绪论-西北工业大学微机原理.ppt

第一章 绪论 第一章 绪 论 1.1 概述 1.2 运算基础 1.3 微型计算机的基本结构 第一章 绪论 1.1 概 述 1.1.1 微型计算机的发展 1.1.2 微型计算机的特点 1、体积小、重量轻、功耗低 2、价格便宜 3、可靠性高 4、功能强、使用方便 5、维护方便 1.1.3 微型计算机的字长 字节 字 字长 第一章 绪论 1.2 运算基础 1.2.1 进位计数制 进位计数制 基数 位权 如：10011101B 1234/1234D 572Q 2F0AH 123.45=110221013100410-1510-2 1.2.2 二进制 计算机内部,采用二进制,因为: .容易实现 .算术四则运算规则简单 .可进行二值逻辑运算 第一章 绪论 1.2.3 各进制之间的转换举例 1、任意进制数十进制数 例：11001B=1241230220211100=25 325.7Q=38228158078-1 4F5.C2H=41621516151601216-1216-2 2、十进制数任意进制数 例：将十进进制数25.625转换为转换为 二进进制数。 2 25 余数 整数 2 12 K0=1 0.6252=1.25 k-1=1 2 6 K1=0 1.252=0.5 k-2=0 2 3 K2=0 0.52=1 k-3=1 2 1 K3=1 0 K4=1 故25.625对应的二进制数为11001.101B 第一章 绪论 3、二进制、八进制、十六进制之间的转换 例：1100010.1101111B=142.674Q 1100010.1101111B=62.DEH 142.674Q=001100010.110111100B 4F5.C2H=010011110101.11000010B 第一章 绪论 1.2.4 计算机中带符号数的表示方法 几个概念: 无符号数 带符号数 机器数 真值 机器数的三种表示方法: 原码表示法 反码表示法 补码表示法 第一章 绪论 一、原码表示法 数的最高位表示数的符号，数值部分是数的绝对值，也称真 值，这种表示法称为原码表示法。 1对于正数： 符号位用0表示，数字位同真值。 2对于负数： 符号位用1表示，数字位同真值。 例 x+91+10l1011B x原=01011011B 例 y-91-1011011B y原=11011011B “0”的表示：+0原=00000000B -0原=10000000B 对于8位机，原码可表示的数的范围：-127+127 第一章 绪论 二、反码表示法 数的最高位表示数的符号，数值部分对于正数同真值，对 于负数是真值各位取反，这种表示法就叫反码表示法。 1对于正数： 符号位用0表示，数字位同真值。 2对于负数： 符号位用1表示，数字位为真值按位取反。 例 x+91+10l1011B x反=01011011B 例 y-91-1011011B y反=10100100B “0”的表示：+0反=00000000B -0反=11111111B 对于8位机，反码可表示的数的范围：-127+127 第一章 绪论 三、补码表示法 1对于正数： 符号位用0表示，数字位同真值。 2对于负数： 符号位用1表示，数字位为它的反码末位加1 。 例 x+91+10l1011B x补=01011011B 例 y-91-1011011B y补=10100100B+1=10100101B 例 x+8+0001000B x补=00001000B 例 y-8-0001000B y补=11110111B+1=11111000B 从这两个例子中得到如下规律：对一个数的补码连同符号 位在内求反加1，即为其相反数的补码。 例 已知+X补=01000110B， 则-X补=? -X补=10111010B “0”的表示：+0补=00000000B -0补=00000000B 对于8位机，补码可表示的数的范围：-128+127 第一章 绪论 使用机器数要注意: 机器数是二进制数，由于符号位占据一位，因此 有符号的数的形式值不等于真正的数值。 特别对于负数的表示形式，原码形式最高位的1表 示负号，不是数，数值部分是数的真正值；而反码和 补码就连数值部分也不是数本身了。 所以，若要计算一个负数的机器数为十进制的多 少时，只有负数的原码的数值部分才可展开按权相加 。 第一章 绪论 四、计算机引入补码的好处 引入补码,可以使减法运算转化为加法运算，简化 了运算器的线路设计。 在计算机中， 减法可以通过加补码来实现； 乘法可以通过一系列移位相加来实现； 除法则可以通过一系列移位加补码来实现。 因此，计算机中只需要一个加法器就可完成运算。 第一章 绪论 五、补码运算 补码加法规则：X+Y补=X补+Y补 补码减法规则：X-Y补=X补+-Y补 例：已知X补=11101011B，Y补=11001010B，求X+Y补和 X-Y补 解：-Y补=00110110B X+Y补=X补+Y补=11101011B+11001010B=10110101B X-Y补=X补+-Y补=11101011B+00110110B=00100001B X+Y补和X-Y补均无溢出. 判断是否溢出的方法:正负判断法 与 双高法 第一章 绪论 1.2.5 计算机中数的小数点表示方法 一个二进制数1010.01B可表示为: 1010.01B=240.101001B 那么,任意一个二进制数N,可表示为: N=2jS j-阶码, 指明小数点的位置。 s-尾数, 表示数N的全部有效数字。（1/2S1） 对任何一个数，若阶码j总是固定不变的，则把这种表示法称为 数的定点表示。 如果阶码j可以取不同的值，则把这种表示称为数的浮点表示。 第一章 绪论 1. 定点表示 若定点计算机的阶码j0，则该定点数只能是小数，其表示 的格式为: 数符. 数值 小数点的位置在符号位与尾数部分最高位之间。 若为8位机,其能表示的数的范围:0.1111111B0.1111111B 即 (1-27) X1- 27 还以8位机为例,若定点计算机的阶码j7，则该定点数只能 是整数，其表示的格式为: 数符 数值 . 小数点的位置在符号位与数值位之后。 8位机能表示的数的范围:1111111B1111111B 即 (271) X271 第一章 绪论 2. 浮点表示 阶符 阶码 数符 . 数码 若浮点计算机的字长为13位，阶符为1位，阶码为3位，数符为 1位，数码为8位，则所能表示数的范围是： 0111111111111011101111llll 即27（1-28） 27（1-28） 若阶符1位、阶码m位、数符1位、数码n位，则表示范围： 2111(0.1111) 2111(0.1111) m个1 n个1 m个1 n个1 应当注意，浮点数的正负号是由尾数的正负号决定的，而阶 码的正负号只决定小数点的位置，即决定浮点数的绝对值大小。 第一章 绪论 1.2.6 常用的二进制编码 一、BCD码（二进制编码的十进制数） 每一位十进制数用4位二进制编码来表示。 如： (12)BCD=00010010B *BCD码不是二进制数，比如 12=00001100B 二、ASCII码（二进制编码的符号） 采用7位二进制码对一个字符进行编码，可表示128个字符， 每个ASCII码在机器中占1个字节，最高位常为0。 当作符号的数字09的ASCII码：30H39H 字母AZ的ASCII码：41H5AH 字母az的ASCII码：61H7AH 三、国标码（二进制编码的汉字） 第一章 绪论 1.2.7 基本逻辑电路 逻辑函数：Y=