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1、第第1章章微型计算机的基微型计算机的基础知识础知识参考书参考书1.王永山王永山微型计算机原理与应用，微型计算机原理与应用，西安电子科技大学西安电子科技大学2.王忠民王忠民微型计算机原理，西安微型计算机原理，西安电子科技大学电子科技大学3.周明德周明德微机原理与接口技术，微机原理与接口技术，人民邮电出版社人民邮电出版社4.雷丽文微机原理与接口技术，雷丽文微机原理与接口技术，电子工业出版社电子工业出版社5.许兴存微型计算机接口技术，许兴存微型计算机接口技术，电子工业出版社电子工业出版社学习微机原理的意义学习微机原理的意义1.电类专业的主干课，必修课。电类专业的主干课，必修课。电类专业的主干课，必修
2、课。电类专业的主干课，必修课。2.许多电类专业的考研课，计算机等级考许多电类专业的考研课，计算机等级考许多电类专业的考研课，计算机等级考许多电类专业的考研课，计算机等级考试的重要课程试的重要课程试的重要课程试的重要课程 。3.许多后续课程的基础，如许多后续课程的基础，如许多后续课程的基础，如许多后续课程的基础，如单片机原理单片机原理单片机原理单片机原理 嵌入式系统嵌入式系统嵌入式系统嵌入式系统 DSPDSP原理原理原理原理计计计计算机网络算机网络算机网络算机网络计算机通信技术计算机通信技术计算机通信技术计算机通信技术前导课：前导课：前导课：前导课：计算机基础计算机基础计算机基础计算机基础讲授计
3、算机基础讲授计算机基础讲授计算机基础讲授计算机基础的相关知识，的相关知识，的相关知识，的相关知识，电路基础电路基础电路基础电路基础、模拟电模拟电模拟电模拟电子技术子技术子技术子技术、数字电子技术数字电子技术数字电子技术数字电子技术讲授有关讲授有关讲授有关讲授有关电路和电子技术的知识。电路和电子技术的知识。电路和电子技术的知识。电路和电子技术的知识。微机的应用：微机的应用：1 1科学和工程计算科学和工程计算科学和工程计算科学和工程计算 科科科科学学学学研研研研究究究究和和和和工工工工程程程程技技技技术术术术领领领领域域域域中中中中有有有有大大大大量量量量复复复复杂杂杂杂的的的的数值运算问题，是计
4、算机应用最早的领域。数值运算问题，是计算机应用最早的领域。数值运算问题，是计算机应用最早的领域。数值运算问题，是计算机应用最早的领域。 特点：特点：特点：特点：计算过程复杂，精度要求高。计算过程复杂，精度要求高。计算过程复杂，精度要求高。计算过程复杂，精度要求高。2 2信息处理：信息处理：信息处理：信息处理： 对对对对数数数数据据据据的的的的非非非非数数数数值值值值处处处处理理理理。如如如如信信信信息息息息的的的的收收收收集集集集、排排排排序序序序、分分分分类类类类、统统统统计计计计、检检检检索索索索。并并并并加加加加工工工工为为为为人人人人们们们们所所所所要要要要求求求求的形式，事物处理占整
5、个计算机应用的的形式，事物处理占整个计算机应用的的形式，事物处理占整个计算机应用的的形式，事物处理占整个计算机应用的8080。 特点：特点：特点：特点：信息量大，计算过程简单。信息量大，计算过程简单。信息量大，计算过程简单。信息量大，计算过程简单。3 3办公自动化：办公自动化：办公自动化：办公自动化：各种文档、表格、图片等的处理。各种文档、表格、图片等的处理。各种文档、表格、图片等的处理。各种文档、表格、图片等的处理。4 4过程控制：过程控制：过程控制：过程控制：过程控制过程控制过程控制过程控制是指将计算机应用于自动控制系统是指将计算机应用于自动控制系统是指将计算机应用于自动控制系统是指将计算
6、机应用于自动控制系统所谓所谓所谓所谓自动控制系统自动控制系统自动控制系统自动控制系统是一种不需要人工干预的过是一种不需要人工干预的过是一种不需要人工干预的过是一种不需要人工干预的过程（包括机械加工过程、热力学过程和化学过程（包括机械加工过程、热力学过程和化学过程（包括机械加工过程、热力学过程和化学过程（包括机械加工过程、热力学过程和化学过程等）。程等）。程等）。程等）。过程控制是用计算机对工业过程进行自动而有过程控制是用计算机对工业过程进行自动而有过程控制是用计算机对工业过程进行自动而有过程控制是用计算机对工业过程进行自动而有效的检测与控制。效的检测与控制。效的检测与控制。效的检测与控制。特点
7、：实时性特点：实时性特点：实时性特点：实时性要求及时采集检测数据，经要求及时采集检测数据，经要求及时采集检测数据，经要求及时采集检测数据，经过计算机计算后及时对被控对象进行自动控制过计算机计算后及时对被控对象进行自动控制过计算机计算后及时对被控对象进行自动控制过计算机计算后及时对被控对象进行自动控制和调节。和调节。和调节。和调节。5 5民用事业民用事业民用事业民用事业 通讯、交通管理、家用电器、多媒体教学、通讯、交通管理、家用电器、多媒体教学、通讯、交通管理、家用电器、多媒体教学、通讯、交通管理、家用电器、多媒体教学、家用电脑等。家用电脑等。家用电脑等。家用电脑等。6 6计算机辅助技术计算机辅
