《微机课件第1章2010OK》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机课件第1章2010OK（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、微型计算机原理与接口技术,本门课的参考书,1.凡与汇编程序设计、与80X86硬件接口有关的书 与资料 2.戴梅萼.微型计算机技术及应用(第3版）.清华大学出版社.2003年 3.仇玉章等.32位微型计算机原理与接口技术. 清华大学出版社.2004年,答疑, ,教材,孙力娟等.微型计算机原理与接口技术. 清华大学出版社.2007年2月,本门课的课程与实验安排,考试与成绩,序 言,存储器,按照冯.诺依曼的计算机体系结构思想,计算机发展,第一代（1946 1958） 电子管计算机,第二代（1959 1963） 晶体管计算机,第三代（1964 1970） 集成电路电子计算机,第四代（1971 1990
2、） 大规模集成电路,第五代（1991 ） 黄金时期,什么是微型计算机？,本课程涉及的内容,计算机按体积、性能和价格等分类，可分为： 巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机,微型计算机的特点： 体积小、重量轻、价格低廉 简单灵活、可靠性高 功耗低、对使用环境要求不高 结构灵活 、应用面广,存储器,输入/输出 接口电路,运算器控制器,CPU,微型计算机的发展方向,并行化运算速度更高、存储容量更大、功能更强、并行处理。 微型化减小体积、重量、价格，便于携带。 网络化将分布在各区域的计算机和外部设备连成一个功能强大的网络系统，共享软硬件和数据信息资源。 多媒体化具有处理文本、图形图像、音频、视频及网络
3、等功能，实现电脑、电视、电话的“三电一体”。 智能化模拟人的感觉和思维，具有逻辑推理和学习能力，能会“看、听、说、想、做”。,课程内容,本课程讲述了位微型机的硬件、软件的基本知识，其中：,硬件： 位微处理器的指令系统，微处理器结构，中断系统，I/O系统与常规I/O接口电路及其应用,软件：汇编语言程序设计,本课程涉及到的基础知识有：数字电路, DOS操作命令，数制和码制。,第1章 计算机基础,解决微型机领域中数的不同表示方法 一常用计数制 1. 十进制数：编程时使用（D） 2. 二进制数：计算机内部信息存储，运算， 输入/ 输出都是二进制数（B）,1.1 计算机中的数制,在二进制计数系统中，表示
4、数据的数字符号只有两个，即0和1；大于1的数就需要两位或更多位来表示； 以小数点为界向前各位的位权依次是20，21，22，向后依次为2-1，2-2，2-3，； 一个二进制数可以通过各位数字与其位权之积的和来计算其大小。,（ ） 权： ,每位代码非即 高位权是低位权的倍 加减运算法则：逢二进一，借一当二,1 0 1 1 1 1,1 1 0 1 1 0 1 0,特点：,3.十六进制数：,人们最常用的是十进制，但在计算机中为了物理实现的方便，采用的是二进制。 人们为了书写阅读方便，又常常采用十六进制数来表示二进制数。 十六进制的基数是16，权值为160、161、，数码有0、1、9、A、B、C、D、E
5、、F。 十六进制用H表示，二进制数用B表示,十六进制与二进制的关系： 每4位二进制数用1位十六进制数来表示,所以，（10，1001， 1010 ，1111）（29AF）16,十六进制数特点： （ A F）16 权：,每位代码，A F 高位权是低位权的16倍 加减运算法则：逢十六进一，借一当十六,二数制转换, 二、八、十六进制数十进制数 算法:每位的代码和该位的权值相乘，再求累加和 如：（）（ ？ ）,解： 123122 021 120121122 = 8 4 0 1 0.5 0.25 =(13.75 )10,如： （A F）16=( ? )10 解： 21639162 10161 15160
6、= 8192 2304 160 15 =(10671)10,. 二进制数十六进制数 四位二进制数为一组，每组用等值的十六进制代换 如：(101011.11)(10,1011.1100)2=(2B.C)16,3十六进制数二进制数 一位十六进制数用等值的四位二进制数代换 如: (17E.58)16（0001,0111,1110.0101,1000)2,4 . 十进制数二进制数 十进制整数二进制数 算法：除取整，直到商为零为止 ，倒排,1 1,2,2,2,1,2,0,所以，(11)10=(1011)2,5,2,十进制数纯小数二进制数 算法:乘2取整,直到乘积的小数部分为0时止，顺排, (0.8125
7、)10=(0.1101)2,十进制带小数 二进制数 整数、纯小数分别计算,再合并 (11.8125)10=(1011.1101)2,例:设 X =(01010110)2 Y =(5 A)16 问: X,Y谁大?,解: 转换成同一数制比。等值的十进制数谁最大。 X=(01010110)2=26242221=(86)10 Y=(5A) 16= 516110160=(90) 10 Y大,不同数制的数比大小,可看它等值的十进制数谁大。,1.2 计算机中数据的编码,一十进制数的二进制编码BCD码 二字符的编码ASCII码 三码制,解决不同信息在计算机中的具体表示,一十进制数的二进制编码BCD码 计算机中
