計算機技術(shù)第一章

1、編輯ppt1Pentium系列微型系列微型計算機原理與接口技術(shù)計算機原理與接口技術(shù)編輯ppt2第第1章章 微處理機基礎(chǔ)知識微處理機基礎(chǔ)知識1.1 概述概述幾個基本概念幾個基本概念 ：1. 微處理器（微處理器（Microprocessor，簡稱，簡稱MP或或P）:通常是指在一塊大規(guī)?；虺笠?guī)模集通常是指在一塊大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路芯片上，把馮成電路芯片上，把馮諾依曼計算機體系結(jié)諾依曼計算機體系結(jié)構(gòu)中的運算器和控制器集成進去。構(gòu)中的運算器和控制器集成進去。編輯ppt3 微型計算機（微型計算機（Microcomputer，簡稱，簡稱MC或或C）：是以微處理器為核心，配上用大規(guī)）：是以微處理器為核心

2、，配上用大規(guī)模集成電路制作的存儲器、輸入輸出接口電模集成電路制作的存儲器、輸入輸出接口電路以及系統(tǒng)總線等部件的路以及系統(tǒng)總線等部件的“裸機裸機”，它包含，它包含馮馮諾依曼計算機體系結(jié)構(gòu)中的五個部件。諾依曼計算機體系結(jié)構(gòu)中的五個部件。特別要指出的是特別要指出的是，單片計算機和單板計算機。，單片計算機和單板計算機。 微型計算機系統(tǒng)（微型計算機系統(tǒng)（Microcomputer System，簡稱，簡稱MCS或或CS）:是以微型計算是以微型計算機為核心，配置相應(yīng)的外部設(shè)備和系統(tǒng)軟件機為核心，配置相應(yīng)的外部設(shè)備和系統(tǒng)軟件及應(yīng)用軟件，從而使其具有獨立的數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用軟件，從而使其具有獨立的數(shù)據(jù)處理和運算能

3、力的設(shè)備。和運算能力的設(shè)備。編輯ppt4圖1-1微型計算機系統(tǒng)、微型計算機和微處理器相互關(guān)系編輯ppt5 1.2 微型計算機的硬件結(jié)構(gòu)和基本工作原理微型計算機的硬件結(jié)構(gòu)和基本工作原理 1.2.1 微型計算機的基本結(jié)構(gòu)微型計算機的基本結(jié)構(gòu)微型計算機系統(tǒng)的一系列特點：微型計算機系統(tǒng)的一系列特點： 體積小，重量輕。體積小，重量輕。 價格低。價格低。 可靠性高，結(jié)構(gòu)靈活。可靠性高，結(jié)構(gòu)靈活。 應(yīng)用面廣。應(yīng)用面廣。 功能強，性能優(yōu)越。功能強，性能優(yōu)越。編輯ppt6 微計算機通常由微處理器、存儲器、輸出輸入接微計算機通常由微處理器、存儲器、輸出輸入接口電路、總線以及其他支持邏輯電路組成。口電路、總線以及其

4、他支持邏輯電路組成。 圖圖1-2 微計算機組成微計算機組成原理框圖原理框圖編輯ppt71.2.2 中央處理器（中央處理器（CPU）1.基本結(jié)構(gòu)和工作原理基本結(jié)構(gòu)和工作原理 圖1-3典型CPU的基本結(jié)構(gòu)編輯ppt8中央處理器主要包括運算器和控制器兩大部件中央處理器主要包括運算器和控制器兩大部件 ：運算器運算器 運算器的組成決定于整機的設(shè)計思想和設(shè)計要求，運算器的組成決定于整機的設(shè)計思想和設(shè)計要求，采用不同的運算方法將導(dǎo)致不同的運算器組成。采用不同的運算方法將導(dǎo)致不同的運算器組成。 運算器主要由算術(shù)邏輯單元運算器主要由算術(shù)邏輯單元ALU（Arithmetic Logic Unit）、累加器）、累加

5、器Acc（Accumulator）、）、狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器FR（Flag Register）和寄存器組）和寄存器組RS（Register Set）組成。）組成。 運算器的設(shè)計主要是圍繞著運算器的設(shè)計主要是圍繞著ALU和寄存器同數(shù)據(jù)和寄存器同數(shù)據(jù)總線之間如何傳送操作數(shù)和運算結(jié)果而進行的?？偩€之間如何傳送操作數(shù)和運算結(jié)果而進行的。 編輯ppt9（1）算術(shù)邏輯部件）算術(shù)邏輯部件ALU。ALU 主要完成對二進制信息主要完成對二進制信息的定點算術(shù)運算、邏輯運算和各種移位操作。算術(shù)運的定點算術(shù)運算、邏輯運算和各種移位操作。算術(shù)運算主要包括定點加、減、乘和除運算。算主要包括定點加、減、乘和除運算。（2）通

6、用寄存器組。它主要用來保存參加運算的操作）通用寄存器組。它主要用來保存參加運算的操作數(shù)和運算的結(jié)果。早期的機器只設(shè)計一個寄存器，用數(shù)和運算的結(jié)果。早期的機器只設(shè)計一個寄存器，用來存放操作數(shù)、操作結(jié)果和執(zhí)行移位操作，由于可用來存放操作數(shù)、操作結(jié)果和執(zhí)行移位操作，由于可用于存放重復(fù)累加的數(shù)據(jù)，所以常稱為累加器。通用寄于存放重復(fù)累加的數(shù)據(jù)，所以常稱為累加器。通用寄存器均可以作為累加器使用。存器均可以作為累加器使用。 通用寄存器同時可以兼作專用寄存器，包括用于計算通用寄存器同時可以兼作專用寄存器，包括用于計算操作數(shù)的地址。例如，可作為變址寄存器、程序計數(shù)操作數(shù)的地址。例如，可作為變址寄存器、程序計數(shù)器

7、（器（PC）、堆棧指示器（）、堆棧指示器（SP）等。必須注意的是，）等。必須注意的是，不同的機器對這組寄存器使用的情況和設(shè)置的個數(shù)是不同的機器對這組寄存器使用的情況和設(shè)置的個數(shù)是不相同的。不相同的。 編輯ppt10（3）狀態(tài)寄存器。用來記錄算術(shù)、邏輯運算或測試操）狀態(tài)寄存器。用來記錄算術(shù)、邏輯運算或測試操作的結(jié)果狀態(tài)。程序設(shè)計中，這些狀態(tài)通常用作條作的結(jié)果狀態(tài)。程序設(shè)計中，這些狀態(tài)通常用作條件轉(zhuǎn)移指令的判斷條件，所以又稱為條件碼寄存器。件轉(zhuǎn)移指令的判斷條件，所以又稱為條件碼寄存器。 一般均設(shè)置如下幾種狀態(tài)位：一般均設(shè)置如下幾種狀態(tài)位： 零標志位（零標志位（Z）。）。 負標志位（負標志位（N）。

