第一章微型計(jì)算機(jī)ppt課件

1、第第1章章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)概論微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)概論u學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)u重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)u主要內(nèi)容主要內(nèi)容u課后作業(yè)課后作業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo) 本章對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程、基本結(jié)構(gòu)的概本章對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程、基本結(jié)構(gòu)的概述入手，重點(diǎn)介紹了計(jì)算機(jī)中的數(shù)制述入手，重點(diǎn)介紹了計(jì)算機(jī)中的數(shù)制二二進(jìn)制數(shù)及十進(jìn)制、十六進(jìn)制等常用數(shù)制間的進(jìn)制數(shù)及十進(jìn)制、十六進(jìn)制等常用數(shù)制間的轉(zhuǎn)換；本章在學(xué)習(xí)二進(jìn)制數(shù)概念同時(shí)也要掌轉(zhuǎn)換；本章在學(xué)習(xí)二進(jìn)制數(shù)概念同時(shí)也要掌握無(wú)符號(hào)和帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的表示及運(yùn)算握無(wú)符號(hào)和帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的表示及運(yùn)算包括算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算），了解相關(guān)的包括算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算），了解相關(guān)的二進(jìn)制編碼二進(jìn)制編碼 。為今后對(duì)本

2、課程的學(xué)習(xí)打下基。為今后對(duì)本課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。礎(chǔ)。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)1. 二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的定義與它們之間的轉(zhuǎn)二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的定義與它們之間的轉(zhuǎn)換；換；2. 計(jì)算機(jī)中常用的碼制；原碼計(jì)算機(jī)中常用的碼制；原碼 、碼、碼 、補(bǔ)碼的表示、補(bǔ)碼的表示方法及轉(zhuǎn)換難點(diǎn)）；方法及轉(zhuǎn)換難點(diǎn)）；3.補(bǔ)碼及求補(bǔ)方法，補(bǔ)碼的運(yùn)算及溢補(bǔ)碼及求補(bǔ)方法，補(bǔ)碼的運(yùn)算及溢 出的判斷出的判斷難點(diǎn)）；難點(diǎn)）；4.機(jī)器數(shù)及其真值；機(jī)器數(shù)及其真值；5.ASCII碼、碼、BCD碼。碼。主要內(nèi)容主要內(nèi)容1.11.1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.21.2計(jì)算機(jī)中的數(shù)制及編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)制及編碼1.31.3無(wú)符號(hào)二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算

3、和邏輯運(yùn)算無(wú)符號(hào)二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算1.41.4有符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的表示及運(yùn)算有符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的表示及運(yùn)算1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1.第一代微處理器第一代微處理器2.2.第二代第二代8 8位微處理器位微處理器3.3.第三代第三代1616位微處理器位微處理器4.4.第四代第四代3232位高檔微處理器位高檔微處理器5.5.第五代第五代3232位高檔微處理器位高檔微處理器6.6.第六代第六代3232位高檔微處理器位高檔微處理器1.1.2微型計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程微型計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程1.馮馮諾依曼計(jì)算機(jī)諾依曼計(jì)算機(jī) 主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：將計(jì)算過(guò)程描述為由許多條指令按一定順序組成將計(jì)算過(guò)

4、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(chǔ)器保存。的程序，并放入存儲(chǔ)器保存。程序中的指令和數(shù)據(jù)必須采用二進(jìn)制編碼，且能程序中的指令和數(shù)據(jù)必須采用二進(jìn)制編碼，且能夠被執(zhí)行該程序的計(jì)算機(jī)識(shí)別。夠被執(zhí)行該程序的計(jì)算機(jī)識(shí)別。指令按其在存儲(chǔ)器中存放的順序執(zhí)行，存儲(chǔ)器的指令按其在存儲(chǔ)器中存放的順序執(zhí)行，存儲(chǔ)器的字長(zhǎng)固定并按順序線(xiàn)性編址。字長(zhǎng)固定并按順序線(xiàn)性編址。由控制器控制整個(gè)程序和數(shù)據(jù)的存取以及程序的由控制器控制整個(gè)程序和數(shù)據(jù)的存取以及程序的執(zhí)行。執(zhí)行。以運(yùn)算器為核心，所有的執(zhí)行都經(jīng)過(guò)運(yùn)算器。以運(yùn)算器為核心，所有的執(zhí)行都經(jīng)過(guò)運(yùn)算器。馮馮諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖控制器控制器運(yùn)