8、采用二进制，但二进制书写、阅读不便，所以在输入输出时人们仍习惯使用十进制。 采用二进制数对每一位十进制数字进行编码来表示一个十进制数，这种数叫做BCD码。 BCD码有多种形式，最常用的是8421BCD码，它是用4位二进制数对十进制数的每一位进行编码，这4位二进制码的值就是被编码的一位十进制数的值。,BCD码在计算机中的存储分为紧凑型和非紧凑型两种：,紧凑型BCD码： （37）D = 0011，0111B 非紧凑型BCD码： （37）D = 0000，0011B 0000，0111B,二字符的编码ASCII码 在计算机中除了数值之外，还有一类非常重要的数据，那就是字符，计算机常用的输入输出设备有
9、键盘、显示器、打印机，它们处理的数都是人熟悉的字符,有英文的大小写字母，数字符号（0，1，9）以及其他常用符号（如：%、+等）。 在计算机中，这些符号都是用二进制编码的形式表示，每一个字符被赋予一个惟一固定的二进制编码。目前，一般都是采用美国标准信息交换码（ASCII），它使用七位二进制编码来表示一个符号。由于用七位码来表示一个符号，故该编码方案中共有128个符号（27=128）。,如：键入“”，实际写入键盘存储区的是31H 即 00110001B 键入“A”， 实际写入键盘存储区的是41H 即 01000001B,又如：欲显示“0”，应把 30H 即 00110000B 显示存储区 欲显示“
10、F ”，应把 46H 即 01000110B 显示存储区,要求同学们要牢记以下18个字符的ASC码： 09的ASC码为 30H 39H AF的ASC码为 41H 46H 回车符的ASC码为 0DH 换行符的ASC码为 0AH,三. 码制,解决在微型机领域中如何表示有符号数？,（一） 真值和机器数的概念,计算机只能识别0和1组成的数或代码，所以有符号数的符号也只能用0和1来表示，,真值：一个数的数值。 用“”表示正数，用“”表示负数 如：+101 -101,把符号数值化，用0表示“+”，用1表示“-”，这 样，连同符号位在一起作为一个数，称为机器数。,机器数：在计算机中如何表示正负?,由于数值部
11、分的表示方法不同，有符号数可有三种表示方法，即机器数有三种形式，分别叫做原码、反码和补码。,字长：包括符号位在内，一个二进制数占有的位数 如：字长n=8的二进制数，除了符号位，数值部 分为7位,1. 原码： 原码表示的有符号数，最高位为符号位，数值位部分就是该数的绝对值。 例如：假设某机器为8位机，即一个数据用8位（二进制）来表示，则： +23(17H)的原码机器数为 00010111 - 23(-17H)的原码机器数为 10010111 其中最高位是符号位，后7位是数值位。,2. 反码： 反码表示的有符号数，也是把最高位规定为符号位，但数值部分对于正数是其绝对值，而对于负数则是其绝对值按位取
12、反（即1变0，0变1）。 例如：+23的反码机器数为 00010111 - 23的反码机器数为 11101000 数字0的反码有2种表示： (+0)10=(00000000)2 (- 0)10=(11111111)2,3. 补码： 补码表示的有符号数，对于正数来说同原码、反码一样，但负数的数值位部分为其绝对值按位取反后末位加1所得。 例如：+23的反码为 00010111 -23的反码为 11101000 - 23的补码为 11101001,小结： 机器数比真值数多一个符号位。 正数的原、反、补码与真值数相同。,负数原码的数值部分与真值相同；负数反码的数 值部分为真值数按位取反;负数补码的数值
13、部分为真值 数按位取反末位加1。,没有负零的补码，或者说负零的补码与正零的补 码相同。,补码机器数的数值范围 设机器数字长=n位,用来表示整数,则n位补码数,其 真值范围为 -2n-1 +2n-1 - 1,由于补码表示的机器数更适合运算，为此，计算机 系统中负数一律用补码表示。,设：8位补码数为1000,0000 0111,1111 则：十进制真值数为 - 128 +127,设：16位补码数为 1000,0000,0000,00000111,1111,1111,1111 则：十进制真值数为 -32768 +32767,（1）设X补=(96)16,则x=( ? )10 解: x补=(96)16=
14、10010110 则 x= -1101010=(-106)10,（2）设x=(-120)10,则x补=( ? )16 解：x=(-120)10=(-1111000)2 则 x补=(1000,1000) =(88)16,（3）设x=(100)10,则x补=( ? )16 解: x=(100)10=(+110,1100)2 则 x补=(0110,1100)2 =(6C)16,真值与机器数的转换(设字长n=8),（二）整数补码的运算 关于“模”的概念 一个计量器的最大容量称为该计量器的“模”,四位计数器能存00001111共十六个数, 模24,八位计数器能存0000,00001111,1111共25
15、6个数， 模 28,十六位计数器能存 0000,0000,0000,00001111,1111,1111,1111共65536个数， 模 216,2 四位的加法器（由四个全加器组成）模 2416,在上述加法器上进行: 7+6=13,进位为0 8+8=0,进位为1 进位为“1”，其值为16，就是四位加法器的“模”， 它被运算器“丢失”了。,0,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,0,3.整数补码的加减运算 补补补 补补 补 条件： (1) 符号位参加运算 (2) 以2n为模（为字长） (3) 当真值满足下列条件时，结果是正确的，否则结果错误 2n-1 x, y, x+y ,xy +2n-1,x补= 01000010 y补= 00110011, x+y=+117，进位=0， x-y
