微机原理第一章

微型计算机原理及应用武汉科技大学机械自动化学院黄孝成Tel:138710076651使用教材《微型计算机系统原理及应用（第４版）》周明德清华大学出版社《微型计算机技术及应用（３）》

戴梅萼史嘉权清华出版《微型计算机技术及应用习题与实验题集》

戴梅萼史嘉权清华大学出版《计算机硬件技术基础习题集》

沈永林胡振山清华大学出版社2主要参考书目《计算机硬件技术基础２版》张菊鹏清华大学出版社《IBM－PC汇编语言程序设计第２版》沈美明温冬婵清华大学出版社爱迪克16位微机实验培训系统实验指导书上海航虹高科3主要辅导书目《微型计算机原理及应用辅导》李伯成 西安电子科技大学出版社《微型计算机原理常见题型解析及模拟题》武自芳西北工业大学《典型题解析与实战模拟－微型计算机原理及应用》邹逢兴国防科技大学出版社《微机原理与接口技术考研指导》王玉良杨紫珊北京邮电大学出版社4学习方法正确认识《微机原理及应用》的用途、特点及其对专业知识的影响（采取网络、电子邮件的方式向已毕业的师哥、师姐询问）。正确估计课程的难度，提高学习兴趣（至少维持到期末）；注重理解性记忆，加强软件、硬件实验锻炼；充分利用网络，提高自学能力；相互交流，共同提高。5本课程主要内容：（微机原理、汇编语言、接口技术）微机基础知识8086/8088CPU结构及原理8086系列CPU的指令系统宏汇编语言程序设计存储器接口串行、并行接口中断技术、定时器技术模数、数模转换技术其他知识（如286－PentiumＣＰＵ介绍、Win32汇编语言编程技术、调试技术等）《微机原理及应用》6讲课学时共76学时其中讲课60学时，实验16学时。7什么是微机？微型计算机原理及应用？什么是计算机？什么是单片机？什么是嵌入式系统？8常见的微型机形式第〇章微机实物介绍9微机主板10ISA插槽PCI插槽AGP插槽北桥芯片组南桥芯片组内存插槽CPU插槽IDE接口软驱接口并口连接器串口连接器ROMBIOS鼠标键盘USB接口主板电源插座主板结构11550MHzIDE2PentiumIII北桥440BXAGP南桥PIIX4ECMOS&RTCUSB超级I/OIDE1COM1COM2LPT1550MHzL1CacheL2Cache处理机总线100MHz100MHzPCI总线33MHzPCI插槽ISA插槽ISA总线8MHz内存条ROMBIOS显示器硬盘光驱软驱键盘鼠标打印机MODEM66MHz显卡1213见Intel最新芯片组９２５图片及主板14Intel865Chipset1516FeaturesBenefits1066/800/533MHzSystemBusSupportsIntel®Pentium®Dprocessor,Intel®Pentium®4ProcessorwithHTTechnologyandallotherIntel®PentiumprocessorsandIntel®Celeron®processorsintheLGA775socket,withscalabilityforfutureprocessorinnovations.PCIExpress*x16InterfaceDeliversgreaterthan3.5timesthebandwidthoverthetraditionalAGP8Xinterfaceandsupportsthelatesthigh-performancegraphicscards.PCIExpress*x1InterfaceOffersupto3.5timesthebandwidthovertraditionalPCIarchitecture,deliveringfasteraccesstoperipheraldevicesandnetworking.Intel®GraphicsMediaAccelerator950Boostsgraphicsperformancetodeliverrichervisualcolorandpictureclaritywithouttheneedforadditionaldiscretegrahicscards.Intel®HighDefinition(HD)AudioIntegratedaudiosupportenablespremiumhometheatersoundanddeliversadvancedfeaturessuchasmultipleaudiostreamsandjackre-tasking.TheDolby*PCEntertainmentExperience¹isavailableexclusivelyonsystemswithIntelHighDefinitionAudio.Intel®MatrixStorageTechnologyProvidesprotectionagainstdatalossfromaharddrivefailure,andquickeraccesstodigitalphoto,video,andmusicfilesbysupportingNCQaswellasRAID0,1,5,and10.MatrixRAIDenablestwoRAIDlevelstobecombinedfordatalossprotectionplusperformance.Intel®ActiveManagementTechnologyEnablesremote,down-the-wiremanagementofout-of-bandnetworkedsystemsregardlessofsystemstate.HelpstoimproveITefficiency,assetmanagementandsystemsecurityandavailability.SerialATA*(SATA)3Gb/sHigh-speedstorageinterfacesupportsfastertransferrateforimproveddataaccess.Dual-channelDDR2MemorySupportUpto10.7GB/sofbandwithand4GBmemoryaddressabilityforfastersystemresponsivenessandsupportfor64-bitcomputing.Intel®FlexMemoryTechnologyGivesusersamoreflexiblememoryupgradeoptionbyallowingdifferentmemorysizestobeinstalledwhilemaintainingdual-channelmode/performance.IntelSerialDigitalVideoOutput(SDVO)portsDualSDVOportsofferincreaseddisplayflexibility(digitalCRTorTV)throughtheexistingPCIExpress*x16connectorusingintegratedgraphicsandthirdpartymanufacturedadd-incards.17D875PBZ主板特性FeaturesD875PBZProcessorPentium®4ChipsetIntel®875PFormFactorATXMemoryDualChannelDDR400/3334DIMMsocketsAudioIntegratedFlex6-channelADI1885I/OSATA150andATA/100LANControllerIntel®PRO/1000CTPCIslots5USBPorts6USB2.0(2-F,4-B)18AvailableSpeeds：800MHzsystembus:3GHz

