微机原理课件

《微机原理课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机原理课件（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、微机原理及应用,第一章 计算机基础 本章内容提要：计算机中数据信息的表示参考教材：吴宁主编 80X86/Pentium微型计算机原理及应用 电子工业出版社,第一章 计算机基础,1.1 数据、信息、媒体、多媒体（计算机） 一、数据 二、信息 三、媒体 四、多媒体1.2 计算机中数值数据的表示 1.2.1 常用记数制 1.2.2 常用记数制间的转换 1.2.3 无符号二进制数的表示与运算 1.2.4 机器数与真值 1.2.5 带符号机器数的表示方法1.3 计算机中非数值数据信息的表示1.4 微型计算机基本工作原理,计算机（包括微机）是一个数字电子系统（自动化的信息处理机），其任务是处理信息（数据）

2、。,1.1 数据、信息、媒体、多媒体,一、数据1）侠义（日常所说）：可以比较大小的一些数值。2）广义（国际标准化组织）：数据是对事实、概念或指令的一种特殊表达形式。这种特殊的表达形式可以用人工的方法或者用自动化的装置进行通信、翻译转换或者进行加工处理。3）数据类型：数值型数据和非数值型数据4）数据形态：计算机系统中所指的数据，一般均是以二进制编码的形式出现的。 5）数据处理：用计算机对数据进行加工、转换、储存、合并、分类、排序和计算的过程。数据处理的目的，就是从原始数据或基础数据生成或转移得到对使用者有用的数据。,根据此定义，通常意义下的数字、文字、图画、声音、活动图像以及程序等都可以认为是数

3、据。,为什么计算机系统中所指的数据，一般均是以二进制编码的形式出现的？,二、信息,1、信息与数据不易区分 2、ISO定义：信息是对人有用的数据。（这些数据将可能影响到人们的行为与决策）。某公司的一张报表对该公司及有关部门或者其同行可能是极为宝贵的信息，而对大多数人可能是毫无用处的。 3、计算机信息处理：实质上就是由计算机进行数据处理的过程（经过计算机对数据的加工处理后，向人们提供有用的信息的全过程）。 4、在许多场合，如果不引起混淆，数据和信息往往不严格加以区分。,三、媒体,1、 定义：又称媒介、媒质，来源于英文medium的译音，指承载信息的载体。 2、 媒体种类（与计算机信息处理有关）：

4、l 感觉媒体：即能使人们的听觉、视觉、嗅觉、味觉和触觉器官直接产生感觉的一类媒体，如声音、文字、图画、气味等，它们是人类使用信息的有效形式。 l 表示媒体：为了能使计算机有效地加工、处理、传输感觉媒体而在计算机内部采用的特殊表示形式，即声、文、图、活动图像等的二进制编码形式。,l 存储媒体：用于临时或永久性存放，以便计算机加工处理或互相交换信息的物理实体。如磁盘、光盘、半导体存储器等。 l 表现媒体：用于将感觉媒体转移成表示媒体、将表示媒体转移为感觉媒体的物理设备。前者是计算机的输入设备，如键盘、扫描仪、话筒等。后者是计算机的输出设备，如显示器、打印机、音箱等。 l 传输媒体：用来将表示媒体从

5、一台计算机传送到另一台计算机的通信载体，如同轴电缆、光纤、电话线、双绞线等。,请用图示的方法指出各媒体的相互关系,四、多媒体,1、多媒体：多媒体技术中的多媒体，指的是多种感觉媒体。2、多媒体技术：是指能够交互式地综合处理多种不同感觉媒体（如语言、音乐、文字、数值、图画、活动图像，其中至少包含声音或活动图像）的信息处理技术。3、多媒体计算机：具有多媒体技术功能的计算机。,1.2 计算机中数值数据的表示,1.2.1 常用记数制 一、记数通式,其中：n 整数位数m 小数位数i 位号ai 第i位数字符号R 基数Ri第i位的权,二、常用记数制（R = 2、8、10、16）,三、表示及标识（举例）,1、本

6、课程数值进位制的标识2、练习：1）列出各进制数值表示对照表2）用记数通式说出（235）7 的值,1.2.2 常用数制之间的转换,一、非十进制数十进制数（一）方法：用通式（多项式）展开（二）例： 二、十进制非十进制（一）方法1：整数部分“除基取余”小数部分“乘基取整”（二）方法2：减权定位法（三）例：,三、二进制十六进制直接读写,减权定位法 将十进制数依次与二进制的最高位权值进行比较，若够减则对应位置1，减去该权值后再往下比较，若不够减则对应位为0，重复操作直至差数为0。 例如：将 (327)10 转换成二进制数256327512327-256=71 171128 071-64 =7 1732

