第一章 微机原理-微型计算机概论.ppt

1、微机原理与应用,教材及主要参考书,教材：微机原理与接口技术 楼顺天 科学出版社 参考书： 微型计算机原理与接口技术 何宏 天津大学出版社 微型计算机原理及应用 周明德编 清华大学出版社 IBM PC 汇编语言程序设计 沈美明等 清华大学出版社,练习题,1.下列最小的数是 ，最大的数是 。为什么？ a.(00000100)2 b.(00000100)8 c. 100 d. 100H 2.分别用ASCII码和BCD码表示7和25。 3.现有一带符号数的反码为10010100，请写出其真值。 4.将十进制数数20.59375转换成32位浮点数的二进制格式来存储,第一章 微型计算机概论,计算机中数据信

2、息的表示方法 微型计算机系统,1-1计算机中数据信息的表示方法,二进制位的表示 编码系统 浮点数的表示 带符号数的表示,1.1.1 二进制位的表示,1byte = 8bit 1word =2byte =16bit,最高位 最低位 8bit D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,高字节,低字节,8位数能表示的二进制数的范围为：00FFH8位数能表示的十进制数的范围为：0255,16位数能表示的二进制数的范围为：00FFFFH16位数能表示的十进制数的范围为：065535,例如：8

3、位机中数356用十六进制如何表示？ 十六进制用两个字节表示为：256+100=0164H,1.1.2 编码系统,1、BCD( Binary-Coded Decimal ) BCD码表示方法有多种，如8421、2421、5211、4311码，最常用的是8421码。 例：(1)有BCD码0100100101111000.000101001001，它表示的十进制数是多少？ (2)若十进制数为0 .011101100100，写出它的BCD码表示？ 2、ASCII,ASCII将符号分成：数字(09)、英文字母和字符 09对应的ASCII为：30H39H AZ对应的ASCII为：41H5AH az对应的A

4、SCII为：61H7AH 例：数字3对应的ASCII为33H，数字35对应的ASCII为33H和35H,3 常用的校验码,校验：应使代码里连同校验位共有奇数个1。 补奇：当数值部分中1的个数为偶数时，可通过置校验位 为“1”，使整个代码“1”的个数为奇数。 例如：7位信息代码1100011中，有偶数个“1”，为满足奇校验，校验位取“1”，即11100011。 偶校验：应使代码里连同校验位共有偶数个1。 补偶：当数值部分中1的个数为奇数时，可通过置校验位为“1”，使整个代码“1”的个数为偶数。 例如：7位信息代码1100011中，有偶数个“1”，为满足偶校验，校验位取“0”，即01100011。

5、,1.1.3 数据格式,选择计算机的数的表示方式时，应考虑以下几个因素: （1）要表示的数的类型（小数、整数、实数和复数）； （2）可能遇到的数值范围； （3）数值精确度； （4）数据存储和处理所需要的硬件代价. 计算机中常用的数据表示格式有两种一是定点格式，二是浮点格式.一般来说，定点格式容许的数值范围有限，但要求的处理硬件比较简单.而浮点格式容许的数值范围很大，但要求的处理硬件比较复杂. 1. 定点数的表示方法 定点数012n 在定点机中表示如下(0:符号位，0代表正号，1代表负号):,2.浮点数的表示方法 在计算机中一个任意进制数 可以写成 e.m m ：尾数，是一个纯小数。 e ：比例

6、因子的指数,称为浮点的指数,是一个整数。 R ：比例因子的基数，对于二进计数值的机器是一个常数，一般规定 为2，8或16。,按照 IEEE754 的标准，32位浮点数和64位浮点数的标准格式 :,：浮点数的符号位，1 位，0表示正数，1表示负数。 ：尾数，23位，用小数表示，小数点放在尾数域的最前面。：阶码，8 位阶符采用隐含方式，即采用移码方式来表示正 负指数。即 e127. 一个规格化的32位浮点数的真值可表示为 : (1)s(1.)2(127) e127 一个规格化的64位浮点数的真值为: (1)s(1.)2(E-1023)e1023,例1 若浮点数的二进制存储格式为(41360000)

7、16，求其32位浮点数的十进制值。 解: 将十六进制数展开后，可得二进制数格式为 指数e阶码127100000100111111100000011=(3)10 包括隐藏位1的尾数1.M1.011 0110 0000 0000 0000 00001.011011于是有(1)s1.M2e (1.011011)231011.011(11.375)10,例2 将十进制数数20.59375转换成32位浮点数的二进制格式来存储。 解: 首先分别将整数和分数部分转换成二进制数： 20.5937510100.10011 然后移动小数点，使其在第1，2位之间 10100.100111.01001001124e4

