉(zhuǎn)換將一個用補碼表示的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)。1)[X]補=00101110B真值為：B正數(shù)所以：X=+462)[X]補=11010010B負數(shù)X=[[X]補]補=[11010010]補=-0101110B所以：X=-46603補碼運算在計算機中，二進制數(shù)的四則運算是補碼運算，結(jié)果是補碼。補碼運算的規(guī)則如下：[X+Y]補=[X]補+[Y]補[X-Y]補=[X]補-[Y]補[X-Y]補=[X]補+[-Y]補[-Y]補=對[Y]補的每一位包括符號位在內(nèi)，按位取反并加一；61[例]：X=-0110100，Y=，求[X+Y]補[X]原=10110100[X]補=[X]反+1=11001100[Y]補=[Y]原=01110100所以：[X+Y]補=[X]補+[Y]補=11001100=01000000-52+116=6462例：設(shè)X=+66，Y=+51，求[X-Y]補=？根據(jù)[X-Y]補=[X]補+[-Y]補首先求 X=B， [X]補=01000010 Y=B， [Y]補=00110011 [-Y]補=11001101所以 [X-Y]補=01000010 01 100001111B在字長為8位的機器中，該進位自然丟失。-Y=-51=-110011B，[-Y]補=11001101634.符號數(shù)運算中的溢出問題8位帶符號二進制數(shù)的取值范圍： 原碼 （-127~+127） 反碼 （-127~+127） 補碼 （-128~+127）十六位帶符號二進制數(shù)的取值范圍： 原碼 （-32767~+32767） 反碼 （-32767~+32767） 補碼 （-32768~+32767）當二進制數(shù)的運算結(jié)果超出以上范圍時，就會產(chǎn)生溢出。64溢出同號相減或異號相加——不會溢出。同號相加或異號相減——可能溢出：兩種情況： 同號相加時，結(jié)果符號與加數(shù)符號相反——溢出；異號相減時，結(jié)果符號與減數(shù)符號相同——溢出。運算結(jié)果超出計算機部件所容納的數(shù)值范圍，數(shù)值部分上擴充到符號位、改變了符號的性質(zhì)、導(dǎo)致運算結(jié)果錯誤。65[例]：

01001000

+01100010

10101010

01001000

+01100010 10101010

10101101

+10110000

101011101CASE1:72-(-98)=?CASE2:72+98=？CASE3:-(83)-(+80)=?66例27用二進制補碼計算（-83）+（-80）=（？）解：（-83）10=-1010011B，(-83)補=10101101（-80）10=-1010000B，(-80)補=10110000 10101101 +10110000

101011101=93C6=0，C7=1; 自然丟失67如何判斷溢出如果次高位D6向最高位D7有進位C6=1，而最高位D7向前無進位C7=0，則結(jié)果發(fā)生溢出；反過來，如果次高位D6向最高位D7無進位C6=0，而最高位D7向前有進位C7=1，則結(jié)果也發(fā)生溢出；Ci-1

Ci-2=1利用CPU中狀態(tài)標志寄存器中的溢出標志位OF來判斷:

OF=1,溢出；OF=0無溢出。68§1.5二進制編碼1)十進制數(shù)的表示——BCD碼用4位二進制數(shù)表示一位十進制數(shù)。(387.24)D=（001110000111.00100100）BCD有兩種表示法：壓縮BCD碼和非壓縮BCD碼。壓縮BCD碼的一個字節(jié)表示兩位十進制數(shù)。非壓縮BCD碼用一個字節(jié)表示一位十進制數(shù)，高4位總是0000，低4位0000~1001表示0~9。69二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為BCD碼例如：1、將（00010001.00100101）BCD轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。

(00010001.00100101)BCD=(11.25)10=(1011.01)22、將二進制數(shù)00010001轉(zhuǎn)換為BCD碼。

(00010001)2=(71)10=(01110001)BCD2)格雷碼（GrayCode）1880年法國工程師Jean-Maurice-EmlleBaudot曾用過的一種二進制循環(huán)編碼，因FrankGray申請專利而得名。格雷碼屬于可靠性編碼，是一種錯誤最小化的編碼方式。格雷碼的特點是每次變化只改變一位，例如從7到8，用純二進制碼，同時改變了4位，編碼器內(nèi)部讀數(shù)時，很難保證4位的讀數(shù)完全同時，這樣在數(shù)據(jù)刷新過程中就有可能有先后，而造成錯碼。如用格雷碼，無論何時刷新數(shù)據(jù)，只改變一位，沒有先后，就沒有錯碼了。格雷碼轉(zhuǎn)換快速方法:（假設(shè)以二進制為0的值做為格雷碼的0）

G：格雷碼B：二進位碼

G(N)=B(n+1)XORB(n)十進制數(shù)

二進制數(shù)

格雷碼

十進制數(shù)

二進制數(shù)

格雷碼

0

0000

0000

8

1000

1100

1

0001

0001

9

1001

1101

2

0010

0011

10

1010

1111

3

0011

0010

11

1011

1110

4

0100

0110

12

1100

1010

5

0101

0111

13

1101

1011

6

0110

0101

14

1110

1001

7

0111

0100

15

1111

1000

格雷碼與二進制對照：723)非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示計算機中除了能夠處理數(shù)值數(shù)據(jù)以外，還可以處理文字、語音、圖像等各種信息，這些信息統(tǒng)稱為非數(shù)值數(shù)據(jù)。非數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機中也必須以二進制形式表示，非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示本質(zhì)上是編碼的過程。73ASCII碼—美國標準信息交換代碼74