8、）。 溢出標志位（溢出標志位（V）。）。 進位或借位標志（進位或借位標志（C）。）。 除上述狀態(tài)外，狀態(tài)寄存器還常設(shè)有保存有關(guān)除上述狀態(tài)外，狀態(tài)寄存器還常設(shè)有保存有關(guān)中斷和機器工作狀態(tài)（用戶態(tài)或核心態(tài)）等信息的中斷和機器工作狀態(tài)（用戶態(tài)或核心態(tài)）等信息的一些標志位，以便及時反映機器運行程序的工作狀一些標志位，以便及時反映機器運行程序的工作狀態(tài)，所以有的機器稱它為態(tài)，所以有的機器稱它為“程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字”或或“處理處理機狀態(tài)字機狀態(tài)字”（Processor Status Word，PSW ）。）。編輯ppt112）控制器）控制器 控制器是計算機工作的指揮和控制中心，計算機按程序中控制器是計算

9、機工作的指揮和控制中心，計算機按程序中每一條指令的要求，在控制器的統(tǒng)一指揮下工作。每一條指令的要求，在控制器的統(tǒng)一指揮下工作。 控制器的基本功能如下：控制器的基本功能如下：（1）執(zhí)行指令。包括取指令，分析指令與執(zhí)行指令。）執(zhí)行指令。包括取指令，分析指令與執(zhí)行指令。 取指令時，控制器首先發(fā)出指令地址及控制信號，然后從存取指令時，控制器首先發(fā)出指令地址及控制信號，然后從存儲器中取出一條指令到控制器。儲器中取出一條指令到控制器。 分析指令也叫解釋指令或指令譯碼，是指出本指令要作什么分析指令也叫解釋指令或指令譯碼，是指出本指令要作什么操作，并產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制命令，分析參與這次操作的各操操作，并產(chǎn)生相

10、應(yīng)的操作控制命令，分析參與這次操作的各操作數(shù)所在的地址，即操作數(shù)的有效地址。作數(shù)所在的地址，即操作數(shù)的有效地址。 執(zhí)行指令是根據(jù)分析指令時產(chǎn)生的執(zhí)行指令是根據(jù)分析指令時產(chǎn)生的“操作命令操作命令”和和“操作數(shù)地操作數(shù)地址址”形成相應(yīng)的操作控制信號序列，并通過存儲器、運算器以形成相應(yīng)的操作控制信號序列，并通過存儲器、運算器以及輸入輸出設(shè)備的執(zhí)行來實現(xiàn)每條指令的功能。及輸入輸出設(shè)備的執(zhí)行來實現(xiàn)每條指令的功能。編輯ppt12（2）控制程序和數(shù)據(jù)的輸入及結(jié)果的輸出。程序和數(shù)據(jù)預(yù)先）控制程序和數(shù)據(jù)的輸入及結(jié)果的輸出。程序和數(shù)據(jù)預(yù)先存放在存儲器中，運算結(jié)果要輸出以及在執(zhí)行上述操作時，存放在存儲器中，運算結(jié)果

11、要輸出以及在執(zhí)行上述操作時，常采用的常采用的I/O指令都要由控制器統(tǒng)一指揮，以便完成主機和指令都要由控制器統(tǒng)一指揮，以便完成主機和I/O設(shè)備之間的信息交換。設(shè)備之間的信息交換。 （3）異常情況和某些請求的處理。計算機在運行時往往會遇）異常情況和某些請求的處理。計算機在運行時往往會遇到一些異常情況或某些請求，產(chǎn)生這些請求或異常情況事先到一些異常情況或某些請求，產(chǎn)生這些請求或異常情況事先無法預(yù)測，但是一旦發(fā)生，無法預(yù)測，但是一旦發(fā)生，CPU應(yīng)該立即對它們作出響應(yīng)，應(yīng)該立即對它們作出響應(yīng)，這就要求控制器具有處理這類問題的功能。通常當這些情況這就要求控制器具有處理這類問題的功能。通常當這些情況出現(xiàn)時，

12、由相應(yīng)部件或設(shè)備向出現(xiàn)時，由相應(yīng)部件或設(shè)備向CPU發(fā)出發(fā)出“中斷請求中斷請求”信號，信號，待執(zhí)行完當前指令后，待執(zhí)行完當前指令后，CPU響應(yīng)該請求，中止當前執(zhí)行的程響應(yīng)該請求，中止當前執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷程序，以便處理這些請求。當處理完畢后，序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷程序，以便處理這些請求。當處理完畢后，再返回原程序繼續(xù)執(zhí)行。再返回原程序繼續(xù)執(zhí)行。編輯ppt13 控制部分包括程序計數(shù)器控制部分包括程序計數(shù)器PC（Program Counter）、指令）、指令寄存器寄存器IR（Instruction Register）、指令譯碼器）、指令譯碼器ID（Instruction Decoder）以及控制信號

13、發(fā)生電路等。）以及控制信號發(fā)生電路等。圖圖1-4 控制器組成示意圖控制器組成示意圖編輯ppt14（1）程序計數(shù)器）程序計數(shù)器PC。用以存放將要執(zhí)行的下一條指。用以存放將要執(zhí)行的下一條指令在內(nèi)存中的地址，又稱為指令地址寄存器。它應(yīng)令在內(nèi)存中的地址，又稱為指令地址寄存器。它應(yīng)該能夠指出內(nèi)存中的任一地址，其位數(shù)通常與內(nèi)存該能夠指出內(nèi)存中的任一地址，其位數(shù)通常與內(nèi)存的地址寄存器位數(shù)相等。為了保證程序的連續(xù)執(zhí)行，的地址寄存器位數(shù)相等。為了保證程序的連續(xù)執(zhí)行，CPU必須具備某些手段來確定下一條指令的地址，必須具備某些手段來確定下一條指令的地址，程序計數(shù)器正是為此而設(shè)置的，因此又稱為指令計程序計數(shù)器正是為此

14、而設(shè)置的，因此又稱為指令計數(shù)器。數(shù)器。（2）指令寄存器）指令寄存器IR。用以存放當前正在執(zhí)行的指令，。用以存放當前正在執(zhí)行的指令，以便在指令執(zhí)行過程中，完成一條指令的全部控制以便在指令執(zhí)行過程中，完成一條指令的全部控制功能。功能。（3）指令譯碼器。指令譯碼器主要是對指令寄存器中）指令譯碼器。指令譯碼器主要是對指令寄存器中的操作碼進行分析解釋，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，有的操作碼進行分析解釋，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，有的機器也需要對尋址方式字段進行譯碼，用以產(chǎn)生的機器也需要對尋址方式字段進行譯碼，用以產(chǎn)生有效地址所需的信號。有效地址所需的信號。編輯ppt15（4）時序部件。產(chǎn)生各種時序信號的部件，計算機）

15、時序部件。產(chǎn)生各種時序信號的部件，計算機完成一條指令的過程是通過執(zhí)行若干個微操作來實完成一條指令的過程是通過執(zhí)行若干個微操作來實現(xiàn)的，而且各個微操作的執(zhí)行順序又有嚴格的要求?，F(xiàn)的，而且各個微操作的執(zhí)行順序又有嚴格的要求。時序部件用來產(chǎn)生一系列的時序信號，可以保證各時序部件用來產(chǎn)生一系列的時序信號，可以保證各個微操作的執(zhí)行順序。個微操作的執(zhí)行順序。（5）微操作控制信號形成部件。所謂微操作，即計）微操作控制信號形成部件。所謂微操作，即計算機中最簡單的且不能再分解的操作，如打開某個算機中最簡單的且不能再分解的操作，如打開某個控制門、寄存器的清除脈沖等。復(fù)雜操作是通過執(zhí)控制門、寄存器的清除脈沖等。復(fù)雜