8、 于是得到：S0，E4127131，M010010011 最后得到32位浮点数的二进制存储格式为： 0100 0001 1010 0100 1100 0000 0000 0000(41A4C000)16,1.1.4 带符号数的表示,1.机器数和真值 机器数：已经数码化了的连同符号位在一起的数。 真值：原来的数值称机器数的真值。 如有两个数N1=1001100， N2= -1001100，其机器数表示为：N1=01001100，N2= 11001100 2. 机器数的三种表示法：原码、反码和补码 (1)原码表示法的原则是：,在二进制原码表示的数中，符号位为 0表示正数，符号位为1表示负数。其余各

9、位为数值位。 8位二进制原码可表示数值范围：+127 -127 例如：X1=105，X2= -105，X3=0求个数的原码。 X1原 =01101001， X2原 =11101001 +0原 = 00000000， -0原 =10000000 结论：两个数同号相加，两个数异号相减。 (2)反码表示法的原则是：,正数：其反码与原码相同，最高符号位为0，其余为数值位。 负数：其反码最高符号位为1，其余为数值位按位取反。 例如：X1=28，X2= -28，X3=0求个数的反码。 X1反 =00011100， X2反 =11100011 +0反 = 00000000， -0反 =11111111 (3

10、)补码表示法的原则是： 正数：其补码与原码相同，最高符号位为0，其余为数值位。,负数：其补码最高符号位为1，其余为数值位按位取反加1。 8位二进制补码可表示数值范围：+127 -128 例1：X1=28，X2= -28，X3= -4求个数的补码。 X1反 =00011100, X2反 =11100011, X3反= 11111011 X1补 =00011100, X2补 =11100100, X3补 =11111100 例2：X=50 - 10？ X补 = 50补 + -10补 ， 50补 =00110010 -10原 =10001010, -10反=11110101 , -10补=11110

11、110 X补 =00110010+11110110=00101000=40,例3：求两补码01000100与01000010的和 01000100+ 01000010=10000110 例4：求两补码10001000与11101110的和 10001000+ 11101110=01110110 比较上述两例得到下面结论： 在微处理器中设置了一个溢出标志。若发生溢出，溢出标志位为1，它的标志符号位遭到破坏，结果就会出错。,1-2 微型计算机系统,复习 微机软件 微机的硬件系统,1.2.1 复习,指令：是指挥计算机进行某种操作的命令。 指令系统：计算机所能执行的全部指令构成了计算机的指令系统。 程

12、序：是指令的有序集合，是为完成特定任务 而编制的指令序列。 原程序：用某种符号语言编写的程序。 编译过程：在编辑器(如edit、EDLIN等)编写原程序后，形成一个原文件(.asm)，运行汇编程序masm后，产生了目标文件(.obj)，再运行连接程序link，产生一可执行文件(.exe)。,1.2.2 计算机软件,软件：是各种程序的集合。 系统软件 软件 应用软件 系统软件：由机器设计者提供的为使用和管理计算机的软件。如解释或编译程序、系统管理程序、故障检查诊断程序、操作系统等。 应用软件：为解决某种实际问题编制的程序。如图书管理软件、财务软件、档案管理软件等。,1.2.3 微机硬件系统,微机

13、的分类 微机系统硬件的组成 微机系统的工作原理 IBM系列微机,一、微机的分类,1.按微处理器的字长可分为： 4位、8位、16位、32位和64位机 2.按微机的结构可分成： 单板机、单片机和PC机 单板机：把微处理器芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和小键盘等必要的输入/输出设备装配在一块印刷电路板上构成的微机。 单片机：是将CPU、部分存储器和输入/输出接口等部件集成在一块芯片内，封装构成的微机。 PC机：是由微处理器、存储器、输入/输出接口构成。,1.2 微型计算机系统配置,1.2.1 整机组成,1. 主板,主板布局,2. 机箱和电源,典型CPU芯片,典型CPU芯片,“7”号和“9”号位置都是USB接口。它也是一种串行接口，目前最新的标准是2.0版，理论传输速率可达480MB/s。目前许多上设都采用这种设备接口，如Modem、打印机、扫描仪、数码相机等。它的优点就是数据传输速率高、支持即插即用、支持热拨插、无需专用电源、支持多设备无PC独立连接等 “8”