ASCII碼采用7位二進制代碼對字符進行編碼數(shù)字0~9的編碼是0110000~0111001，它們的高3位均是011，后4位正好與其對應(yīng)的二進制代碼（BCD碼）相符。英文字母A~Z的ASCII碼從1000001（41H）開始順序遞增，字母a~z的ASCII碼從1100001（61H）開始順序遞增，這樣的排列對信息檢索十分有利。最高位通常總為0，有時也用作奇偶校驗位。4)數(shù)的定點與浮點表示A、定點數(shù)

計算機中對小數(shù)點位置采用固定位置的方法來表示小數(shù)。運算簡便,表示范圍小。

1)定點整數(shù)：小數(shù)點固定在數(shù)值位之后。

2)定點小數(shù)：小數(shù)點固定在數(shù)值位之前符號位之后

格式

符號位數(shù)值部分（尾數(shù)）

小數(shù)點在此為小數(shù)點在此為定點小數(shù)定點整數(shù)定點數(shù)的運算參與運算的數(shù)據(jù)要事先確定比例因子，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為定點小數(shù)或定點整數(shù)后，進行計算。比例因子既不能太大也不能太小，否則可能造成數(shù)據(jù)的溢出或損失精度例：010.01+001.100=（0.1001+0.0110）*22B、浮點數(shù)小數(shù)點位置不固定。表示范圍大，運算復(fù)雜。PfP1P2P3…PmSfS1S2…Sn

階符階碼數(shù)符尾數(shù)二進制數(shù)的浮點數(shù)表示格式:階碼P尾數(shù)S二進制浮點數(shù)表示：N=2p×SS－N的尾數(shù)，表示N的有效數(shù)值。

Sf－尾數(shù)的符號位，Sf=0正，Sf=1負

P－N的階碼，表示小數(shù)點的位置，決定N的范圍。

2－階碼的底，與尾數(shù)基數(shù)相同。例：0001101011N=2+11×

0.1011

規(guī)格化浮點數(shù)：使尾數(shù)數(shù)值部分的最高位為有效數(shù)值位。尾數(shù)滿足0.5<=|S|<1N1=211×

0.01011(錯)N2=210×

0.1011（對）注意：浮點數(shù)的運算存在對階問題，階碼不同的浮點數(shù)不能參與運算3)浮點數(shù)與定點數(shù)的比較（1）數(shù)值的范圍（2）浮點數(shù)的運算比定點數(shù)的運算復(fù)雜浮點數(shù)的運算存在對階問題，階碼不同的浮點數(shù)不能直接參與運算。

§1.6計算機系統(tǒng)的組成及程序執(zhí)行過程計算機系統(tǒng)由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)組成一)計算機的硬件系統(tǒng)及程序執(zhí)行過程1)計算機硬件的基本結(jié)構(gòu)

馮·諾依曼型計算機

它主要由5個基本部分組成，即：運算器，控制器，存儲器，輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。圖1.1用來實現(xiàn)算術(shù)、邏輯等各種運算的部件對整個運算過程進行有規(guī)律控制協(xié)調(diào)的部件（指令指針寄存器IP,指令寄存器IR,指令譯碼器ID,控制信號發(fā)生器）實現(xiàn)計算結(jié)果輸出的設(shè)備實現(xiàn)計算程序和原始數(shù)據(jù)輸入的設(shè)備外存是擴大計算機存儲信息能力的設(shè)備主機外設(shè)或I/O設(shè)備CPU

內(nèi)存是用來存放原始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)及計算程序的部件2)運算器、存儲器和控制器注意內(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1011011008F04H內(nèi)存地址單元內(nèi)容讀操作寫操作讀：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)容被覆蓋控制器主要由指令指針寄存器（IP）、指令寄存器（IR）、指令譯碼器（ID）和控制信號發(fā)生器組成。3)程序的執(zhí)行過程下面以一個簡單的例子來說明計算機執(zhí)行程序的主要過程。

圖1-4示例程序和數(shù)據(jù)4)控制器的設(shè)計（1）控制器的作用：根據(jù)指令譯碼結(jié)果，嚴格按時間節(jié)拍產(chǎn)生各種微操作控制信號。（2）分類：組合邏輯控制器：把產(chǎn)生每個微操作控制信號的所用條件綜合在一起，列出邏輯表達式并簡化，用組合電路實現(xiàn)。微程序控制器：把執(zhí)行每一條指令的微操作按步驟編成微程序，并存到位于控制器內(nèi)的控制存儲器中。二)軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件軟件

計算機系統(tǒng)的軟、硬件與用戶的關(guān)系

在微機中，一塊集成芯片可包括控制器和運算器兩大部分，也稱為微處理器（centerprocessingunit，CPU）。一臺微型計算機由處理器、存儲器、I/O接口以及若干I/O設(shè)備所組成。各部分之間通過總線連接在一起，實現(xiàn)信息的交換。微型計算