《微机原理及应用 第一章 计算机基础知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机原理及应用 第一章 计算机基础知识（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章 计算机基础知识,1-2 计算机发展与组成,1-1 计算机运算基础,1-3 单片机与嵌入式系统,1-1 计算机运算基础,1-1-1 数制及其转换,1-1-2 计算机中数的表示法,1-1-3 计算机中数的运算方法,1-1-4 计算机中的编码系统,1-1-1 数制及其转换,数制（即计数制）是计数的规则、计数的方式。,进制（即进位计数制）是按不同的进位规则(方式) 计数的数制。,按不同的进位规则有如下的进制：,计算机中常用的进制有：二进制、八进制、十进制、十六进制,2、3、4N,1-1-1 数制及其转换,一. 十进制ND有十个数码09、逢十进一。用于计算机输入输出，人机交互。 二. 二进制NB
2、 有两个数码:0、1, 逢二进一。二进制为机器中的数据形式机器数。 三. 十六进制NH：十六个数码:09,AF, 逢十六进一。用于表示或书写四位二进制数。 四. 八进制NO：八个数码:07, 逢八进一。用于表示三位二进制数。字节中的位的编码 不同进位制数书写时以下标或后缀区别, 十进制数可不带下标或后缀。 如:101、101D、101B、101H、101H 、101O、101B,1、 进位制中数的表示,一. 十进制ND,有十个数码：09；逢十进一，故基数为10； 真值是按位权相加。 例 1234.5位：各位数码09；权：以基数10为底，以该数码到个位数码的“距离”为指数的数值。 故 1234.
3、5 =1103 +2102 +3101 +4100 +510-1一般表达式： ND= dn-110n-1+dn-210n-2 +d0100 +d-110-1+,二. 二进制NB,有两个数码：0、1；逢二进一，故基数为2 真值是按位权相加。 例 1101.101B位：各位数码0、1；权：以基数2为底，以该数码到“个”位数码的“距离”为指数的数值。 故 1101.101B=123+122+021+120+12-1+12-3 一般表达式： NB= bn-12n-1+bn-22n-2 +b020 +b-12-1+,三.十六进制NH,有十六个数码09、AF，逢十六进一，故基数为16； 真值是按位权相加。
4、 例 DFC.8H位：各位数码09、AF ；权：以基数16为底，以该数码到“个”位数码的“距离”为指数的数值。 故 DFC.8H=D162+F161+C160+816-1一般表达式： NH= hn-116n-1+hn-216n-2 +h0160 +h-116-1+,四、八进制NO,有八个数码07，逢八进一，故基数为8； 真值是按位权相加。 例 1234.5O位：各位数码07；权：以基数8为底，以该数码到“个”位数码的“距离”为指数的数值。 故 1234.5O =183 +282 +381 +480 +58-1一般表达式： NO= on-18n-1+on-28n-2 +o080 +o-18-1+
5、,各进位制中表示数的对比表,各进位制的数码对照表,2、 不同进（位计数）制之间的转换,对任意R进位计数制的一般表达式： NR= Kn-1Rn-1Kn-2Rn-2 K1R1K0R0K-1R-1K-mR-m 一个R1进制的数转换成R2进制数的方法：先按R1进制的真值展开，后按R2进制的运算法则求和计算。,（一）二、十六、八进制数转换成十进制数,DFC.8H =13162+15161+12160+816-1 = 3580.5,举例： 1011.1010B=123+121+120+12-1+12-3=11.625,按真值计算公式先展开， 然后按照十进制运算法则求和。,（二）十进制数转换成二、十六、八进
6、制数,整数、小数分别转换 1）.整数转换法 “除基取余”：十进制整数不断除以转换进制基数，直至商为0。每除一次取一个余数，从低位排向高位。 举例：,39 =100111B2 39 1 （ b0） 2 19 1 （ b1） 2 9 1 （ b2） 2 4 0 （ b3） 2 2 0 （ b4） 2 1 1 （ b5） 0,208 = D0H 16 208 余 0 16 13 余 13 = DH0,1. 39转换成二进制数。,2. 208转换成十六进制数,（二）十进制数转换成二、十六进制数,2）. 小数转换法 “乘基取整”：用转换进制的基数乘以小数部分，直至小数为0或达到转换精度要求的位数。每乘一
7、次取一次整数，从最高位排到最低位。举例：,1. 0.625转换成二进制数0.625 2 1.250 1 (b-1) 2 0.5 0 0 (b-2) 2 1.0 1 (b-3) 0.625 = 0.101B,2. 0.625转换成十六进制数 0.625 16 = 10.0 0.625 = 0.AH3. 208.625 转换成十六进制数208.625 = D0.AH,（三）二进制与十六进制数之间的转换,24=16 ，四位二进制数对应一位十六进制数。 举例：,3AF.2H = 0011 1010 1111.0010 = 1110101111.001B 3 A F 2 1111101.11B = 01