533MHzsystembus:3.06GHz,2.80GHz,2.66GHz,2.53GHz,2.40BGHz,2.26GHz

400MHzsystembus:2.60GHz,2.50GHz,2.40GHz,2.20GHz,2AGHzHyper-ThreadingTechnology：AvailableinsystemswiththeIntelPentium4ProcessorwithHTTechnologyChipset：800MHzsystembus:Intel®875Pchipset

533/400MHzsystembus:Intel®850chipsetfamily,850E,845PE,845GE,845GV,845Eand845Gchipsets

400MHzsystembus:Intel®845GLand845chipsetsIntel®DesktopBoards：CompatiblewiththeIntelPentium4ProcessorIntel®NetBurst™Microarchitecture：800,533or400MHzsystembusHyper-pipelinedtechnologyRapidexecutionengineExecutiontracecacheAdvancedtransfercacheAdvanceddynamicexecutionEnhancedfloatingpoint/multimediaStreamingSIMD

(单指令多数据)2处理器Processor19处理器ProcessorAMD公司AMD公司原来一直以生产Intel兼容芯片为主，从286到486及K5这四代芯片的生产，均未对Intel构成威胁。为争夺市场主动权，97年AMD收购了CPU技术先进的NexGen公司。由此一改以往模仿Intel设计的做法，完全自行设计芯片，并于97年4月宣布推出第六代微处理器K6，以后又推出了K6-Ⅱ、K6-Ⅲ及K7微处理器，并获成功。2021Cyrix公司Cyrix也是全球三大CPU生产厂家之一。主要有

：Cyrix6x86、6x86LCyrix6x86MX、MIICyrixMeidaGX其他公司处理器处理器Processor22IDT公司IDTWinchip系列包括WinchipC6.WinchipC6-2等。Rise公司mP6处理器其他公司处理器处理器Processor23主机内存24存储系统硬盘软盘光盘驱动器25显卡与显示器显卡是主机与显示器之间的接口，主要负责接收CPU送来的信号，转换后向显示器发送视频和同步信号。26显示器类型球面屏幕平面直角屏幕柱面屏幕真正平面屏幕LCD液晶显示器显卡与显示器27显示器的性能指标1.尺寸2.屏幕的类型3.点距点距是同一像素中两个颜色相近的磷光体间的距离。点距越小，显示出来的图像越细腻。一般在022mm-0.28mm。4.刷新频率就是屏幕刷新的速度。刷新频率越低，图像闪烁和抖动的就越厉害，眼睛疲劳得就越快。最低70Hz。显卡与显示器285.带宽可接受带宽＝水平像素×垂直像素×刷新频率×额外开销(一般为1.5)。6.显示器的色彩还原彩色是光的一种属性,由于荧光粉光谱不同，显示器厂商总是选择最能发挥自身优势的色温标准7.调节方式数控式显示器内部带有专用的微处理器，能够记忆显示模式。8.辐射和环保标准