16、操作是通過執(zhí)行一系列微操作實現(xiàn)的。行一系列微操作實現(xiàn)的。（6）中斷機構(gòu)。是專門用于處理計算機運行過程中）中斷機構(gòu)。是專門用于處理計算機運行過程中所出現(xiàn)的異常情況和某些請求的部件。中斷機構(gòu)由所出現(xiàn)的異常情況和某些請求的部件。中斷機構(gòu)由硬件和軟件組成。請求中斷的事件稱為中斷源。硬件和軟件組成。請求中斷的事件稱為中斷源。編輯ppt16 處理指令和處理中斷是中央處理機的處理指令和處理中斷是中央處理機的2個最個最基本的功能?；镜墓δ?。 編輯ppt171.2.3 存儲器存儲器 圖圖1-5存儲體系存儲體系編輯ppt18存儲器就是用來存儲信息的部件。存儲器就是用來存儲信息的部件。特點：外形體積越來越小，容量

17、卻越來越大，速度也特點：外形體積越來越小，容量卻越來越大，速度也越來越高，價格越來越低，壽命越來越長，并且一越來越高，價格越來越低，壽命越來越長，并且一個系統(tǒng)所采用的存儲器類型也逐漸增多。個系統(tǒng)所采用的存儲器類型也逐漸增多。計算機的存儲器可以分為計算機的存儲器可以分為2大類：大類：一類叫內(nèi)部存儲器，簡稱為內(nèi)存或主存；一類叫內(nèi)部存儲器，簡稱為內(nèi)存或主存；另一類叫外部存儲器，簡稱為外存。另一類叫外部存儲器，簡稱為外存。 編輯ppt19 各種存儲器的性能指標可以用各種存儲器的性能指標可以用3個量來描述：存儲容量、存取個量來描述：存儲容量、存取速度和數(shù)據(jù)傳輸率。速度和數(shù)據(jù)傳輸率。 1）存儲容量）存儲容

18、量 存儲容量是指存儲器有多少個存儲單元。最基本的存儲器單存儲容量是指存儲器有多少個存儲單元。最基本的存儲器單元是位（元是位（bit），但是在計算容量時常用字節(jié)（），但是在計算容量時常用字節(jié)（Byte）或機器）或機器字長作單位。例如半導(dǎo)體存儲器字長作單位。例如半導(dǎo)體存儲器DRAM目前的水平是每片目前的水平是每片64MB。 2）存取速度）存取速度 把數(shù)據(jù)存入存儲器稱為寫入，把數(shù)據(jù)取出稱為讀出。存取速把數(shù)據(jù)存入存儲器稱為寫入，把數(shù)據(jù)取出稱為讀出。存取速度是指從請求寫入（或讀出）到完成寫入（或讀出）度是指從請求寫入（或讀出）到完成寫入（或讀出）1個存儲個存儲單元的時間，包括找到存儲地址與傳送數(shù)據(jù)時間。

19、單元的時間，包括找到存儲地址與傳送數(shù)據(jù)時間。也可以用單也可以用單位時間內(nèi)傳送數(shù)據(jù)的多少來衡量存取的快慢。位時間內(nèi)傳送數(shù)據(jù)的多少來衡量存取的快慢。 3）數(shù)據(jù)傳輸率）數(shù)據(jù)傳輸率 單位時間可寫入存儲器或從存儲器取出的信息的最大數(shù)量，稱單位時間可寫入存儲器或從存儲器取出的信息的最大數(shù)量，稱為數(shù)據(jù)傳輸率或稱為存儲器傳輸帶寬。為數(shù)據(jù)傳輸率或稱為存儲器傳輸帶寬。 存儲器傳輸帶寬存儲器傳輸帶寬= 一次讀取數(shù)據(jù)的寬度一次讀取數(shù)據(jù)的寬度存儲周期的倒數(shù)。存儲周期的倒數(shù)。編輯ppt201.半導(dǎo)體存儲器半導(dǎo)體存儲器1）隨機存儲器）隨機存儲器RAMRAM有有3個特點：個特點：可以讀出，也可以寫入?？梢宰x出，也可以寫入。所

20、謂隨機存取，意味著存取任一單元所需的時間相所謂隨機存取，意味著存取任一單元所需的時間相同。同。當斷電后，存儲的內(nèi)容立即消失。當斷電后，存儲的內(nèi)容立即消失。編輯ppt21隨機存儲器隨機存儲器RAM又可分為動態(tài)又可分為動態(tài)DRAM和靜態(tài)和靜態(tài)SRAM2大類。大類。DRAM是用是用MOS電路和電容作為存儲元件的，由電路和電容作為存儲元件的，由于電容會放電，所以需要定時充電以維持存儲內(nèi)于電容會放電，所以需要定時充電以維持存儲內(nèi)容的正確，這個過程稱為刷新。容的正確，這個過程稱為刷新。 例如每隔例如每隔2ms刷新一次，因此稱之為動態(tài)存儲器。刷新一次，因此稱之為動態(tài)存儲器。SRAM是用雙極型電路或是用雙極型

21、電路或MOS電路的觸發(fā)器來作電路的觸發(fā)器來作存儲元件的，沒有電容造成的刷新問題。只要有存儲元件的，沒有電容造成的刷新問題。只要有電源正常供電，觸發(fā)器就能穩(wěn)定地存儲數(shù)據(jù)，因電源正常供電，觸發(fā)器就能穩(wěn)定地存儲數(shù)據(jù)，因此稱為靜態(tài)存儲器。此稱為靜態(tài)存儲器。編輯ppt22 DRAM的特點是高密度，的特點是高密度，SRAM的特點是高速度。的特點是高速度。例例1-1 16K位位DRAM的標準存取時間為的標準存取時間為200 ns，64K位的速度已提高到位的速度已提高到100 ns。這個速度與。這個速度與4K位位SRAM相比還是極慢的，因為相比還是極慢的，因為SRAM的存取時間的存取時間為為35ns。編輯pp

22、t23編輯ppt24編輯ppt25 靜態(tài)隨機存儲器集成度低，價格高，但存取速度靜態(tài)隨機存儲器集成度低，價格高，但存取速度快，它常用作高速緩沖存儲器快，它常用作高速緩沖存儲器Cache。Cache是是指工作速度比一般內(nèi)存快得多的存儲器，它的速指工作速度比一般內(nèi)存快得多的存儲器，它的速度基本上與度基本上與 CPU速度相匹配，它的位置在速度相匹配，它的位置在CPU與與內(nèi)存之間（內(nèi)存之間（如圖如圖1-5所示所示）。在通常情況下，）。在通常情況下， Cache中保存著內(nèi)存中部分數(shù)據(jù)映像。中保存著內(nèi)存中部分數(shù)據(jù)映像。 CPU在讀在讀寫數(shù)據(jù)時，首先訪問寫數(shù)據(jù)時，首先訪問 Cache，如果，如果 Cache含