5、算器運(yùn)算器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備2.微型計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程微型計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程 微型計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程就是周而復(fù)始地取出指令微型計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程就是周而復(fù)始地取出指令,分析分析指令指令(譯碼譯碼)、執(zhí)行指令、完成指令規(guī)定的操作。、執(zhí)行指令、完成指令規(guī)定的操作。開(kāi)場(chǎng)開(kāi)場(chǎng)程程序序終了終了指令指令1指令指令2指令n操作碼 操作數(shù)指令格式（地址碼）（地址碼）取出指令指令譯碼讀出操作數(shù)執(zhí)行操作取指取指執(zhí)行指令執(zhí)行指令圖1-2 程序執(zhí)行過(guò)程示意圖1.1.3微機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成微機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器總線(xiàn)總線(xiàn)I/

6、O接口主機(jī)主機(jī)外部設(shè)備硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)運(yùn)算器控制器寄存器組圖1-4圖圖1-5微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1.硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)1 1微處理器微處理器( (或中央處理單元，或中央處理單元，CPUCPU。見(jiàn)圖。見(jiàn)圖1-61-6）圖圖1-6 1-6 微處理器典型結(jié)構(gòu)示意圖微處理器典型結(jié)構(gòu)示意圖. . 運(yùn)算器運(yùn)算器: : 又稱(chēng)算術(shù)邏輯單元又稱(chēng)算術(shù)邏輯單元(ALU)(ALU)。. . 控制器控制器: : 一般由指令寄存器，指令譯碼器和操作控制電路組成。一般由指令寄存器，指令譯碼器和操作控制電路組成。. . 寄存器組寄存器組: : 實(shí)質(zhì)上是實(shí)質(zhì)上是CPUCPU暫時(shí)記憶數(shù)據(jù)和結(jié)果的單元。暫

7、時(shí)記憶數(shù)據(jù)和結(jié)果的單元。u內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容u每個(gè)內(nèi)存單元可存放一組二進(jìn)制數(shù)。每個(gè)內(nèi)存單元可存放一組二進(jìn)制數(shù)。u每個(gè)內(nèi)存單元中存放的信息稱(chēng)為內(nèi)存單元的內(nèi)容。每個(gè)內(nèi)存單元中存放的信息稱(chēng)為內(nèi)存單元的內(nèi)容。 圖圖1-7 1-7 內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容u. .內(nèi)存的分類(lèi)內(nèi)存的分類(lèi)u (a) (a)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAMRAMu (b) (b)只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROMROM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 是由許多存儲(chǔ)單元組成是由許多存儲(chǔ)單元組成u內(nèi)存的操作內(nèi)存的操作u(a)(a)存儲(chǔ)器讀操作過(guò)程存儲(chǔ)器讀操作過(guò)程u(b)(b)存儲(chǔ)器寫(xiě)操作過(guò)程存儲(chǔ)器寫(xiě)操作過(guò)程3) 3)輸

8、入輸出設(shè)備和輸入輸出接口輸入輸出設(shè)備和輸入輸出接口(a)(a)輸入輸出設(shè)備輸入輸出設(shè)備 例如：輸入設(shè)備鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀等。例如：輸入設(shè)備鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀等。 輸出設(shè)備顯示器、打印機(jī)、繪圖儀輸出設(shè)備顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。等。(b)(b)輸入輸出接口輸入輸出接口 微機(jī)與微機(jī)與I/OI/O設(shè)備之間的連接與信息交設(shè)備之間的連接與信息交換不能直接進(jìn)行，而必須通過(guò)一個(gè)中間部換不能直接進(jìn)行，而必須通過(guò)一個(gè)中間部件作為兩者之間的橋梁，該部件就叫做輸件作為兩者之間的橋梁，該部件就叫做輸入輸出接口。入輸出接口。4) 4)總線(xiàn)總線(xiàn) 數(shù)據(jù)總線(xiàn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)(DB)(DB) 用來(lái)傳送數(shù)據(jù)信息，是雙向總線(xiàn)，用來(lái)傳送數(shù)據(jù)