MPR-II、TCO、EPA美国环保局能源之星。显示器的性能指标显卡与显示器29其它设备网卡声卡和音箱机箱鼠标键盘手写笔30第一章微型计算机概述§1.1微型机的特点和发展§1.2微型机基本组成和工作原理§1.3有关术语§1.4微型机的分类§1.5微处理器、微型计算机和微机系统§1.6计算机当中的数和编码系统§1.7微型计算机的应用31§1.1微型机的特点和发展体积小，重量轻，耗电小可靠性高，结构灵活，价格低研制周期短，产品系列化，便于选购应用面广：科学计算，数据处理，事务管理，教学培训计算辅助设计和制造，家庭娱乐，网络通信微机特点32速度相对低功能相对低在字长位数，内存容量，寻址方式，指令条数，中断级别，及内部寄存器数量等方面都不如大型机。与相应时期的大型机比较33计算机发展简史根据使用的基本电子器件，计算机经历了四个阶段：电子管计算机(1946—1956)晶体管计算机(1957—1964) 集成电路计算机(1965—1970)

超大规模集成电路计算机(1971—至今)

用机器语言、汇编语言编写程用于军事和国防尖端技术 开始使用高级语言开始用于工程技术、数据处理和其它科学领域采用微程序、流水线等技术，提高运行速度出现操作系统、诊断程序等软件采用半导体存储器采用图形界面操作系统器件速度更快,软件、外设更加丰富主要特点34

IBMPC机的发展简史名称推出年代采用CPU特点IBMPC19818088

准16位微机

内存寻址1MBDOS操作系统IBMPC/XT19838088

比IBMPC多一个10MB硬盘IBMPC/AT198480286

内存寻址增至16MB

具有虚拟存储器功能

Windows操作系统386机486机PentiumPentiumIIPentiumIII198619901993199719998038680486PentiumPentiumIIPentiumIII

内存容量更大32MB、64MB

支持虚拟8086模式

可执行多任务

支持多媒体、网络技术Pentium4

2000

PentiumIVSSE2指令集超管线技术35研制高速度、强功能的巨型机和大型机适应军事和尖端科学的需要。研制价格低廉的超小型机和微型机开拓应用领域和占领更广大的市场。

微型计算机是第四代计算机的典型代表。计算机的两个方向发展36§1.2微型机基本组成和工作原理按性能可分为：巨型机，大型机，中型机，小型机，微机现代计算机的结构基础：存储程序控制结构1945年，美籍匈牙利数学家JohnVonNeumann提出,诺依曼计算机ENIAC(1946)掌上电脑(2000)37诺依曼计算机的工作原理可概述为：“存储程序”+“程序控制”要点：1．以二进制表示数据和指令(程序)2.先将程序存入存储器中，再由控制器自动读取并执行输入设备控制器输出设备

CPU

存储器运算器ALU微型机工作原理38存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线DB控制总线CB地址总线AB输出设备CPU微机的硬件由CPU、存储器、输入/输出设备构成；输入/输出设备通过输入/输出接口与系统相连；

(输入/输出接口简称I/O接口)各部件通过总线连接。构成部件简介1)构成部件

;2)工作过程39(1)总线总线是连接多个功能部件的一组公共信号线微机中各功能部件之间的信息是通过总线传输总线BUS存储器I/O接口输入设备I/O接口输出设备CPU1)微机构成部件40ISA插槽PCI插槽AGP插槽北桥芯片组南桥芯片组内存插槽CPU插槽IDE接口软驱接口并口连接器串口连接器ROMBIOS鼠标键盘USB接口主板电源插座41550MHzIDE2PentiumIII北桥440BXAGP南桥PIIX4ECMOS&RTCUSB超级I/OIDE1COM1COM2LPT1550MHzL1CacheL2Cache处理机总线100MHz100MHzPCI总线33MHzPCI插槽ISA插槽ISA总线8MHz内存条ROMBIOS显示器硬盘光驱软驱键盘鼠标打印机MODEM66MHz显卡42按信号的作用，总线分为三类：地址总线、数据总线、控制总线存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线DB控制总线CB地址总线AB输出设备CPU43地址总线AB(AddressBus)：单向用来传送CPU输出的地址信号，确定被访问的存储单元、I/O端口。存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线DB控制总线CB地址总线AB输出设备CPU44地址总线的条数决定CPU的寻址能力。10根→21010241K