8、11 1101.1100 = 7D.CH 7 D C,（四）二进制与八进制数之间的转换 -三位二进制数对应一位八进制数。,注意： 以小数点为分界，分别左右数4位数,1-1-2 计算机中数的表示法,2 无符号数的表示方法,3 带符号数的表示方法,1 机器数与真值,1、 机器数与真值,一个机器数由于解释方法不同，可以有几种含义、代表几种真值。 一个数据真值由于编码方式不同，可以有几种表示(存储)形式、即几种机器数。,机器数：是一个数(据)在计算机中的表示(存储)形式， 是一种简单的二进制数。其位数通常为8的倍数,真值：一个机器数所代表的真实数值(实际意义)称为该机器数的真值,2、 无符号数的表示方
9、法,用途：用来表示存储器地址、指令代码、数据信号书写形式：有二进制、十进制、十六进制等00000000B11111111B、0255、00HFFH,无符号数：机器数中的所有位均用来表示数值,3、 带符号数的表示方法,带符号数通常使用三种表示方法： （一）原码 (True Form)（二）反码（Ones Complement） （三）补码（Twos Complement）,带符号数：使用机器数的最高位来表示数的正负，其余位用来表示数值。通常最高位为“0”表示正数，最高位为“1”表示负数。,（一）、原码(True Form),原码：最高位为符号位，0表示 “+”，1表示“”。数值位保持机器数的原样
10、（与真值数值位相同）,例 8位原码机器数：真值： x1真 = +1010100B x2真 =-1010100B原码机器数： x1原 = 01010100 x2原= 11010100,（一）、原码(True Form),特点：原码表示简单直观，范围-127+127真值0的表示不唯一加减运算复杂。原码同机器数的递增关系不对,（二）反码（Ones Complement）,正数的反码与原码表示相同。 负数反码符号位为 1，数值位为原码数值各位取反例 8位反码机器数：x1= +4 ： x1原= 00000100 x1反= 00000100x2= -4 ： x2原= 10000100 x2反= 11111
11、011,（二）反码（Ones Complement）,如果已知一个数的反码，求其真值？ 正数可直接求得 负数则要先求一次反码，以获得原码，然后再求其真值例 8位反码机器数：x1反= 01001000 则x1原= 01001000 ，x1= +72 x2反= 10110111 则x2原= 11001000 ，x2= -72特点：反码同机器数的递增关系相同，范围-127+127真值0的表示仍不唯一反码在计算机中用得较少,（三）补码（Twos Complement）,正数的补码表示与原码相同。 负数补码的符号位为1不变，数值位等于反码加1。,例：求 8位补码机器数：x1=+4 x2=-4 x1原=x
12、1反=x1补= 00000100 x2原 = 10000100 x2反 = 11111011 x2补 = 11111100,补码表示的优点： 0的表示唯一；,加减运算方便，可将减法运算转换成加法运算。,数的补码与“模”有关 “模”即计数系统的量程，所能表达的最大数加一=进位。,当X0，X补= 模-X。 举例：钟表对时。设时钟系统“模”为12，当前时间为10点，而表指示时间为8点整。,8位二进制数的模为： 28 = 256当X0，X补= 28 -X= 256 -X= 255 -X+1= X反码 + 1,8+2= 10 8 +-10补 = 8+12-10= 8+2 = 10,例如：y=72-10
13、减法运算的结果 y=62用补码运算 y= 72+(-10) y补= 72补+-10补 = 01001000B+11110110B =100111110B = 00111110B=62,2位十进制数的模为： 102 = 100当X0，X补= 102 -X = 100 -X= 99 -X+1 = X反码 + 1,y补= 72补+-10补 = 72+(99-10+1)-100 = 72+90 =162 = 62,数的补码与“模”有关 “模”即计数系统的量程，所能表达的最大数加一=进位。,8位机器数表示的真值,1-1-3 计算机中数的运算方法,1、二进制加法运算 2、二进制减法运算 3、二进制逻辑运算
14、 4、带符号数加减运算 5、无符号数加减运算 6、溢出,1、 二进制加法运算,加法运算法则：,真值表,2、 二进制减法运算,减法运算法则：,补码运算定律： 补补补 补补补 步骤： 、将、（或）转换为补码。 、进行加法运算，符号位参与运算。,3、 逻辑运算真值表,4、 带符号数加减运算,1.补码加法运算：X+Y补=X补+Y补,符号作为数值直接参与运算,变减法为加法运算。,例X1=+13，Y1=+6，X2=-13，Y2=-6，求X1+Y1、X2+Y2 解先求X1补、 Y1补、X2补、Y2补00001101 +13补 11110011 -13补 + 00000110 +6补 + 11111010 -6补 00010011 +19补 1 11101101 -19补 进位为模，舍弃,4、 带符号数加减运算,例X1=+6，Y1=+8，X2=-6，Y2=-8，求X1-Y1、X2-Y2 先求X1补、 Y1补、 -Y1补、X2补、Y2补、-Y2补00000110 +6补 11111010 -6补 + 11111000 -(+8)补 + 00001000 -(-8)补 11111110 -2补 1 00000010 +2补 进位为模，舍弃,