23、有所含有所需的數(shù)據(jù)，就不需要訪問內(nèi)存；如果需的數(shù)據(jù)，就不需要訪問內(nèi)存；如果 Cache中不中不含有所需的數(shù)據(jù)，才去訪問內(nèi)存。設(shè)置含有所需的數(shù)據(jù)，才去訪問內(nèi)存。設(shè)置 Cache的的目的，就是為了提高機器運行速度。目的，就是為了提高機器運行速度。編輯ppt26 NVRAM 非易失性隨機訪問存儲器非易失性隨機訪問存儲器 （Non-Volatile Random Access Memory），是指斷電后仍能保），是指斷電后仍能保持數(shù)據(jù)的一種持數(shù)據(jù)的一種RAM。既能快速存取，而系統(tǒng)斷電時。既能快速存取，而系統(tǒng)斷電時又不丟失數(shù)據(jù)。實際上，它是把又不丟失數(shù)據(jù)。實際上，它是把SRAM的實時讀寫的實時讀寫功能與

24、功能與EEPROM的可靠非易失能力綜合在一起。例的可靠非易失能力綜合在一起。例如如U盤，數(shù)碼相機、可拍照手機、盤，數(shù)碼相機、可拍照手機、PDA、以及其中、以及其中的存儲卡，如的存儲卡，如CF、SD等等，無一例外地仰仗著等等，無一例外地仰仗著NVRAM技術(shù)的支持。技術(shù)的支持。 以以Intel 2004 NVRAM（1984年產(chǎn)品）為例，它是年產(chǎn)品）為例，它是一塊一塊4Kbits芯片，以芯片，以5128“字節(jié)寬字節(jié)寬”體系結(jié)構(gòu)組體系結(jié)構(gòu)組成。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為成。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為2部分：一部分是高速靜態(tài)部分：一部分是高速靜態(tài)RAM陣列，另一部分是與之逐位對應(yīng)（陣列，另一部分是與之逐位對應(yīng)（Bit-For

25、-Bit）的非易失的非易失EEPROM備份陣列。備份陣列。編輯ppt27 系統(tǒng)正常工作時，系統(tǒng)正常工作時，CPU訪問訪問SRAM部分以完成快速讀寫。部分以完成快速讀寫。當系統(tǒng)斷電或者正常關(guān)機時，芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)保護電路測當系統(tǒng)斷電或者正常關(guān)機時，芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)保護電路測出電源電壓降至出電源電壓降至4v時能立即關(guān)閉輸入電路，而迅速地把時能立即關(guān)閉輸入電路，而迅速地把SRAM的內(nèi)容并行地轉(zhuǎn)儲到的內(nèi)容并行地轉(zhuǎn)儲到EEPROM中。電源電壓恢復(fù)中。電源電壓恢復(fù)后，后，EEPROM中的內(nèi)容又自動放入中的內(nèi)容又自動放入SRAM陣列中。這種陣列中。這種轉(zhuǎn)儲操作能可靠地進行轉(zhuǎn)儲操作能可靠地進行10000次，非易失

26、能力保證能存儲次，非易失能力保證能存儲10年以上。年以上。 目前，在多種目前，在多種NVRAM中，以閃存（中，以閃存（Flash Memory）技）技術(shù)最為引人注目，并占據(jù)著術(shù)最為引人注目，并占據(jù)著NVRAM市場的霸主地位。盡市場的霸主地位。盡管現(xiàn)在不同于閃存技術(shù)的其他管現(xiàn)在不同于閃存技術(shù)的其他NVRAM技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，并技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，并逐漸被一些廠商重視并看好，但在近幾年內(nèi)，閃存仍將以逐漸被一些廠商重視并看好，但在近幾年內(nèi)，閃存仍將以其強大的優(yōu)勢稱霸其強大的優(yōu)勢稱霸NVRAM應(yīng)用市場。應(yīng)用市場。 編輯ppt28 2）只讀存儲器）只讀存儲器 只讀存儲器（只讀存儲器（Read Only Memor

27、y ROM）只）只能讀出原有的內(nèi)容，而不能寫入新內(nèi)容。原能讀出原有的內(nèi)容，而不能寫入新內(nèi)容。原有內(nèi)容由廠家一次性寫入并永久保存下去，有內(nèi)容由廠家一次性寫入并永久保存下去，當然是非易失的。當然是非易失的。 把計算機指令的執(zhí)行用一段微程序來實現(xiàn)，把計算機指令的執(zhí)行用一段微程序來實現(xiàn)，這些微程序固化在這些微程序固化在ROM中，從而產(chǎn)生了一個中，從而產(chǎn)生了一個新概念新概念固件（固件（firmware），這種方法也），這種方法也被人稱為被人稱為“計算機中的計算機計算機中的計算機”。 編輯ppt29 PROM（Programmable ROM，可編程，可編程ROM）。）。 EPROM（Erasable P

28、rogrammable ROM，可擦除可編程，可擦除可編程ROM） EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM，電，電可擦除可編程可擦除可編程ROM）。）。EEPROM的擦除不需要借助于其它設(shè)的擦除不需要借助于其它設(shè)備，它是以電子信號來修改其內(nèi)容的，而且是以備，它是以電子信號來修改其內(nèi)容的，而且是以Byte為最小修為最小修改單位，不必將資料全部洗掉才能寫入，徹底擺脫了改單位，不必將資料全部洗掉才能寫入，徹底擺脫了EPROM 擦除器和編程器的束縛。擦除器和編程器的束縛。EEPROM在寫入數(shù)據(jù)時，仍要利用在寫入數(shù)據(jù)時，仍要利用一定的編程電壓，此時，只

29、需用廠商提供的專用刷新程序就可一定的編程電壓，此時，只需用廠商提供的專用刷新程序就可以輕而易舉地改寫內(nèi)容，所以，它屬于雙電壓芯片。以輕而易舉地改寫內(nèi)容，所以，它屬于雙電壓芯片。 FLASH ROM則屬于真正的單電壓芯片，在使用上很類似則屬于真正的單電壓芯片，在使用上很類似EEPROM，因此，有些書籍上便把，因此，有些書籍上便把FLASH ROM作為作為EEPROM的一種。事實上，二者還是有差別的，的一種。事實上，二者還是有差別的，F(xiàn)LASH ROM在擦除時，也要執(zhí)行專用的刷新程序。但是在刪除資料在擦除時，也要執(zhí)行專用的刷新程序。但是在刪除資料時，并非以時，并非以Byte為基本單位，而是以為基本

30、單位，而是以Sector（又稱（又稱Block）為）為最小單位，最小單位，Sector的大小隨廠商的不同而有所不同。只有在寫的大小隨廠商的不同而有所不同。只有在寫入時，才以入時，才以Byte為最小單位寫入。為最小單位寫入。FLASH ROM芯片的讀和寫芯片的讀和寫操作都是在單電壓下進行，不需跳線，只利用專用程序即可方操作都是在單電壓下進行，不需跳線，只利用專用程序即可方便地修改其內(nèi)容。便地修改其內(nèi)容。FLASH ROM的存儲容量普遍大于的存儲容量普遍大于EEPROM，約為，約為512K至至8MBit。編輯ppt30圖圖1-6 半導(dǎo)體存儲器的分類半導(dǎo)體存儲器的分類 半導(dǎo)體存儲器 閃速存儲器（Fl