9、信息，是雙向總線(xiàn)， CPUM CPUM或或I/OI/O。 地址總線(xiàn)地址總線(xiàn)(AB)(AB) 用于傳送用于傳送CPUCPU發(fā)出的地址信息，是單向總線(xiàn)，發(fā)出的地址信息，是單向總線(xiàn)， CPUMCPUM或或I/OI/O。 控制總線(xiàn)控制總線(xiàn)(CB(CB，分為兩部分，分為兩部分) ) 用來(lái)傳送控制信號(hào)，時(shí)序信號(hào)和狀態(tài)信息等。用來(lái)傳送控制信號(hào)，時(shí)序信號(hào)和狀態(tài)信息等。 (a) (a)一部分是一部分是CPUCPU向內(nèi)存和外設(shè)發(fā)出的控制信息向內(nèi)存和外設(shè)發(fā)出的控制信息 例例: :讀信號(hào)讀信號(hào)RDRD、寫(xiě)信號(hào)、寫(xiě)信號(hào)WRWR、地址鎖存信號(hào)、地址鎖存信號(hào)ALUALU等。等。 (b) (b)一部分是內(nèi)存或外設(shè)向一部分是內(nèi)

10、存或外設(shè)向CPUCPU發(fā)來(lái)的請(qǐng)求信息發(fā)來(lái)的請(qǐng)求信息 例例: :準(zhǔn)備好信號(hào)準(zhǔn)備好信號(hào)READYREADY、中斷請(qǐng)求信號(hào)、中斷請(qǐng)求信號(hào)INTRINTR等。等。2. 軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 主要包括操作系統(tǒng)和系統(tǒng)實(shí)主要包括操作系統(tǒng)和系統(tǒng)實(shí) 用程序。用程序。(2) 應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件 用戶(hù)為解決各種實(shí)際問(wèn)題而用戶(hù)為解決各種實(shí)際問(wèn)題而編編 制的程序。制的程序。1.2 1.2 計(jì)算機(jī)中的數(shù)值及編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)值及編碼 1.2.1 常用記數(shù)制常用記數(shù)制1. 1. 十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù) 共有共有0 09 9十種數(shù)字表示十種數(shù)字表示, , 逢十進(jìn)一。逢十進(jìn)一。 (D)10 = Dn-1 (D)10 = Dn

11、-110n-1+Dn-210n-1+Dn-210n-2+.+D110n-2+.+D1101+D0101+D0100100 +D-1 +D-110-1+.+D-m10-1+.+D-m10-m=Di10-m=Di10i 10i (i = -m(i = -mn-1)n-1)其中，其中，DiDi是是D D的第的第i i位的數(shù)碼位的數(shù)碼( (系數(shù)系數(shù)) )，可以是，可以是0 09 9十種數(shù)字中的任何一個(gè)；十種數(shù)字中的任何一個(gè)；n n和和m m為正整數(shù)，為正整數(shù)，n n表示小數(shù)點(diǎn)表示小數(shù)點(diǎn)左邊的位數(shù)，左邊的位數(shù)，m m表示小數(shù)點(diǎn)右邊的位數(shù)，表示小數(shù)點(diǎn)右邊的位數(shù)，10i10i稱(chēng)為十進(jìn)制的權(quán)。稱(chēng)為十進(jìn)制的權(quán)。

12、 例例1-1 1-1 十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)3256.873256.87可表示為可表示為 (3256.87)10 = 3 (3256.87)10 = 3103+2103+2102+5102+5101+6101+6100+8100+810- 1+710- 1+710-210-2 2. 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù) 共有共有0、1二種數(shù)字符號(hào)表示二種數(shù)字符號(hào)表示, 逢二進(jìn)一。逢二進(jìn)一。 一個(gè)二進(jìn)制數(shù)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)B可用其權(quán)展開(kāi)式表示為：可用其權(quán)展開(kāi)式表示為：(B)2 = Bn-12n-1+Bn-22n-2+.+B121+B020+ B-12-1+.+B-m2-m =Bi2i (i = -mn-1) 例例1-2 二進(jìn)制

13、數(shù)二進(jìn)制數(shù)1010.11可表示為可表示為 (1010.11) =123+022+121+020+12-1+12-2 3. 3. 十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)共有共有0 09, A9, AF F十六種數(shù)字符號(hào)表示十六種數(shù)字符號(hào)表示, , 逢十六逢十六進(jìn)一。一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)進(jìn)一。一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)H H可用其權(quán)展開(kāi)式表可用其權(quán)展開(kāi)式表示為：示為： (H)16 = Hn-1 (H)16 = Hn-116n-1 + Hn-216n-1 + Hn-216n-2+.+ 16n-2+.+ H1H1161 + H0161 + H0160 + H-1160 + H-116-1+.+ H-16-1+.+ H-mm16-m16-