20根→2201024K1M32根→232

22

×2304G36根→

23626

×23064G45数据总线DB(DataBus)：双向用来在CPU与存储器、I/O接口之间进行数据传送。存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线DB控制总线CB地址总线AB输出设备CPU46数据总线的条数决定一次可最多传送数据的宽度。

8根→一次传送8位16根→一次传送16位32根→一次传送32位64根→一次传送64位47控制总线CB(ControlBus)：用于传送各种控制信号。存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线DB控制总线CB地址总线AB输出设备CPU

有的是CPU发出，如读控制信号、写控制信号；有的是发向CPU，如外设向CPU发出的中断申请信号。48(2)中央处理器CPU

计算机的核心部件用来实现指令的自动装入和自动执行，实现计算机本身的自动化。存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线DB控制总线CB地址总线AB输出设备CPU49CPU结构示意图地址信号标志寄存器指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器IP数据信号控制信号ALUALU控制器50DSESSSCSIP数据暂存器执行部件控制电路指令译码器总线接口控制电路AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组BIUABDBCB地址加法器指令队列PSW标志寄存器EU运算器DSESSSCSIP数据暂存器执行部件控制电路指令译码器总线接口控制电路AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组ABDBCB地址加法器指令队列PSW标志寄存器运算器8088编程结构51(3)内存内存是存储程序和数据的部件，由地址译码器、内存单元等构成。n根CPU地址线AB数据线DB控制线CB地址译码器1100110000110011101010101111000010001000地址00...0000地址00...0001地址00...0010地址00...0011地址11…1111内存结构示意图52(4)外设和输入/输出接口（I/O接口）外设的电信号、运行速度与CPU不匹配，不能与CPU直接相连，必须通过I/O接口与CPU相连。存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线DB控制总线CB地址总线AB输出设备CPU53键盘→键盘接口显示器→显示卡鼠标→串行接口网络→网卡

打印机→并行接口音箱、麦可风→声卡IDE2PentiumIII北桥440BX南桥PIIX4ECMOS&RTCUSB超级I/OIDE1COM1COM2LPT1L1CacheL2CachePCI插槽ISA插槽内存条ROMBIOS显示器硬盘光驱软驱键盘鼠标打印机MODEM显卡54I/O接口结构示意图CPU通过对I/O端口进行读/写操作，实现对外设的控制。I/O端口1I/O端口2I/O端口3地址译码数据缓冲控制电路外设ABDBCBCPU552）微机的工作过程计算机的工作原理是：“存储程序”+“程序控制”CPU总线内存标志寄存器地址总线AB程序数据数据总线DB控制总线CB地址译码器、、、指令1指令2指令3指令4、、、、、、数据1数据2数据3、、、指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器IP56

取指令执行指令微机的工作过程分两阶段：57取指令阶段（CPU读内存操作）：地址经地址寄存器→地址总线→地址译码器,选中指令所在的内存单元

CPU发出内存读控制信号指令从内存→数据总线→数据暂存器→指令寄存器指令译码器对指令进行译码由IP给出指令在内存的地址标志寄存器地址总线AB程序数据数据总线DB控制总线CB地址译码器、、、指令1指令2指令3指令4、、、、、、数据1数据2数据3、、、指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器IP58执行指令阶段：经译码后的指令，由控制电路发出控制信号去执行。CPU总线内存标志寄存器地址总线AB程序数据数据总线DB控制总线CB地址译码器、、、指令1指令2指令3指令4、、、、、、数据1数据2数据3、、、指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器IP59不同的指令，CPU的具体执行过程不同。CPU可执行的操作通常有数据传送、算术逻辑运算等等。当一条指令需要从内存或I/O端口取得或存放数据时，CPU在执行阶段，需对指令指定的内存单元或I/O端口进行读/写操作。60例

指令1：将寄存器R1与R3的内容相加，结果存在R3中。

指令1在CPU内部即可完成CPU总线内存标志寄存器地址总线AB程序数据数据总线DB控制总线CB地址译码器、、、指令1指令2指令3指令4、、、、、、数据1数据2数据3、、、指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器IP61例

指令2：将内存中的数据2送至CPU的寄存器R2中指令2的执行阶段包括一个到内存取数(即读内存)的过程。CPU总线内存标志寄存器地址总线AB程序数据数据总线DB控制总线CB地址译码器、、、指令1指令2指令3指令4、、、、、、数据1数据2数据3、、、指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器IP62例