31、ash Memory） 可編程只讀存儲器（PROM） 掩模只讀存儲器（Masked ROM） 靜態(tài)存儲器 MOS 型 雙極型靜態(tài)存儲器 隨機存儲器 （RAM） 動態(tài)存儲器 可擦寫可編程只讀存儲器（EPROM） 電可擦寫可編程只讀存儲器（E2PROM） 只讀存儲器 （ROM） 編輯ppt31 2.磁記錄存儲器磁記錄存儲器 1）軟盤）軟盤 2）硬盤）硬盤 硬盤的存儲速度比起內(nèi)存來說要慢，但存儲量要大得多。硬盤的存儲速度比起內(nèi)存來說要慢，但存儲量要大得多。 3）硬盤機接口技術(shù)）硬盤機接口技術(shù) IDE標準接口。它是智能驅(qū)動設(shè)備接口，速率比標準接口。它是智能驅(qū)動設(shè)備接口，速率比ST506/412有所提高

32、，而且價格更低。有所提高，而且價格更低。 ESDI標準接口。它是增強型小型設(shè)備接口，為標準接口。它是增強型小型設(shè)備接口，為IBM PS/2采采用。數(shù)據(jù)傳輸率為用。數(shù)據(jù)傳輸率為10MB/s，價格較貴。它正在成為小型硬，價格較貴。它正在成為小型硬盤機的標準接口。盤機的標準接口。 SCSI標準接口。它是小型計算機系統(tǒng)接口，是由標準接口。它是小型計算機系統(tǒng)接口，是由Macintosh引進的硬盤機標準接口。它不限于連接硬盤機，引進的硬盤機標準接口。它不限于連接硬盤機，也可連接打印機、光盤機等外設(shè)。也可連接打印機、光盤機等外設(shè)。 IPI標準接口。它是目前正在發(fā)展與完善的性能最強的智能標準接口。它是目前正在

33、發(fā)展與完善的性能最強的智能外設(shè)接口，主要用在高性能、大容量的硬盤機中，這將是一外設(shè)接口，主要用在高性能、大容量的硬盤機中，這將是一種很有前途的接口。種很有前途的接口。 3.光盤存儲器光盤存儲器 光盤可分為只讀光盤、一次寫入光盤和可改寫光盤光盤可分為只讀光盤、一次寫入光盤和可改寫光盤3類。類。編輯ppt321.2.4 I/O設(shè)備設(shè)備1.輸入設(shè)備輸入設(shè)備 輸入設(shè)備的作用是把信息送入計算機中。微型計算機上常用輸入設(shè)備的作用是把信息送入計算機中。微型計算機上常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標器、圖形掃描儀、數(shù)字化儀、條形的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標器、圖形掃描儀、數(shù)字化儀、條形碼讀入器、光筆等。碼讀入器、光筆等。

34、2.輸出設(shè)備輸出設(shè)備 輸出設(shè)備的作用是把計算機對信息加工的結(jié)果輸出給用戶。輸出設(shè)備的作用是把計算機對信息加工的結(jié)果輸出給用戶。輸出設(shè)備分為顯示輸出、打印輸出、繪圖輸出和影像輸出等。輸出設(shè)備分為顯示輸出、打印輸出、繪圖輸出和影像輸出等。編輯ppt331.2.5 總線總線 微型計算機的設(shè)計目標主要是考慮如何以較低造價的硬微型計算機的設(shè)計目標主要是考慮如何以較低造價的硬件組成系統(tǒng)，并具有較強的功能。而實現(xiàn)此目標的關(guān)鍵之一件組成系統(tǒng)，并具有較強的功能。而實現(xiàn)此目標的關(guān)鍵之一是如何進行數(shù)據(jù)信息的傳送。是如何進行數(shù)據(jù)信息的傳送。 計算機總線是一組連接各個部件的公共通信線。計算機總線是一組連接各個部件的公共

35、通信線。 總線的數(shù)據(jù)通路寬度是指能夠一次并行傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)?？偩€的數(shù)據(jù)通路寬度是指能夠一次并行傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)?？偪偩€是一組物理導(dǎo)線，線是一組物理導(dǎo)線，并非一根。并非一根。 根據(jù)總線傳送信息的類別，可以把總線分為數(shù)據(jù)總線、地址根據(jù)總線傳送信息的類別，可以把總線分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。數(shù)據(jù)總線用于傳送程序或數(shù)據(jù)：地址總線總線和控制總線。數(shù)據(jù)總線用于傳送程序或數(shù)據(jù)：地址總線用于傳送主存儲器地址碼或外部設(shè)備地址碼；控制總線用于用于傳送主存儲器地址碼或外部設(shè)備地址碼；控制總線用于傳送種種控制信息。傳送種種控制信息。編輯ppt34 按照總線傳送信息的方向，可把總線分為單向總線和雙向按照總線傳送信

36、息的方向，可把總線分為單向總線和雙向總線?？偩€。單向總線的功能是使掛在總線上的一些部件將信息有選擇單向總線的功能是使掛在總線上的一些部件將信息有選擇地傳向另一些部件，而不能反向傳送。地傳向另一些部件，而不能反向傳送。1.雙向總線則不僅能使任何掛在總線的部件或設(shè)備有選擇地雙向總線則不僅能使任何掛在總線的部件或設(shè)備有選擇地接收由其他部件發(fā)出的信息，同時也能夠通過總線有選擇接收由其他部件發(fā)出的信息，同時也能夠通過總線有選擇地向其他部件或設(shè)備發(fā)送信息。地向其他部件或設(shè)備發(fā)送信息。編輯ppt351.3 計算機中信息的表示計算機中信息的表示1.3.1 進位計數(shù)制進位計數(shù)制1.數(shù)制的概念數(shù)制的概念 數(shù)制是用

37、一組固定的數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)目的數(shù)制是用一組固定的數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)目的方法。按照進位方式計數(shù)的數(shù)制叫進位計數(shù)制。十進制即逢方法。按照進位方式計數(shù)的數(shù)制叫進位計數(shù)制。十進制即逢十進一，生活中也常常遇到其它進制，例如：六十進制，十十進一，生活中也常常遇到其它進制，例如：六十進制，十二進制，十六進制等。二進制，十六進制等。2.基數(shù)基數(shù) 基數(shù)是指該進制中允許選用的基本數(shù)碼的個數(shù)。每一種進制基數(shù)是指該進制中允許選用的基本數(shù)碼的個數(shù)。每一種進制都有固定數(shù)目的計數(shù)符號。都有固定數(shù)目的計數(shù)符號。編輯ppt36表1-1 十進制、二進制、八進制與十六進制數(shù)字對照表十進制二進制八進制十六進制0

38、0000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F編輯ppt373. 位權(quán)位權(quán) 一個數(shù)碼處在不同位置上所代表的值不同，每個數(shù)碼所表示一個數(shù)碼處在不同位置上所代表的值不同，每個數(shù)碼所表示的數(shù)值等于該數(shù)碼乘以一個與數(shù)碼所在位置相關(guān)的常數(shù)，這的數(shù)值等于該數(shù)碼乘以一個與數(shù)碼所在位置相關(guān)的常數(shù)，這個常數(shù)叫做位權(quán)。個常數(shù)叫做位權(quán)。 一般而言，對于任意的一般而言，對于任意的R進制數(shù)：進制數(shù)：N = an-1an