14、m =Hi =Hi16i (i = -m16i (i = -mn-1) n-1) 例例1-3 1-3 十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)2AE.4H2AE.4H可表示為可表示為 (2AE.4)16 (2AE.4)16 = 2= 2162 + A162 + A161 + E161 + E160 + 4160 + 416-116-1 二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間存在有一種特殊關(guān)系，即24=16，也就是說(shuō)一位十六進(jìn)制數(shù)恰好可用四位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，且它們之間的關(guān)系是惟一的。所以，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用中，雖然機(jī)器只能識(shí)別二進(jìn)制數(shù)，但在數(shù)字的表達(dá)上更廣泛地采用十六進(jìn)制數(shù)。計(jì)算機(jī)中常用的二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)之間的關(guān)系如表1

15、-2所示。 4. 其它進(jìn)制數(shù)其它進(jìn)制數(shù) 一般地，對(duì)任意一個(gè)一般地，對(duì)任意一個(gè)K進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)S都可表示為：都可表示為： (S)k = Sn-1Kn-1 + Sn-2Kn-2 +.+ S1K1 + S0K0 + S-1K-1 +.+ S-mK-m =SiKi 1.2.2 各種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換各種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 1. 非十進(jìn)制數(shù)到十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換非十進(jìn)制數(shù)到十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換 非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)的方法比較簡(jiǎn)單，只要將非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)的方法比較簡(jiǎn)單，只要將它們按相應(yīng)的權(quán)表達(dá)式展開(kāi)，再按十進(jìn)制運(yùn)算規(guī)則求它們按相應(yīng)的權(quán)表達(dá)式展開(kāi)，再按十進(jìn)制運(yùn)算規(guī)則求和，即可得到它們對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。和，即可得到它們對(duì)

16、應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。 例例1-4 1-4 將十進(jìn)制數(shù)將十進(jìn)制數(shù)1101.1011101.101轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) 解：根據(jù)二進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開(kāi)式，有解：根據(jù)二進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開(kāi)式，有 （1101.1011101.1012=12=123 + 123 + 122 + 022 + 021 + 121 + 12020 +1+12-1 + 02-1 + 02-2 + 12-2 + 12-32-3 = =（13.625)1013.625)10 例例1-5 1-5 將十六進(jìn)制數(shù)將十六進(jìn)制數(shù)64.CH64.CH轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) 解：根據(jù)十六進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開(kāi)式，有解：根據(jù)十六進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開(kāi)式，有 （64.

17、C 64.C ）16= 616= 6161 + 4161 + 4160 + C160 + C16-116-1 = 6 = 6161 + 4161 + 4160 + 160 + 121216-116-1 = (100.75)10 = (100.75)102. 2. 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制數(shù)(1) (1) 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) 方法一方法一 降幕法降幕法 16 8 4 2 1 0.5 16 8 4 2 1 0.5 0.25 0.25 24 23 22 24 23 22 21 20 2-1 2-221 20 2-1 2-2方法二方法二 整數(shù)部分整數(shù)部分

18、“除除2 2取余直至商為零取余直至商為零” 小數(shù)部分小數(shù)部分“乘乘2 2取整直至全為整取整直至全為整”例例1-6 1-6 將十進(jìn)制數(shù)將十進(jìn)制數(shù)112.25112.25轉(zhuǎn)換為等值的二進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換為等值的二進(jìn)制數(shù)。解：解： 整數(shù)部分整數(shù)部分 小小數(shù)部分?jǐn)?shù)部分 112/2=56. 112/2=56.余數(shù)余數(shù)=0=0最低位）最低位） 0.250.252=0.5.2=0.5.整數(shù)整數(shù)=0=0最高位）最高位） 56/2=28. 56/2=28.余數(shù)余數(shù)=0 =0 0.50.52=1.0.2=1.0.整數(shù)整數(shù)=1=1 28/2=14. 28/2=14.余數(shù)余數(shù)=0=0 14/2=7 . 14/2=7 .余數(shù)

19、余數(shù)=0=0 7/2=3 . 7/2=3 .余數(shù)余數(shù)=1=1 3/2=1 . 3/2=1 .余數(shù)余數(shù)=1=1 1/2=0 . 1/2=0 .余數(shù)余數(shù)=1=1 從而得到轉(zhuǎn)換結(jié)果從而得到轉(zhuǎn)換結(jié)果112.25112.2510=(1110000.01)210=(1110000.01)2例例1-7 1-7 將十進(jìn)制數(shù)將十進(jìn)制數(shù)301.6875301.6875轉(zhuǎn)換為等值的十六進(jìn)轉(zhuǎn)換為等值的十六進(jìn)制制 數(shù)。數(shù)。解：整數(shù)部分解：整數(shù)部分 小數(shù)部分小數(shù)部分 301/16=18. 301/16=18.余數(shù)余數(shù)=D =D 0.68750.687516=11.0000. 16=11.0000. =(11) =(11)