7、0716 078 07-4 =3 1 3-2=1 11-1=0 1,二机制与十六进制数字对照0000 0 1000 8 0001 1 1001 9 0010 2 1010 A 0011 3 1011 B 0100 4 1100 C 0101 5 1101 D 0110 6 1110 E0111 7 1111 F,说出两种将十进制数转换为十六进制数的方法。,1.2.3 无符号二进制数的运算,一、 算术运算（+、-、） 二、 无符号数的表示范围1、n位二进制数： 0 X 2n - 12、例： （1）8位二进制数的表示范围：（2）16位二进制数的表示范围： 三、 无符号数的“溢出”问题“溢出”运算产

8、生的进位“丢失”而使结果错,四、逻辑运算（按位操作）1、“与”运算 2、“或”运算3、“异或”运算 4、“非”运算,85,+,16,01,1.2 计算机中数值数据的表示,1.2.4 机器数与真值一、定义：1、机器数：一个数在计算机中的表示形式，叫该数的机器数。2、真值：正、负号加某进制数绝对值的形式称为真值。如二进制真值：X=+1011 y=-1011或：一个机器数所表示的原来数（书写数）的实际数值，叫该机器数的真值。二、机器数的特点：1、数的符号数码化2、表示范围受机器字长的限制3、小数点不可直接表示，需按约定方式约定其位置,1.2.4 机器数与真值,三、相关术语1、单元（计算机信息存储的基

9、本单位） l 位bit（b），存储内容：0/1，一般不可直接访问操作 l 字节byte（B），1B = 8b，存储编码0000000011111111，计算机中可以访问的最基本单位 l 千字节KB，1KB = 1024B = 210B l 兆字节MB，1MB = 1024KB = 220B l 千兆字节GB，1GB = 1024MB = 230B l TB1TB = 240B,位编号为便于描述，对字节（以及字和双字）中的各位进行编号。 从低位开始，从右到左依次为 0、1、2,1.2.4 机器数与真值（相关术语）,2、字（WORD）1）不同计算机数据操作单位 计算机处理数据时，CPU通过数据总线

10、一次存取、传送或加工的数据位数称为字。8086存储器中连续的两个字节组成1个字。2）存储器芯片内的存储单位（存储器字） 3、字长：指字的二进制位数。,1.2.4 机器数与真值,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,1.2.4 机器数与真值,字字长是衡量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: Intel 4004 是 4 位8080 是 8 位8088/ 8086/80286 是 16 位80386/80486、Pentium 是 32 位,1.2.5 带符号机器

11、数的表示方法 （8位机器整数为例）,机器数的三种编码方式：X原 X反 X补一、原码表示法（一）定义：（二）例： 0的机器数（有2个）（三）表示范围：-127+127（四）8位机器数原码列表：,注意只有带符号数的机器数才有原、反、补码,1.2 计算机中数值数据的表示 1.2.5 带符号机器数的表示方法,二、反码表示法（一）定义：（二）例： 0的机器数（有2个）（三）表示范围：-127+127（四）8位机器数反码列表：,1.2 计算机中数值数据的表示 1.2.5 带符号机器数的表示方法,三、补码表示法 引入目的：将减运算变为加运算 CPU中只有累加器 例：时钟对时 11点 调到8点 可-3，可+9

12、 因为11+9=11+1+8=12+8=0+8=8 MOD=12-3的运算可以用+9来代替 是因为 -3对模12的补码为+9,模：计量器具的容量，或称为模数。4位字长的机器表示的二进制整数为： 00001111 共16种状态，模为16= 24 ；N位字长二进制整数的模值为 2n；一位符号位的二进制纯小数的模值为2。,1.2 计算机中数值数据的表示 1.2.5 带符号机器数的表示方法,（一）定义：正数的补码同原码；负数的补码等于反码末位加1，符号位为1。或,（二）例： 0、1、100的补码（2种求法）（三）表示范围：-128+127（四）8位机器数补码列表：（五）补码运算：,1.2 计算机中数值

13、数据的表示 （五）补码运算：,1、运算法则1）X补补 = X原2）X + Y补 = X补 +Y补3）X Y补 = X补 + -Y补4）-Y补 = Y补 的变补（变补规则是，对Y补 的每一位（包括符号位）按位取反加1，则结果就是-Y补。当然也可以直接对-Y求补码，结果是一样的。）,2、例：用补码计算下式1）48 + 69 = 2）95 37 = 3）63 + 87 = 4）-48 96 =,1.2 计算机中数值数据的表示,1.2.6 机器数运算的“溢出”问题一、溢出：运算结果超出了机器数的表示范围，就产生了“溢出”。二、判断：（一）人工判断：同号数相加，符号改变，（或异号数相减，差的符号与被减数相反）则发生了溢出（二）机器判断：设数值位向符号位的进位为Cd，符号位向上的进位为Cs，则,一般情况下判断计算是否溢出，可直接用原码书写计算解决。看下例：,-,0,1,0,0,1,0,0,1,是否有溢出？,实际上,计算机在进行计算时,每一位都可产生进位或借位,因此,这2个符号代表最高位和次高位产生的进位或借位。,1.2 计算机中数值数据的表示,1.2.7 计算机中小数的表示方法定点数与浮点数（自学）,阶符,阶码,尾符,尾数,小数点隐含,