《单片机及嵌入式系统原理》单片机课件 第一章 计算机基础

第一章

计算机基础

（如果学生学过《计算机基础》，可略讲）本章内容1.1概述（了解）1.2数字与编码（重点）1.3数据的表示（重点）1.4常用编码（BCD是重点，其他了解）1.5定点与浮点（了解）1.1概述1.1.1产生和发展第一个阶段：1946年以前。机械计算机（与谍战片里面的密码机结合起来）第二个阶段：从1946年到1959年。电子管计算机时代(与CRT类似)第三个阶段：从1960年到1964年。晶体管计算机时代（与模电结合起来）第四个阶段：从1965年到1970年。芯片计算机时代

（与运放结合起来）第五个阶段：从1971年到现在。LSI和VLSI计算机应（与电脑城攒机结合来）新一代计算机：神经网络计算机、生物计算机、量子计算机等（叫学生百度）1.1概述1.1.2分类及特点大型计算机：（超）大、中型计算机，通常指大、快、贵的计算机，主要应用于大范围天气预报、流体湍流分析、海洋环境与污染分析、卫星照片整理，原子核物理探索及核试验模拟。小型计算机：通常能满足部门性的要求，为中小企事业单位所采用。例如，美国DEC公司的VAX系列、DG公司的MV系列、IBM公司的AS/400系列，以及富士通公司的K系列都是有名的小型机。工作站：用于特殊的专业领域，例如图像处理、计算机辅助设计等方面，HP-Apollo工作站、Sun工作站。微型计算机：台式机（PersonalComputer,PC）、笔记本、PDA、单片机、DSP、ARM等1.1概述1.1.3架构与指令集冯.诺伊曼架构和哈弗架构：CISC：指令数目多而且复杂，每条指令编译成机器码以后的长度也不相等,Intel、AMD、TI（德州仪器）、Cyrix以及VIA（威盛）RISC：仅包含最简单、最基本的指令，指令编译成机器码以后，其长度相等,51系列的单片机、ARM、MIPS、POWERPC1.2数制与编码1.2.1概念与分类2进制、8进制、10进制、12机制、60进制等（如果学生学过《计算机基础》，可略讲）1.2.2表达方法（要求学生记住）1.2数制与编码1.2.3数制之间的转换（如果学生学过《计算机基础》，可略讲）其他进制与十进制之间的转换(10.01)2=1×21+1×2-2=(2.45)10=2.45D(13.7)8=1×81+3×80+7×8-1=(11.725)10=11.725D(1A.AF)16=1×161+A×160+A×16-1+F×16-2=(26.68)10=26.68D十进制与其他进制之间的转换，建议老师在黑板上一步一步的书写。1.2数制与编码二、八、十六进制之间的转换（如果学生学过《计算机基础》，可略讲，建议老师在黑板上一步一步的书写）(1011.0101)2=(001011.010100)2=(13.24)8 (46.7)8=(100110.111)2(10010.01)2=(00010010.0100)2=(12.4)16(79B.FC)16=(11110011011.111111)2

1.3数据的表示1.3.1数据的表示在计算机中，一切数据都是以二进制的形式存在的，人们在显示器上看到的10进制或其他进制，是在计算机中经过转换后显示出来的。人们阅读或者表达二进制时，在计算机中通常使用十六进制来表示二进制，11111111

11111111B和FFFFH的本质都是二进制数。1.3.2带符号二进制数的表示（如果学生学过《计算机基础》，可略讲）（1）原码、反码和补码，仅针对有符号数，无符号数不存在；（2）一有符号数，无论以原码、反码或补码表达，其所表示的实际值称为该数的真值；（3）对有符号数而言，虽然存在原码、反码或补码三种表示形式，但在计算机中，该数都是用补码的形式来表达、存储数据和进行运算的。1.3数据的表示1.3.3算术运算（1）算术运算的概念：数的加、减、乘、除以及乘方开方等数学运算.具体的运算方法，请参考教材1.3.3（2）溢出和进位的概念：首先，仅有符号数才有溢出，无符号数不存在溢出；其次，有符号数和无符号数都存在进位，进位是正常现象，溢出是错误的。（3）正数和正数相加、负数和负数相加，有可能发生溢出;一个负数和一个正数相加，结果永远不溢出。（4）溢出的官方判别，请参考教材1.3.3.民间的溢出判别方法是：正数加正数变成负数；或者负数加负数变成正数，即溢出。

1.3数据的表示1.3.4逻辑运算（1）逻辑运算的具体运算方法，请参考教材1.3.4（2）所有的逻辑运算都是按位进行的，位与位之间没有任何联系，也即，逻辑运算不存在进位、溢出等现象。（3）正数和正数相加、负数和负数相加，有可能发生溢出;一个负数和一个正数相加，结果永远不溢出。（4）溢出的判别，请参考教材1.3.3.民间的溢出判别方法是：正数加正数变成负数；或者负数加负数变成正数，即溢出。

1.4常用编码1.4.1BCD码

（1）

BCD码的概念：二-十进制码，它用4位二进制数来表示十进制数0~9这10个数码中的1位，是一种二进制的数字编码形式来表达十进制数。此处注意：BCD码本质是十进制数，只不过用二进制的形式来表达。由于十进制数只有0~9十个，因此一位BCD码仅十个，即：0000～1001（2）分离BCD码和组合BCD码，请参考教材1.4.1

1.4.2ASCII码

（1）概念：是用二进制的形式来表达字符的一种编码，即用二进制数的形式来表示所有的大写和小写字母、数字0到9以及一些特殊控制字符，这些字符能在显示器上显示，或者能从键盘输入电脑。（2）请记住0、a、A的ASCII码，作为常识记住。

1.4常用编码1.4.3汉字编码

（1）

因为以后要学习单片机、嵌入式系统，有可能将汉字编码移植甚至开发简易的汉字输入法等，因此学生必须理解各种编码的概念及用途。（2）汉字输入码：指从键盘上输入的代表汉字的编码，又称“汉字输入码”。例如区位码、拼音码、五笔字型码等。注意，搜狗输入法、腾讯输入法等，只能是叫输入法，这些输入法本质上是利用了汉字输入码，是搜狗和腾讯公司用比较便捷的输入方法封装了汉字输入码。

（3）区位码：每个汉字或图形符号分别用两位的十进制区码（行码）和两位的十进制位码（列码）表示，组合起来就是区位码。如果同学们能记住每个汉字的区位码，那么可以说区位码是汉字输入方法的一种，比如早期的打字机用的就是区位码输入汉字。（4）国标码：国标码本质上是一种特殊的区位码，是中国大陆为了标准化汉字编码而提出的。区位码在中国台湾、香港、和其他汉语国