《微机原理与接口技术教学课件作者第2版电子教案1课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机原理与接口技术教学课件作者第2版电子教案1课件（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1章 微型计算机基础知识,经历了电子管、第二代晶体管、中小型规模集成电路、超大规模集成电路计算机的发展过程，计算机技术逐步走向成熟。,1.1 微型计算机的发展概况,发展 阶段,只有国家行政和军事机构、科研院所、大公司、部分大学才能用得上。,小型机阶段,对大型机的第一次“缩小化”。,微型机阶段,对大型机的第二次的“缩小化”,代表机型： 苹果公司的APPLE-2,IBM公司的IBM-PC。,客户机/服务器阶段,处理能力强的计算机提供磁盘服务和文件服务，处理能力强的扮演服务器，处理能力弱的充当客户机。,应用于航空，铁路联机订票系统。,互联网阶段,广域网技术的发展促进了TCP/IP的传输控制协议与网
2、际互联协议为标准的因特网的发展。,1.1.1 计算机的发展,大型机阶段,代表机型：DEC 的PDP-1、PDP-8、VAX-11系列小型机，能够满足中小企业的信息处理要求。,直到1994年，我国才实现TCP/IP协议的国际互联网的全功能连接，目前，全国可以通过4大主干网接入因特网。,微型计算机是指以大规模，超大规模集成电路的微处理器为核心，配以存储器，输入输出接口电路及系统总线所构造出的计算机系统。,1.1.2 微型计算机的发展,微机发展的五阶段,服务器：,功能强大的处理能力，容量很大的存储器以及快速的输入输出通道和联网能力。,工作站：,与高端微机的差别主要表现在工作站通常要有一个屏幕较大的显
3、示器，以便显示设计图，工程图和控制图等。,台式机：,即通常所说的微型机，由主机箱、CRT显示器、键盘、鼠标等组成。,笔记本：,与台式机功能基本一样，但体积小、重量轻、价值昂贵。,手持设备：,比笔记本更小更轻，如：一个数字助理，商务通，快译通及第三代手机。,1.1.3 计算机的分类,计算机已经广泛应用于各个领域：国家机关，工农业，财经金融，交通运输，文化教育，国防安全，并已走入千家万户。,1. 科学计算：,2. 事务处理：,主要是文本编辑，数据报表，数据检索，情报管理。,特点：数据量大，实时性强。,3. 过程控制：,通过它对工业生产过程中的各个参数进行连续的、实时的控制，可以节约人力物力，减轻劳
4、动强度，减低能源消耗，提高生产效率。,4. 辅助工程：,CAD、CAM、CAE、CAI、CAT等,完全改变传统设计面貌。,由于它能快速准确的计算出结果，大大加快了科学研究的发展。,1.1.4 计算机的应用,5. 人工智能：,利用它的逻辑推理能力，模拟人类的某些智能行为，在应用中开发专家系统、模式识别、问题求解、定理证明、机器翻译和自然语言理解等技术。,6. 网络应用：,网络技术的飞速发展，改变着人们的生产，生活方式。E-mail,协作医疗，网上出版，定制新闻，娱乐休闲，聊天以及虚拟社区等。,计算机系统由硬件和软件组成。软件由程序和相关文档组成。软件是用户 与计算机硬件系统之间的桥梁，它使用户能
5、使用并充分发挥计算机的性能。,1.1.5 软件系统的层次结构和三类编程语言,1.软件系统的层次结构：,软件,系统软件：,为解决用户使用计算机而编写的程序。,操作系统、编译程序、汇编程序、 监控程序、诊断程序。,应用软件：,为解决特定问题而编制的程序,程序包、数据库、窗口软件。,例如：,例如：,2.三类编程语言：,机器语言,汇编语言,高级语言,最贴近机器硬件的二进制代码,使用助记符代替二进制代码,人们使用最多的编程语言，较为流行的有各类C、BASIC等。,1.2 微型计算机数制及其转换,1.2.1 微型计算机常用数制的特点,1. 十进制数,（1）它的数码K共有十个，为0、1、2、3、4、5、6、
6、7、8、9。数码的 个数称为基数，十进制数的基数是10。,（2）在一个数中，每一位有各自的权,任何一个十进制都可以写成以10为底的幂之和的形式。,（3）遵从“逢十进一”的原则。,N = ( a n-1 10 n-1 + a n-2 10 n-2 + + a 10 + a-1 10 -1 + + a -m 10 -m ),例如： (11.51)10,1101 1100 510-1 110-2,权 权 权 权,数码与权的乘积，称为加权系数,十进制数可表示为各位加权系数之和，称为按权展开式。,(246.134)10 = 2102 + 4101 + 6100 + 110-1 + 310-2 + 410
7、-3,10i 称为十进制的权,2. 二进制数,（XXX）2或（XXX）B,数制：0、1,进位规律：逢二进一，借一当二,权：2i 基数：2 系数：0、1,例如 0 + 1 = 1 1 + 1 = 10 11 + 1 = 100 10 1 = 1,按权展开式表示,(1011)2 = 123 + 022 + 121 + 120,将按权展开式按照十进制规律相加，即得对应十进制数。,(1011.11)2 = 123 + 022 + 121 + 120 + 12-1 + 12-2,= 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5 + 0.25 = 11.75,(1011.11)2 = (11.75)10,N =
8、 ( a n-1 2 n-1 + a n-2 2 n-2 + + a 2 + a-1 2 -1 + + a -m 2-m ),例如（1011.23）2或（101123）B,二进制是以2为基数的计数体制。在二进制中， 每位用数码0、1种的任何一个表示，逢二进一。,3. 八进制数,（XXX）8 或（XXX）O,数制：0、1、2、3、4、5、6、7,进位规律：逢八进一，借一当八。,权：8i 基数：8,N = ( a n-1 2 n-1 + a n-2 2 n-2 + + a 2 + a-1 2 -1 + + a -m 2-m ),八进制是以8为基数的计数体制。在八进制中，每位用数码 07 种的任何一