20、 =(B)16 =(B)16 18/16=1 . 18/16=1 .余數(shù)余數(shù)=2=2 1/16=0 . 1/16=0 .余數(shù)余數(shù)=1=1 所以有所以有,(301.6875)10=(12D.B)16,(301.6875)10=(12D.B)163. 3. 二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)的方法是：將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)的方法是：a.a.從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始分別向左和向右把整數(shù)和小數(shù)部從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始分別向左和向右把整數(shù)和小數(shù)部 分每四位分為一組分每四位分為一組; ;b.b.若整數(shù)最高位的一組不足若整數(shù)最高位的一組不足4 4位，則在其左邊補(bǔ)零；位，則在

21、其左邊補(bǔ)零；c.c.若小數(shù)最低位的一組不足若小數(shù)最低位的一組不足4 4位，則在其右邊補(bǔ)零位，則在其右邊補(bǔ)零; ;d.d.然后將每組二進(jìn)制數(shù)用對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制代替，然后將每組二進(jìn)制數(shù)用對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制代替， 則得到轉(zhuǎn)換結(jié)果。則得到轉(zhuǎn)換結(jié)果。 例例1-8 1-8 將二進(jìn)制數(shù)將二進(jìn)制數(shù)110100110.101101B110100110.101101B轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 為十六進(jìn)制數(shù)為十六進(jìn)制數(shù) 解解: :二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù) 0001 1010 0110. 1011 0001 1010 0110. 1011 01000100 十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù) 1 A 6. B 4 1 A 6. B 4 例例1-9 1-9 將十

22、六進(jìn)制數(shù)將十六進(jìn)制數(shù)2A8F.6DH2A8F.6DH轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) 解解: : 十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù) 2 A 8 F. 6 D 2 A 8 F. 6 D 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù) 0010 1010 1000 1111.0110 0010 1010 1000 1111.0110 110111011.2.3 1.2.3 計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制數(shù)表示計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制數(shù)表示1.1.定點(diǎn)小數(shù)的表示定點(diǎn)小數(shù)的表示 定點(diǎn)小數(shù)是指小數(shù)點(diǎn)準(zhǔn)確固定在數(shù)據(jù)某個(gè)位置上的小數(shù)。定點(diǎn)小數(shù)是指小數(shù)點(diǎn)準(zhǔn)確固定在數(shù)據(jù)某個(gè)位置上的小數(shù)。任意一個(gè)小數(shù)都可寫(xiě)成任意一個(gè)小數(shù)都可寫(xiě)成其表示范圍為：其表示范圍為：2.2.整數(shù)的表示整數(shù)的

23、表示 整數(shù)所表示的數(shù)據(jù)的最小單位為整數(shù)所表示的數(shù)據(jù)的最小單位為1 1，可以認(rèn)為它是小數(shù)點(diǎn)，可以認(rèn)為它是小數(shù)點(diǎn)定在數(shù)據(jù)的最低位右邊的一種數(shù)據(jù)。任意一個(gè)帶符號(hào)的整定在數(shù)據(jù)的最低位右邊的一種數(shù)據(jù)。任意一個(gè)帶符號(hào)的整數(shù)都可以表示為：數(shù)都可以表示為：帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)的表示范圍：帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)的表示范圍：不帶符號(hào)的表數(shù)范圍：不帶符號(hào)的表數(shù)范圍：3.浮點(diǎn)數(shù)的表示浮點(diǎn)數(shù)的表示 所謂浮點(diǎn)數(shù)，是指小數(shù)點(diǎn)的位置可以左右移動(dòng)所謂浮點(diǎn)數(shù)，是指小數(shù)點(diǎn)的位置可以左右移動(dòng)的數(shù)據(jù)，可用式子表示：的數(shù)據(jù)，可用式子表示：在計(jì)算機(jī)中典型的浮點(diǎn)數(shù)格式如圖在計(jì)算機(jī)中典型的浮點(diǎn)數(shù)格式如圖1-9所示：所示：圖圖1-9 典型的浮點(diǎn)數(shù)格式典型