指令3：将寄存器R3的内容送至数据3的内存单元中指令3的执行阶段包括一个向内存存数(即写内存)的过程。CPU总线内存标志寄存器地址总线AB程序数据数据总线DB控制总线CB地址译码器、、、指令1指令2指令3指令4、、、、、、数据1数据2数据3、、、指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器IP63当一条指令取走后，指令指针寄存器会被修改成下一条要执行指令的地址，这样，当一条指令执行后，又进入取指令阶段，如此不断的重复。CPU总线内存标志寄存器地址总线AB程序数据数据总线DB控制总线CB地址译码器、、、指令1指令2指令3指令4、、、、、、数据1数据2数据3、、、指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器IP64取指令→执行指令→取指令→执行指令

……微机的工作过程：651.位(bit)2.字节(Byte)3.字和字长(word)4.位编号5.指令、指令系统和程序6.寄存器7.译码器§1.3有关术语661.

位(bit)

指计算机能表示的最基本最小的单位在计算机中采用二进制表示数据和指令，故：位就是一个二进制位，有两种状态，“0”和“1”2.字节(Byte)

相邻的8位二进制数称为一个字节1Byte=8bit

如：1100001101010111673．字和字长

字长是每一个字所包含的二进制位数。常与CPU内部的寄存器、运算装置、总线宽度一致字是CPU内部进行数据处理的基本单位。68例某CPU内含8位运算器，则：参加运算的数及结果均以

8位

表示,最高位产生的进位或借位在8位运算器中不保存，而将其保存到标志寄存器中10110101被加数8位

+10001111加数8位进位1

11111101000100和8位PSW标志寄存器运算器标志寄存器运算器被加数加数和进位69字长是衡量CPU工作性能的一个重要参数。不同类型的CPU有不同的字长。如:Intel4004是4位

8080是8位

8088/8086/80286是16位

80386/80486、Pentium是32位10101100011001011001100001000011被加数

+11000011110000110001010101011000加数进位

11111111111101110000001010001010110110011011和

4位8次8位4次16位2次32位1次70位1或01位字节110000118位字110000110011110016位双字1100001100111100110000110011110032位高字节低字节高字低字把一个字定为16位，1Word=2Byte

一个双字定为32位

1DWord=2Word=4Byte714.位编号为便于描述，对字节,字和双字中的各位进行编号。从低位开始，从右到左依次为0、1、2．．．←编号7654321010100010D7D6D5D4D3D2D1D0A7A6A5A4A3A2A1A0字节数据Data地址Address72D0D7D15D8158101010101010101070A0A7A15A8字的编号为15~0双字的编号依此类推，为31~073

5.

指令、指令系统和程序一个CPU能执行什么操作，是工程人员设计和制造好的，是固定的，用户不能改变。指令是CPU能执行的一个基本操作。如：取数、加、减、乘、除、存数等指令系统是CPU所能执行的全部操作。不同的CPU，其指令系统不同。程序是用户在使用计算机时，为要解决的问题，用一条条指令编写的指令指令的序列。构成程序的指令在存储器中一般都是顺序存放，要破坏这种顺序性，必须由转移指令操作。

746．寄存器

寄存器是用来存放数据和指令的一种基本逻辑部件。根据存放信息的不同，有指令寄存器、数据寄存器、地址寄存器等。标志寄存器地址总线AB数据总线DB控制总线CB指令寄存器数据寄存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器IPCPU结构示意图757．译码器译码器是将输入代码转换成相应输出信号的逻辑电路。指令是CPU能执行的一个基本操作;CPU的设计者对CPU的所有指令进行编码;用户用编码形式的指令进行编程，程序存放在内存中;CPU从内存取来编码形式的指令,对指令进行译码，发出执行该指令功能所需的信号76CPU

总线内存标志寄存器地址总线AB程序数据数据总线DB控制总线CB地址译码器、、、指令1指令2指令3指令4、、、、、、数据1数据2数据3、、、指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器IP根据译码内容的不同，可分为：指令译码器:将指令代码转换成该指令所需的各种控制信号。地址译码器:将地址信号转换成各地址单元相应的选通信号。77按构成分类按CPU的字长分类按主机装置分类§1.4微型计算机的分类781)