39、-2a1a0a-1a-m （其中（其中n為整數(shù)位數(shù)，為整數(shù)位數(shù)，m為小數(shù)位數(shù)）為小數(shù)位數(shù)）N可以表示為以下和式：可以表示為以下和式：N = an-1Rn-1+an-2Rn-2+a1R1+a0R0+a-1R-1+a-mR-m （其中（其中R為基數(shù)為基數(shù)）編輯ppt384.二進制概念二進制概念 二進制數(shù)和十進制數(shù)一樣，也是一種進位計數(shù)制，它的基二進制數(shù)和十進制數(shù)一樣，也是一種進位計數(shù)制，它的基數(shù)是數(shù)是2。二進制是計算機信息表示和信息處理的基礎(chǔ)。二進制是計算機信息表示和信息處理的基礎(chǔ)。 計算機中為什么要用二進制？計算機中為什么要用二進制？ 原因如下：原因如下： （1）可行性：二進制數(shù)在物理上最容易實

40、現(xiàn)。例如，可以）可行性：二進制數(shù)在物理上最容易實現(xiàn)。例如，可以只用高、低兩個電平表示只用高、低兩個電平表示“0”和和“1”，也脈沖的正負極性，也脈沖的正負極性，晶體管的導(dǎo)通和截止都可以用來表示二進制的晶體管的導(dǎo)通和截止都可以用來表示二進制的“0”和和“1”。 （2）簡易性：二進制數(shù)用來表示的二進制數(shù)的編碼、計數(shù)、）簡易性：二進制數(shù)用來表示的二進制數(shù)的編碼、計數(shù)、加減運算規(guī)則簡單，可用開關(guān)電路實現(xiàn)。加減運算規(guī)則簡單，可用開關(guān)電路實現(xiàn)。 （3）邏輯性：二進制的）邏輯性：二進制的“0”和和“1”正好與邏輯命題的兩個正好與邏輯命題的兩個值值“真真”和和“假假”相對應(yīng)，為計算機實現(xiàn)邏輯運算和程序相對應(yīng)，

41、為計算機實現(xiàn)邏輯運算和程序中的邏輯判斷提供了便利的條件。中的邏輯判斷提供了便利的條件。編輯ppt395.二進制信息的計量單位二進制信息的計量單位計算機中數(shù)據(jù)的常用單位有位、字節(jié)和字。計算機中數(shù)據(jù)的常用單位有位、字節(jié)和字。1）位（）位（Bit）計算機中最小的數(shù)據(jù)單位是二進制的一個數(shù)位，簡稱為位（計算機中最小的數(shù)據(jù)單位是二進制的一個數(shù)位，簡稱為位（bit）。）。2）字節(jié)（）字節(jié)（Byte）字節(jié)簡寫為字節(jié)簡寫為B，為了表示讀入數(shù)據(jù)中的所有字符需要，為了表示讀入數(shù)據(jù)中的所有字符需要7位或位或8位二進制數(shù)。位二進制數(shù)。因此，人們采用由因此，人們采用由8個二進制數(shù)位組成一組數(shù)據(jù)的方式定義字節(jié)。個二進制數(shù)位

42、組成一組數(shù)據(jù)的方式定義字節(jié)。字節(jié)是計算機中用來表示存儲空間大小的基本容量單位。字節(jié)是計算機中用來表示存儲空間大小的基本容量單位。1B=8bit1KB=1024B=210 B 1MB=1024KB=210KB=220 B=10241024B 1GB=1024MB=210MB=230 B=10241024KB 1TB=1024GB=210GB=240 B=10241024MB 要注意位與字節(jié)的區(qū)別：要注意位與字節(jié)的區(qū)別：位是計算機中最小數(shù)據(jù)單位，字節(jié)是計算機中位是計算機中最小數(shù)據(jù)單位，字節(jié)是計算機中基本信息單位?；拘畔挝?。3）字（）字（word）在計算機中作為一個整體被存取、傳送、處理的二進制

43、數(shù)字符串叫做一在計算機中作為一個整體被存取、傳送、處理的二進制數(shù)字符串叫做一個字或單元，每個字中二進制位數(shù)的長度，稱為字長。個字或單元，每個字中二進制位數(shù)的長度，稱為字長。編輯ppt401.3.2數(shù)值信息在計算機內(nèi)的表示數(shù)值信息在計算機內(nèi)的表示 計算機中處理的數(shù)據(jù)分為數(shù)值型數(shù)據(jù)和非數(shù)值型計算機中處理的數(shù)據(jù)分為數(shù)值型數(shù)據(jù)和非數(shù)值型數(shù)據(jù)兩大類。數(shù)據(jù)兩大類。 數(shù)值型數(shù)據(jù)指能進行算術(shù)運算（加、減、乘、除四數(shù)值型數(shù)據(jù)指能進行算術(shù)運算（加、減、乘、除四則運算）的數(shù)據(jù)，即我們通常所說的則運算）的數(shù)據(jù)，即我們通常所說的“數(shù)數(shù)”。 非數(shù)值數(shù)據(jù)指文字、圖像等不能進行算術(shù)運算的數(shù)非數(shù)值數(shù)據(jù)指文字、圖像等不能進行算術(shù)

44、運算的數(shù)據(jù)。據(jù)。編輯ppt411.數(shù)值數(shù)據(jù)分類數(shù)值數(shù)據(jù)分類 計算機內(nèi)表示的數(shù)，分成整數(shù)和實數(shù)兩大類。計算機內(nèi)表示的數(shù)，分成整數(shù)和實數(shù)兩大類。 在計算機內(nèi)部，數(shù)字和符號都用二進制碼表示，兩者合在一在計算機內(nèi)部，數(shù)字和符號都用二進制碼表示，兩者合在一起構(gòu)成數(shù)的機內(nèi)表示形式，稱為機器數(shù)。起構(gòu)成數(shù)的機內(nèi)表示形式，稱為機器數(shù)。 而它真正表示的帶有符號的數(shù)稱為這個機器數(shù)的真值。而它真正表示的帶有符號的數(shù)稱為這個機器數(shù)的真值。 機器數(shù)是二進制數(shù)在計算機內(nèi)的表示形式。機器數(shù)又分為定機器數(shù)是二進制數(shù)在計算機內(nèi)的表示形式。機器數(shù)又分為定點數(shù)和浮點數(shù)。點數(shù)和浮點數(shù)。例例1-3用用8位二進制表示位二進制表示+49和和