24、的浮點(diǎn)數(shù)格式1.2.4 二進(jìn)制編碼二進(jìn)制編碼 在計(jì)算機(jī)中在計(jì)算機(jī)中,字母和各種字符都是按特定的二進(jìn)制編碼表示。字母和各種字符都是按特定的二進(jìn)制編碼表示。1.二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù).(1)用二進(jìn)制編碼表示十進(jìn)制數(shù)，稱(chēng)為二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)；用二進(jìn)制編碼表示十進(jìn)制數(shù)，稱(chēng)為二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)；每位十進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制表示又稱(chēng)為每位十進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制表示又稱(chēng)為BCD碼碼(8421碼碼) 表表1-3 BCD碼與二進(jìn)制碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系碼與二進(jìn)制碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系(2) (2) 計(jì)算機(jī)中計(jì)算機(jī)中BCDBCD碼的存儲(chǔ)方式碼的存儲(chǔ)方式(a)(a)壓縮的壓縮的BCDBCD碼碼, ,每四位二進(jìn)制數(shù)表示每

25、四位二進(jìn)制數(shù)表示1 1位位BCDBCD碼。碼。(b)(b)非壓縮的非壓縮的BCDBCD碼碼, ,每八位二進(jìn)制數(shù)表示每八位二進(jìn)制數(shù)表示1 1位位BCDBCD碼。碼。 即低四位為壓縮的即低四位為壓縮的BCDBCD碼碼, ,高高4 4位按需而定，可全為零。位按需而定，可全為零。(c)(c)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)單元通常以字節(jié)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)單元通常以字節(jié)(8(8個(gè)二進(jìn)制位個(gè)二進(jìn)制位) )為最小單為最小單 元。元?！纠纠?-101-10】試把十進(jìn)制數(shù)】試把十進(jìn)制數(shù)234.15234.15寫(xiě)成寫(xiě)成BCDBCD碼的表示形式。碼的表示形式。解：將解：將234.15234.15的每一位用對(duì)應(yīng)的的每一位用對(duì)應(yīng)的BCDBCD

26、碼表示，可得碼表示，可得（234.15234.1510 =10 =（0010 0011 00100.0001 01010010 0011 00100.0001 0101BCD BCD 【例【例1-111-11】將】將BCDBCD碼碼0001 0001.0010 0101)BCD0001 0001.0010 0101)BCD轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為換為 二進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)。 解：解： （0001 0001.0010 0101)BCD=0001 0001.0010 0101)BCD=（11.2511.251010 （11.2511.2510 =10 =（1011.011011.012 2 所以所以0001 000

27、1.0010 0101)BCD =0001 0001.0010 0101)BCD =（1011.011011.012 2 【例【例1-121-12】將二進(jìn)制數(shù)】將二進(jìn)制數(shù)0100011101000111轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為BCDBCD碼。碼。 解：（解：（01000111010001112 =2 =（717110 =10 =（0111 00010111 0001BCDBCD2.2.字符的編碼字符的編碼(1)ASCII (1)ASCII 用用7 7位二進(jìn)制數(shù)碼來(lái)表示位二進(jìn)制數(shù)碼來(lái)表示128128個(gè)字符和符號(hào)。個(gè)字符和符號(hào)。(2)(2)計(jì)算機(jī)中一個(gè)字節(jié)為計(jì)算機(jī)中一個(gè)字節(jié)為8 8位位, ,即即ASCIIAS

28、CII碼的最高位碼的最高位D7D7位恒為位恒為0 0。 A 01000001 A 01000001 9 00111001 9 00111001 8 00111000 8 00111000(3)(3)在通信中常把最高位用作奇偶校驗(yàn)位。在通信中常把最高位用作奇偶校驗(yàn)位。 A 0 1000001 A 0 1000001 約定偶校驗(yàn)約定偶校驗(yàn)( (傳送信息為傳送信息為偶數(shù)個(gè)偶數(shù)個(gè)1)1) 9 0 0111001 9 0 0111001 8 1 0111000 8 1 01110001.3 無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算1.3.1 1.3.1 二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)

29、制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算1. 1. 加法運(yùn)算加法運(yùn)算 加法運(yùn)算規(guī)則加法運(yùn)算規(guī)則 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 0 ( 1 + 0 = 1 1 + 1 = 0 (進(jìn)位進(jìn)位1)1)2. 2. 減法運(yùn)算減法運(yùn)算 減法運(yùn)算規(guī)則減法運(yùn)算規(guī)則 0 - 0 = 0 1 - 0 = 1 0 - 0 = 0 1 - 0 = 1 0 - 1 = 1( 0 - 1 = 1(借位借位1) 1 - 1 = 0 1) 1 - 1 = 0 3. 3. 乘法運(yùn)算乘法運(yùn)算 0 0 0 = 0 1 0 = 0 1 0 = 0 0 = 0 0 0 1 =