按构成分类单片机、单板机、多板机

单片机将CPU、内存、I/O接口电路全部集成一块芯片上，构成具备基本功能的计算机，称单片机。特点：超小型、高可靠性、价廉应用：智能仪表、工业实时控制、家用电器等产品：Intel的8051、8096/8098系列

Motorola的6801、6805系列

Hitachi(日立)的H8S、SH系列79单板机将CPU、内存、I/O接口及其它辅助电路全部装在一块印刷电路板上，组成单板机。特点：结构简单、价廉应用：过程控制、数据处理产品：TP-801以Z80CPU为核心的单板机

80

多板机把CPU、内存、I/O接口芯片装在多块电路板上，各印刷板插在主机板的总线插槽上，通过系统总线连接起来，构成多板机。特点：见前面微型计算机的特点产品：IBMPC/XT、486机、Pentium机等90年代以来各院校“微机原理”和计算机硬件的实验机812)按CPU的字长分类CPU的性能可以用两个主要参数来描述：速度：用CPU的工作频率表示，单位MHzCPU内部寄存器宽度：寄存器的位数宽度：外部数据总线宽度：数据线的根数地址总线宽度：地址线的根数按CPU的字长，微机可分为：

4位机、8位机、16位机、32位机CPU内部的寄存器宽度可用字长描述82以Intel公司生产的80x86为例：

2000Pentium4

PentiumIVSSE2指令集超管线技术83IntelPentium4处理器843)按主机装置分类桌上型：台式电脑 便携型：笔记本、掌上电脑等85

§1.5微处理器、微型计算机和微机系统微机系统微处理器微型计算机86微机系统系统软件：DOS、Windows95/98/2000/xp应用软件：WPS、Word、Photoshop微处理器CPU

存储器(RAM,ROM)I/O接口总线硬件软件微型计算机系统微型计算机(主机)外设ALU寄存器控制部件键盘、鼠标显示器软驱、硬盘、光驱打印机、扫描仪87微处理器即CPU功能：算术与逻辑运算保存少量数据对指令译码及执行相应操作能与存储器、外设交换数据提供系统定时及控制响应中断请求88构成：算术逻辑部件累加器和通用寄存器程序计数器、指令寄存器、译码器时序控制部件微处理器89微型计算机的基本结构存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线DB控制总线CB地址总线AB输出设备CPU90§1.6计算机当中的数和编码系统进位计数制及其表示方法数制之间的转换字和各种字符的编码小结91（一）、进位计数制及其要素：

进位计数制：按进位原则进行计数的方法。例：十进制数有: 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十种状态。我们说：十进制数基数10，变化范围0~（10-1）,

逢十进一。看一个十进制数： 4094 每一位十种数码的状态(0~9) 千百十个 本位绝对值的大小=数×位权 103102101100如：千位=4×103=4000进位计数制及其表示方法92十进制数有二个要素：

1.基数：十 每一位0、1、2、3、4、5、6、7、8、10-1

（逢十进一）。

2.位权：10i

某一位数绝对值大小=数×位权.

二个要素:适用于二、八、十六进制。

二进制数：基数2位权2i

八进制数：基数8位权8i

十六进制数:基数16位权16i93（二）、进位计数制的表示方法：1234．56=1103+2102+3101+4100+510-1+610-2推广到一般形式（任意十进制）：

N=±[kn

10n+kn-1

10n-1+……+k0

100

+k-1

10-1+……+k-m

10-m] =±[ki

10i] (i=-m~n)任何某一位数大小=ki

10i对于任意进制:

N=±[kiRi] (i=-m~n) R—基数，逢R进一.Ri—位权94例如：二进制数B=10011101 B=127+124+123+122+120=（157）10

在计算机里进行运算和处理均是按二进制数处理的。而二进制数写起来麻烦;书写时又以八进制或十六进制表示；日常生活中又常用十进制，因此就有：二

十 八

十 二

八数制之间转换问题 十六

十 二 十六95（一）、十二整数十→二（除2取余法，降幂法）（1）除2取余法（217）10=kn

2n+kn-1

2n-1+……k1

21+k0

20 =2(kn

2n-1+kn-1

2n-2+……+k1

20)+k02(kn

2n-1+kn-1

2n-2+……+k1

20)是2的倍数，

k0

是余数.数制之间的转换96（217）10÷2----得到余数k0

/2

整数商

余数：按照相反的方向写下来。

/2/2/2/2/2/2/2/2217

1085427136310----商

10011011－－余数(217) 10=（11011001）2书写方向97结论：整数除2取余，直到商为0为止， 读数由后向前。适用于数值比较小的情况。（2）降幂法:计算（217）10=（11011001）2权值：