45、-49：十進制十進制 +49 -49 二進制（真值）二進制（真值） +0110001-0110001計算機內(nèi)（機器數(shù)）計算機內(nèi)（機器數(shù)） 00110001 10110001編輯ppt422.整數(shù)范圍整數(shù)范圍 定點數(shù)指小數(shù)點在數(shù)中有固定的位置。定點數(shù)指小數(shù)點在數(shù)中有固定的位置。 整數(shù)又可分為無符號整數(shù)和有符號整數(shù)。整數(shù)又可分為無符號整數(shù)和有符號整數(shù)。 無符號整數(shù)中，所有二進制位全部用來表示數(shù)的大小，有符無符號整數(shù)中，所有二進制位全部用來表示數(shù)的大小，有符號整數(shù)用最高位表示數(shù)的正負號，其他位表示數(shù)的大小。號整數(shù)用最高位表示數(shù)的正負號，其他位表示數(shù)的大小。表1-2 數(shù)的表示范圍數(shù)的位數(shù)無符號正整數(shù)范

46、圍帶符號整數(shù)的范圍80255-12812716065535-32768327673204294967295-21474836482147483647編輯ppt433.原碼、反碼、補碼原碼、反碼、補碼 數(shù)值有正負之分，這種帶符號的數(shù)在計算機中怎么表示數(shù)值有正負之分，這種帶符號的數(shù)在計算機中怎么表示呢？通常規(guī)定一個數(shù)的最高位作為符號位，該位不代表數(shù)值，呢？通常規(guī)定一個數(shù)的最高位作為符號位，該位不代表數(shù)值，僅用來表示數(shù)符。若該位為僅用來表示數(shù)符。若該位為0，則表示正數(shù)，若為，則表示正數(shù)，若為1，則代表，則代表負數(shù)。這樣一來，數(shù)的符號也數(shù)字化了。負數(shù)。這樣一來，數(shù)的符號也數(shù)字化了。 例如，在機器中用例

47、如，在機器中用8位二進制表示一個數(shù)位二進制表示一個數(shù)+90，其格式為：，其格式為： 符號位，符號位，0表示正表示正 而用而用8位二進制表示一個數(shù)位二進制表示一個數(shù)-89，其格式為：，其格式為： 11011001 符號位，符號位，1表示負表示負編輯ppt44 機器數(shù)在機內(nèi)有三種不同的表示方法，這就是原碼、反碼和補碼。機器數(shù)在機內(nèi)有三種不同的表示方法，這就是原碼、反碼和補碼。1)原碼表示法原碼表示法 用首位表示數(shù)的符號，用首位表示數(shù)的符號，0表示正，表示正，1表示負，其他位為數(shù)表示負，其他位為數(shù)的真值的絕對值，這樣表示的數(shù)就是數(shù)的原碼。的真值的絕對值，這樣表示的數(shù)就是數(shù)的原碼。例例1-4X=（+1

48、05） X原原=（）（）2Y=（-105） Y原原=（）（）20的原碼有兩種，即的原碼有兩種，即 +0原原=（）（）2 -0原原=（）（）2 規(guī)律：正數(shù)的原碼是它本身，負數(shù)的原碼是真值取絕對值后，規(guī)律：正數(shù)的原碼是它本身，負數(shù)的原碼是真值取絕對值后，在最高位（左端）補在最高位（左端）補“1”。編輯ppt452)反碼表示法反碼表示法 所謂反碼，就是對負數(shù)原碼，除符號位外，逐位取反所所謂反碼，就是對負數(shù)原碼，除符號位外，逐位取反所得的數(shù)，而正數(shù)的反碼則與其原碼形式相同。得的數(shù)，而正數(shù)的反碼則與其原碼形式相同。規(guī)律：正數(shù)的反碼與其原碼相同，負數(shù)的反碼是這樣求得的，規(guī)律：正數(shù)的反碼與其原碼相同，負數(shù)的

49、反碼是這樣求得的，符號位不變，其余各位按位取反，即符號位不變，其余各位按位取反，即0變成變成1，1變成為變成為0。例例1-5+65原原=(01000001)2 +65反反=(01000001)2-65原原=(11000001)2 65反反=(00111110)2很容易驗證：一個數(shù)的反碼的反碼就是這個數(shù)本身。很容易驗證：一個數(shù)的反碼的反碼就是這個數(shù)本身。0的反碼有兩種，即的反碼有兩種，即 +0反反=(00000000)2 -0反反=(11111111)2 編輯ppt463)補碼表示法補碼表示法 對于對于n位計算機，某數(shù)位計算機，某數(shù)x的補碼定義為：的補碼定義為： 即正數(shù)的補碼等于正數(shù)本身，負數(shù)的

50、補碼等于模（即即正數(shù)的補碼等于正數(shù)本身，負數(shù)的補碼等于模（即2n）減）減去它的絕對值，即用它的補數(shù)來表示。去它的絕對值，即用它的補數(shù)來表示。 例例1-7求求11111111補的真值。補的真值。 第一步：除符號位外，每位取反第一步：除符號位外，每位取反 第二步：再加第二步：再加1，結(jié)果為，結(jié)果為所以，真值為：（所以，真值為：（-00000001）2編輯ppt474.實數(shù)實數(shù)若約定小數(shù)點的位置是固定的，這就是定點表示法；若約定小數(shù)點的位置是固定的，這就是定點表示法；若給定小數(shù)點的位置是可以變動的，則成為浮點表示法。若給定小數(shù)點的位置是可以變動的，則成為浮點表示法。1)定點數(shù)定點數(shù)小數(shù)點不占有二進制

51、位而是隱含在機器數(shù)里某個固定位置上。小數(shù)點不占有二進制位而是隱含在機器數(shù)里某個固定位置上。 一種是約定所有機器數(shù)的小數(shù)的小數(shù)點位置隱含在機器數(shù)的一種是約定所有機器數(shù)的小數(shù)的小數(shù)點位置隱含在機器數(shù)的最低位之后，叫定點純整機器數(shù)，簡稱定點整數(shù)。如最低位之后，叫定點純整機器數(shù)，簡稱定點整數(shù)。如 01011001 若有符號位，符號位仍在最高位。因小數(shù)點隱含在數(shù)的最低若有符號位，符號位仍在最高位。因小數(shù)點隱含在數(shù)的最低位之后，所以上數(shù)表示位之后，所以上數(shù)表示+1011001B。 另一種是約定所有機器數(shù)的小數(shù)點隱含在符號位之后、有效另一種是約定所有機器數(shù)的小數(shù)點隱含在符號位之后、有效部分最高位之前，叫定點

52、純小數(shù)機器數(shù)，簡稱定點小數(shù)，例部分最高位之前，叫定點純小數(shù)機器數(shù)，簡稱定點小數(shù)，例如如 最高位是符號，小數(shù)點在符號位之后，所以上數(shù)表示最高位是符號，小數(shù)點在符號位之后，所以上數(shù)表示-0.0101101B。編輯ppt48 無論是定點整數(shù)，還是定點小數(shù)，都可以有無論是定點整數(shù)，還是定點小數(shù)，都可以有原碼、反碼和補碼三種形式。原碼、反碼和補碼三種形式。例如定點小數(shù)如果這是個原碼表示的定點小數(shù)，例如定點小數(shù)如果這是個原碼表示的定點小數(shù)，x原原=(11110000)B， 則則x= (-0.111)2=(-0.875)10， 如這是補碼表示的定點小數(shù)，如這是補碼表示的定點小數(shù)，x補補=(11110000)