30、0 1 1 = 0 1 1 = 1 1 = 1 例例1-12 1-12 求兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)求兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1100B1100B與與1001B1001B的乘的乘積積 解：解：1100B 1100B 1001B = 1101100B 1001B = 1101100B =01101100B =01101100B4. 4. 除法運(yùn)算除法運(yùn)算 計(jì)算計(jì)算 1101100/1100 = 1001 1101100/1100 = 1001 1001 1001 1100 1101100 1100 1101100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 0 01.3.2無(wú)符號(hào)數(shù)的表示范圍無(wú)符號(hào)數(shù)的表示

31、范圍1. 1. 無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的表示范圍無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的表示范圍 一個(gè)一個(gè)n n位的無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的表示范圍位的無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的表示范圍 0 X 2n 1 0 X 2n 1 8 8位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)n = 8, n = 8, 其表示范圍為其表示范圍為0 028-1,28-1,即即00H00HFFH,FFH,若運(yùn)算結(jié)果超出數(shù)的可表示范圍，若運(yùn)算結(jié)果超出數(shù)的可表示范圍，則會(huì)產(chǎn)生溢出則會(huì)產(chǎn)生溢出, ,結(jié)果將不正確。結(jié)果將不正確。 例例1-13 1-13 計(jì)算計(jì)算10110111B + 01001101B 10110111B + 01001101B =(?)B =(?)B 解解: 10110111

32、183: 10110111 183 + 01001101 + 77 + 01001101 + 77 1 00000100 260 1 00000100 260 183+77 = 260 183+77 = 260，大于，大于8 8位二進(jìn)制數(shù)所能表示位二進(jìn)制數(shù)所能表示的最的最大值大值255255， 所以最高位的進(jìn)位所以最高位的進(jìn)位( (代表了代表了256)256)就丟失了，這就丟失了，這樣最后的結(jié)果就是樣最后的結(jié)果就是 260 - 256 = 4 260 - 256 = 4，即，即00000100B00000100B。2. 2. 無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的溢出判斷無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的溢出判斷 可見(jiàn)可見(jiàn)8 8位二

33、進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)n=8,n=8,其表示范圍為其表示范圍為0 028-1,28-1,即即00H00HFFH,FFH,若運(yùn)算結(jié)果為若運(yùn)算結(jié)果為9 9位位, ,超超出出8 8位數(shù)的可表示范圍，這種情況稱(chēng)為溢位數(shù)的可表示范圍，這種情況稱(chēng)為溢出。出。1.3.3 1.3.3 二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算( (復(fù)習(xí)數(shù)字電路復(fù)習(xí)數(shù)字電路) )1.3.4 1.3.4 基本邏輯門(mén)及常用邏輯部件基本邏輯門(mén)及常用邏輯部件( (復(fù)習(xí)數(shù)字復(fù)習(xí)數(shù)字電路電路) )1.4 1.4 有符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的表示及運(yùn)算有符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的表示及運(yùn)算真值真值除符號(hào)位的數(shù)值部分除符號(hào)位的數(shù)值部分, , 稱(chēng)為機(jī)器數(shù)的真值。稱(chēng)為機(jī)器數(shù)的真值。

34、符號(hào)位符號(hào)位帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的最高位為符號(hào)位。帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的最高位為符號(hào)位。 例例1-18 +0010101B1-18 +0010101B在計(jì)算機(jī)中表示為在計(jì)算機(jī)中表示為00010101B,00010101B,即即 +21D +21D。 ( + 21 D ) = 00010101 B ( + 21 D ) = 00010101 B -0010101B -0010101B在計(jì)算機(jī)中表示為在計(jì)算機(jī)中表示為10010101B,10010101B,即即-21D-21D。 ( - 21 D ) = 10010101 B ( - 21 D ) = 10010101 B1.4.1 1.4.1 帶符號(hào)數(shù)的表示