9、个表示，逢八进一。,例如 ( 234.23)8 或 (234.23)O,4. 十六进制数,(XXX)16或 (XXX)H,数码：09、A F,进位规律：逢十六进一，借一当十六。,权：16i 基数：16 系数：09、AF,按权展开式表示,（4E6）16 = 4 162 + E 161 + 6 160,（4E6）16 = 4162+14 161+6 160,将按权展开式按照十进制规律相加，即得对应十进制数。,=（1254）10,（4E6）16 = （1254）10,例如：（4E6）16或（4E6）H,十六进制是以16为基数的计数体制。在十六进制中，每位用数码 09、A、B、C、D、E、F 种的任何
10、一个表示，逢十六进一。,N = ( a n-1 16 n-1 + a n-2 16 n-2 + + a 16 + a-1 16 -1 + + a -m 16 -m ),设基数用R表示，则任意进制数N为：,5. 任意进制数,N = ( a n-1 R n-1 + a n-2 R n-2 + + a R + a-1 R -1 + + a -m R -m ),上述几种任意进制数有以下共同特点：,（1）每一种计数制有一个确定的基数R,每一位的系数ai有R中可能的取值。,（2）按“逢R进一”的方式，在混合小数中，小数点右移一位相当于乘以R， 小数点左移一位相当于除以R。,1. R进制转换为十进制,可以将
11、非十进制写为按权展开式,得出其相加的结果, 就是对应的十进制数,例2,(11010)2=124+123+022+121+020,=24+23+21=(26)10,例1,(111.01)2=122+121+120+02-1+12-2,=22+21+20+2-2=(7.25)10,例3,(174)16 = 1162+7161+4160,=256+112+4=(372)10,1.2.2 几种不同数制间的转换,N = ( a n-1 R n-1 + a n-2 R n-2 + + a R + a-1 R -1 + + a -m R -m ),2. 十进制转换为R进制,整数和小数分别转换 整数部分：除
12、2 取余法 小数部分：乘 2 取整法,例1 将十进制数 (107)10 转换成二进制数,107,26,13,6,2,2,2,2,2,读数顺序,0.625,2,1.250 1,2,0.500 0,2,1.000 1,整数,读数顺序,一直除到商为 0 为止,(107)10= (1101011)2,1,1,0,1,例2 将（0.625）10转换为二进制数,（0.625）10=（0.101）2,1）对于十进制整数的转换,2）对于十进制小数的转换,3,0,1,余数,53,2,2,1,1,0,3）二进制与八进制、十六进制的相互转换,由于 8 = 23 ，因此从二进制的小数点数开始，向左每3位产生1个八进制
13、数字，不足3位的左方补0，得到整数部分的八进制数；向右每3位产生1个八进制数字，不足3位的右方补0，得到小数部分的八进制数。,二进制转换为八进制：,由于 16 = 24 ，因此从二进制的小数点数开始，向左每4位产生1个十六进制数字，不足4位的左方补0，得到整数部分的十六进制数；向右每4位产生1个十六进制数字，不足4位的右方补0，得到小数部分的十六进制数。,二进制转换为十六进制：,1.3 微型计算机中数的表示方法,带有数码化了的正负号的数称为机器数。 机器数的最高位是其符号位，0表示正数，1表示负数。,例如：,0110 0010 = +98,1110 0010 = -98,1.3.1 机器数与真
14、值,1.原码,最高位为0表示正数，1表示负数，后面的各位为其数值 ， 这种数的表示方法称为原码。,但是若两个异号数相加或两个同号数相减时，必须作减法。,2.反码,正数的反码与其原码相同，最高位为0表示正数，其余为数 值位。负数的反码是其对应的正数连同符号位按位取反求得。,（+9）反=0000 1001,（-9）反=1111 0111,（+0）反=0000 0000,（-0）反=1111 1111,1.3.2 原码、反码、补码,（+127）反=0111 1111,（-127）反=1000 0000,例如：,3. 补码,正数的补码与其反码相同，负数的补码是其反码加1。即 在其反码的最低位上加1得到
15、。,例如：,（+9）补=0000 1001,（-9）补=1111 0111,（+0）补=0000 0000,（+127）补=0111 1111,(-127)补=1000 0001,1.补码的运算规则,引入补码后可以将减法变成加法。在八位字长的机器中， 第七位 b7 的进位自然丢失。,例如：,X = 98-10 = 98+(-10) = 88,用补码表示则为（x）补 =（98）补+（-10）补 = 0110 0010 + 1111 0110 = 10101 1000,故（x）补=0101 1000， 则 x=88。,1.3.3 补码的运算规则与溢出判断,2.溢出判断,补码是有一定范围的，八位整数的范围是 +127-128。当运算结果超出该范围时，称为溢出 。,例1：64+67=131=1000 0111。,例2：（-64）+（-67）= -131,最高位的进位自然丢失，机器的运算结果为0111 1001=121，两个负数的和为正数，显然不对，因为-131-128, 产生负向溢出。,补码为1000 0111的数其真值为 -111 1001=-121，显然出错了，因为131127, 称为正向溢出。,（-64）补+（-67）补=1100 0000 + 1011 1001 =1 0111