53、2，則則x原原=(10010000)2， 則則x= (-0.001)2=(-0.125)10。編輯ppt492)浮點數(shù)浮點數(shù)其中：其中：EN的階碼，是有符號的整數(shù)的階碼，是有符號的整數(shù)SN的尾數(shù)，是數(shù)值的有效數(shù)字部分，一般規(guī)定取二進的尾數(shù)，是數(shù)值的有效數(shù)字部分，一般規(guī)定取二進制定點純小數(shù)形式。制定點純小數(shù)形式。例例1-10 (1011101)2=2+70.101101，(101.1101)2=2+30.1011101，(0.01011101)2=2-1 0.1011101浮點數(shù)的格式如下：浮點數(shù)的格式如下：SNE 2E1E2 .Em. 階符階碼數(shù)符尾數(shù) E0小數(shù)點S0S1S2 .Sn編輯ppt

54、50例例1-11寫出二進制數(shù)寫出二進制數(shù)(-101.1101)2的浮點數(shù)形式，設(shè)階碼取的浮點數(shù)形式，設(shè)階碼取4位位補碼，尾數(shù)是補碼，尾數(shù)是8位原碼。位原碼。-101.1101=-0.10111012+3浮點形式為：浮點形式為： 階碼階碼0011 尾數(shù)尾數(shù)浮點數(shù)運算后結(jié)果必須化成規(guī)格化形式。浮點數(shù)運算后結(jié)果必須化成規(guī)格化形式。所謂規(guī)格化，是指對所謂規(guī)格化，是指對于原碼尾數(shù)來說，應(yīng)使最高位數(shù)字于原碼尾數(shù)來說，應(yīng)使最高位數(shù)字S1=1，如果不是，如果不是1且尾數(shù)且尾數(shù)不是全不是全0時就要移動尾數(shù)直到時就要移動尾數(shù)直到S1=1，階碼相應(yīng)變化，保證，階碼相應(yīng)變化，保證N值不變。值不變。編輯ppt51例例1

55、-12 計算機浮點數(shù)格式如下：階碼部分用計算機浮點數(shù)格式如下：階碼部分用4位（階符占一位（階符占一位）補碼表示；尾數(shù)部分用位）補碼表示；尾數(shù)部分用8位（數(shù)符占一位）規(guī)格化補位（數(shù)符占一位）規(guī)格化補碼表示，寫出碼表示，寫出x=(0.0001101)2的規(guī)格化形式。的規(guī)格化形式。解：解：x=0.0001101=0.11012-3又又-3補補=-011補補=(1101)2所以所以 規(guī)格化浮點數(shù)形式是規(guī)格化浮點數(shù)形式是 1 101 0 1101000編輯ppt52例例1-13 一個一個32位浮點數(shù)，階碼部分用位浮點數(shù)，階碼部分用8位（階符占一位位（階符占一位)補碼表示；補碼表示；尾數(shù)部分用尾數(shù)部分用2

56、4位（數(shù)符占一位）規(guī)格化補碼表示；基數(shù)為位（數(shù)符占一位）規(guī)格化補碼表示；基數(shù)為2。試寫出存放試寫出存放105.5浮點數(shù)的規(guī)格化形式。浮點數(shù)的規(guī)格化形式。(105.5)10 = (+1101001.1)2 根據(jù)題中規(guī)定的階碼和尾數(shù)兩部分長度，規(guī)格化處理后浮點格式根據(jù)題中規(guī)定的階碼和尾數(shù)兩部分長度，規(guī)格化處理后浮點格式表現(xiàn)為圖表現(xiàn)為圖1-8形式：形式： 圖圖1-8規(guī)格化浮點數(shù)規(guī)格化浮點數(shù) 用十六進制表示，則為：用十六進制表示，則為：(07698000)16 0 0 0 0 0 0 00 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0. 階符階 碼數(shù)符尾 數(shù)圖

57、 2-2 規(guī) 格 化 浮 點 數(shù) 0 0 0 0 0 1 1 10 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 編輯ppt531.3.3非數(shù)值信息在計算機內(nèi)的表示非數(shù)值信息在計算機內(nèi)的表示 計算機除了能對數(shù)值信息進行處理之外，對于諸如文字、圖計算機除了能對數(shù)值信息進行處理之外，對于諸如文字、圖畫、聲音等信息也能進行各種處理，當然它們在計算機內(nèi)部畫、聲音等信息也能進行各種處理，當然它們在計算機內(nèi)部也必須表示成二進制形式，這些通稱為非數(shù)值數(shù)據(jù)。也必須表示成二進制形式，這些通稱為非數(shù)值數(shù)據(jù)。1.ASC碼碼編輯ppt54表1-3 7位ASC 碼表b700

58、001111b600110011b501010101 列行01234567b4b3b2b100000NULDLESP0Pp00011SOHDC1!1AQaq00102STXDC2“2BRbr00113ETXDC3#3CScs編輯ppt55例例1-14 將將DIR三個字符的三個字符的ASC碼查出并存放在主存中。碼查出并存放在主存中。一個字節(jié)只能存放一個一個字節(jié)只能存放一個ASC碼，所以碼，所以DIR三字符將占用三個三字符將占用三個字節(jié)。根據(jù)標準字節(jié)。根據(jù)標準ASC碼規(guī)定，最高位碼規(guī)定，最高位b7均為均為0，其余各位，其余各位由表知：由表知： D字符位于字符位于b6b5b4=100列，列，b3b2

59、b1b0=0100行行 D的的ASC碼碼=b7b6b5b4b3b2b1=（）（）2圖1-9三個字節(jié)存放DIR三字符ASC碼 01001001字符D字符I字符R編輯ppt561.4 微型計算機的軟件系統(tǒng)微型計算機的軟件系統(tǒng) 計算機軟件是指計算機系統(tǒng)中的程序及其開發(fā)、使用和計算機軟件是指計算機系統(tǒng)中的程序及其開發(fā)、使用和維護所需要的所有文檔的集合，其中程序是完成任務(wù)所需要維護所需要的所有文檔的集合，其中程序是完成任務(wù)所需要的一系列指令序列；文檔則是為了便于了解程序所需要的闡的一系列指令序列；文檔則是為了便于了解程序所需要的闡明性資料。明性資料。1.4.1 軟件的分類軟件的分類 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 應(yīng)

60、用軟件應(yīng)用軟件編輯ppt571.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件是為了使計算機能夠正常高效地工作所配備的各種系統(tǒng)軟件是為了使計算機能夠正常高效地工作所配備的各種管理、監(jiān)控和維護系統(tǒng)的程序及有關(guān)的資料。管理、監(jiān)控和維護系統(tǒng)的程序及有關(guān)的資料。 系統(tǒng)軟件主要包括：操作系統(tǒng)系統(tǒng)軟件主要包括：操作系統(tǒng) （如（如Windows、UNIX/XENIX、DOS等）、各種計算機程序設(shè)計語言的編譯等）、各種計算機程序設(shè)計語言的編譯程序、解釋程序、連接程序、系統(tǒng)服務(wù)性程序（如機器的調(diào)程序、解釋程序、連接程序、系統(tǒng)服務(wù)性程序（如機器的調(diào)試、診斷、故障檢查程序等）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊試、診斷、故障檢查程序等）、數(shù)據(jù)庫