35、帶符號(hào)數(shù)的表示1. 1. 原碼原碼 正數(shù)正數(shù) 正數(shù)原碼符號(hào)位用正數(shù)原碼符號(hào)位用0 0表示。表示。 負(fù)數(shù)負(fù)數(shù) 負(fù)數(shù)原碼符號(hào)位用負(fù)數(shù)原碼符號(hào)位用1 1表示。表示。 例例1-19 1-19 已知真值已知真值X=+42D,Y=-42DX=+42D,Y=-42D，求，求XX原碼和原碼和 Y Y原碼原碼 解：解：X X 原碼原碼 = 0 0101010 = 0 0101010 Y Y 原碼原碼 = 1 0101010 = 1 0101010 2. 2. 反碼反碼 正數(shù)正數(shù) 正數(shù)的反碼等于原碼。正數(shù)的反碼等于原碼。 負(fù)數(shù)負(fù)數(shù) 負(fù)數(shù)的反碼等于原碼除符號(hào)位外負(fù)數(shù)的反碼等于原碼除符號(hào)位外的數(shù)字按位的數(shù)字按位 求反

36、。求反。3. 3. 補(bǔ)碼補(bǔ)碼 正數(shù)正數(shù) 正數(shù)的補(bǔ)碼等于原碼。正數(shù)的補(bǔ)碼等于原碼。 負(fù)數(shù)負(fù)數(shù) 負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼等于原碼除符號(hào)位外的數(shù)負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼等于原碼除符號(hào)位外的數(shù) 字按位求反字按位求反+1.+1. +0 +0補(bǔ)補(bǔ) = +0 = +0反反 = +0 = +0原原 = 00000000 = 00000000 -0 -0補(bǔ)補(bǔ) = -0 = -0反反 + 1 = 11111111 + 1 + 1 = 11111111 + 1 = 00000000 ( MOD 28 ) = 00000000 ( MOD 28 ) 即對(duì)即對(duì)8 8位字長(zhǎng)來(lái)講位字長(zhǎng)來(lái)講, , 最高位的進(jìn)位最高位的進(jìn)位(28) (28) 按模按模2

37、56256運(yùn)算被舍掉。運(yùn)算被舍掉。 例例1-24已知真值已知真值X=+0110100，Y=-0110100，求求X補(bǔ)補(bǔ) 和和Y補(bǔ)補(bǔ) 。解：因?yàn)榻猓阂驗(yàn)閄0,所以有：所以有： X補(bǔ)補(bǔ) = 00110100 而而Y + 127D 72D + 98D = 170D + 127D (+ 72)10= ( +1001000 )2 = 01001000B (+ 72)10= ( +1001000 )2 = 01001000B (+ 98)10= ( +1100010 )2 = 01100010B (+ 98)10= ( +1100010 )2 = 01100010B 01001000B 01001000B

38、 + 01100010B + 01100010B 10101010B 10101010B 負(fù)數(shù)負(fù)數(shù)-86-86的補(bǔ)碼的補(bǔ)碼(出錯(cuò)、溢出錯(cuò)、溢出出) ) 72D + 98D = 170D + 127D 72D + 98D = 170D + 127D C7 + C6 = 0 + 1 = 1 C7 + C6 = 0 + 1 = 1 溢出溢出例例1-27 用二進(jìn)制補(bǔ)碼計(jì)算用二進(jìn)制補(bǔ)碼計(jì)算(-83) + (-80) = ( ?)解：解： (-83) + (-80) = -163 -128 (-83)10=(-1010011)2 (-1010011)補(bǔ)碼補(bǔ)碼=10101101B (-80)10=(-101

39、0000)2 (-1010000)補(bǔ)碼補(bǔ)碼=10110000B 10101101 - 83 + 10110000 - 80進(jìn)位自動(dòng)丟失進(jìn)位自動(dòng)丟失1 01011101 + 93 正數(shù)正數(shù)(出錯(cuò)、溢出出錯(cuò)、溢出) ( - 83 ) + ( - 80 ) = -163 + 127( =170+ 127(出錯(cuò)、溢出出錯(cuò)、溢出) )課后作業(yè)1.1 1.2 1.4 1.6 1. 10 1.11 1.12作業(yè)講解作業(yè)講解1.3 1.3 完成下列的數(shù)制轉(zhuǎn)換。完成下列的數(shù)制轉(zhuǎn)換。(1)10100110B =(1)10100110B =（166166D =D =（A6A6H H(2)0.11B =(2)0.11B =（0.750.75D D(3)253.25 =(3)253.25 =（11111101.0111111101.01B =B =（FD.4FD.4H H(4)1011011.101B =(4)1011011.101B =（5B.A5B.AH=H=（91.62591.625D D1.5 1.5 寫(xiě)出下列