2102928272625242322212010245122561286432168421 217-27=89 a7=1

，9-23=1

a3=189-26=25 a6=1

，a2=0

a5=0

，a1=0 25-24=9 a4=1

，1-20=0a0=198小数十→二:乘2取整方法：对十进制数逐次乘2， 小数点前边系数为系数ki。

即乘2取整法，位数取决于要求精度。如：

(0.613)10

2=1.226k-1=1(0.226)10

2=0.452k-2=0(0.452)10

2=0.904k-3=0(0.904)10

2=1.808k-4=1（0.1001）2=（0.5625）10(0.808)10

2=1.616k-5=1（0.10011）2=（0.609375）10(0.616)10

2=1.232k-6=1(0.613)10=(0.1001)2k-7=099

3. 二→十同样可以用公式进行（0.1001）2=1

2-1+1

2-4=0.5+0.0625=（0.5625）10（0.10011）2=1

2-1+1

2-4+1

2-5+1

2-6

=（0.609375）10看一下常用的几种数制写法：八位二进制数100

十进制二进制八进制十六进制BCD

00 0 0 0 1 01 1 1 1 2 10 2 2 10 3 11 3 3 11 4 100 4 4 100 5 101 5 5 101 6 110 6 6 110 7 111 7 7 111 8 1000 10

8 1000 9 1001 11 9 1001

10 1010 12 A

10000 11 1011 13 B 10001 12 1100 14 C 10010 13 1101 15 D 10011 14 1110 16 E 10100 15 1111 17 F 10101 16 10000 20 10 10110

。 。 。 11 。 。 。 。 12 。 。 。 。 。 。

(255)D 11111111B 377Q FFH

(10,0101,0101)BCD101（二）、 二八，二十六，二

BCD之间转换

1、 二八二→

八：

以小数点为界向左向右三位一段，不够补0，

三位二进制数用一位八进制数表示。例：（1，101，001.010，011，1）2

不够补0

不够补0（001101001.010011

100）2=（151.234）8八→二：

一位八进制数用三位二进制数表示.（151．234）8=（001101001.010011100）21022、二十六：

二→十六： 以小数点为界向左向右四位一段，不够补0,

四位二进制数用一位十六进制数表示。例：（1101001.0100111）2→(69.4E)16 不够补0

不够补0 (0110,1001.0100,1110)2=(69.4E)16

十六→二：一位十六进制数用四位二进制数表示。例：(69.4E)16

=

(0110,1001.0100,1110)21033、 二

BCD BCD数：常用8421码，每一位十进制数用四位二进制编码表示。

1111B 9D 1001BCD

10D

00010000BCD

BCD码与二进制数之间转换没有直接关系， 必须先转换成十进制,然后转换成二进制。例：1111111B=255D=0010,0101,0101BCD 0010,0101,0101BCD＝255D=11111111B104字和各种字符按照特定规则用二进制编码在机器中表示。编码有各种方式：目前规定在微型机中最普遍采用ASCⅡ码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange)美国标准信息交换码。（一）二进制数的运算

(二）带符号数的表示字和各种字符的编码105ASCⅡ码:

采用七位二进制编码，可以表示128个字符。

bit7作奇偶校验位，在机器中表示时，常认为“0”，用一个字长（8位）表示一个ASCⅡ字符。常用的ASCⅡ字符：

0—9 的ASCⅡ码30H—39H A—Z的ASCⅡ码41H—5AH a—z的ASCⅡ码61H—7AH106（一）二进制数的运算（二）带符号数的表示

1.机器数与真值

2.原码

3.反码

4.补码107上面提到的是一种无符号数，机器数中会有正有负。符号怎么表示呢？通常数的最高位为符号位，对于字长8位机器数：

D7为符号位:0表示“+”，1表示“—”。符号数码化了。

D6～D0为数字位。如:X=（01011011）2=+91X=（11011011）2=-91 连同符号位在一起作为一个数称为机器数， 机器数的数值称为的真值。如:N1=+1011011N2=-1011011为真值0101101111011011为机器数108

2.原码： 正数符号位用“0”表示，负数符号用“1”表示， 这种表