8、助技术计算机辅助技术计算机辅助技术CAD-CAD-计算机辅助设计计算机辅助设计计算机辅助设计计算机辅助设计( (Computer Aided Computer Aided Design)Design)，是计算机绘图，使设计过程半自动，是计算机绘图，使设计过程半自动，是计算机绘图，使设计过程半自动，是计算机绘图，使设计过程半自动化和自动化。化和自动化。化和自动化。化和自动化。CAM-CAM-计算机辅助制造计算机辅助制造计算机辅助制造计算机辅助制造( (Computer Aided Computer Aided Manufacturing);Manufacturing);是数控机床，围绕数控机是数
9、控机床，围绕数控机是数控机床，围绕数控机是数控机床，围绕数控机床有一组自动化设备用以完成加工件的运输、床有一组自动化设备用以完成加工件的运输、床有一组自动化设备用以完成加工件的运输、床有一组自动化设备用以完成加工件的运输、组装、加工、测量等功能。组装、加工、测量等功能。组装、加工、测量等功能。组装、加工、测量等功能。CAI-CAI-计算机辅助教育计算机辅助教育计算机辅助教育计算机辅助教育( ( Computer Computer Assisted Instruction); Assisted Instruction); 特点：综合利用计算机的计算、逻辑判断、信特点：综合利用计算机的计算、逻辑判
10、断、信特点：综合利用计算机的计算、逻辑判断、信特点：综合利用计算机的计算、逻辑判断、信息处理的功能，并具有很强的人机交互特性。息处理的功能，并具有很强的人机交互特性。息处理的功能，并具有很强的人机交互特性。息处理的功能，并具有很强的人机交互特性。第一章：微型计算机的基础知识第一章：微型计算机的基础知识1.1 计算机中的数和编码系统计算机中的数和编码系统 一、数制及数制转换一、数制及数制转换一、数制及数制转换一、数制及数制转换 二、计算机中数的表示及运算二、计算机中数的表示及运算二、计算机中数的表示及运算二、计算机中数的表示及运算 三、信息的编码方法三、信息的编码方法三、信息的编码方法三、信息的
11、编码方法 1.2 微型计算机系统概述微型计算机系统概述 一、计算机的基本结构及工作原理一、计算机的基本结构及工作原理一、计算机的基本结构及工作原理一、计算机的基本结构及工作原理二、微型计算机的基本结构与系统组成二、微型计算机的基本结构与系统组成二、微型计算机的基本结构与系统组成二、微型计算机的基本结构与系统组成 1.1 1.1 计算机中的数和编码系统计算机中的数和编码系统一、数制及数制转换一、数制及数制转换1.计数制及十进制数计数制及十进制数2.二进制数二进制数3.十六进制数十六进制数4.数制书写约定数制书写约定5.不同数制之间的转换不同数制之间的转换u十进制十进制人们日常使用最多的是十进制数
12、，是根据人们日常使用最多的是十进制数，是根据人们日常使用最多的是十进制数，是根据人们日常使用最多的是十进制数，是根据“ “逢十进一逢十进一逢十进一逢十进一” ”的的的的原则进行计数的。一个十进制数，它的数值是由原则进行计数的。一个十进制数，它的数值是由原则进行计数的。一个十进制数，它的数值是由原则进行计数的。一个十进制数，它的数值是由数码数码数码数码0 0、1 1、2 2、8 8、9 9来表示的。数码所处的位置不同，代表来表示的。数码所处的位置不同，代表来表示的。数码所处的位置不同，代表来表示的。数码所处的位置不同，代表数的大小也不同。从右起的第一位是个位，第二位是十数的大小也不同。从右起的第
13、一位是个位，第二位是十数的大小也不同。从右起的第一位是个位，第二位是十数的大小也不同。从右起的第一位是个位，第二位是十位，第三位是百位、位，第三位是百位、位，第三位是百位、位，第三位是百位、。“ “权权权权” ”：个、十、百、千、万个、十、百、千、万个、十、百、千、万个、十、百、千、万在数学上叫做在数学上叫做在数学上叫做在数学上叫做“ “权权权权” ” 。十进制数的权是以。十进制数的权是以。十进制数的权是以。十进制数的权是以1010为底的幂。为底的幂。为底的幂。为底的幂。“ “基基基基” ”：所使用的数码的个数称为所使用的数码的个数称为所使用的数码的个数称为所使用的数码的个数称为“ “基基基基
14、” ” （如十进制数（如十进制数（如十进制数（如十进制数中基为中基为中基为中基为1010）。）。）。）。“ “数值数值数值数值” ”：每一位上的数码与该位：每一位上的数码与该位：每一位上的数码与该位：每一位上的数码与该位“ “权权权权” ”的乘积表示了该的乘积表示了该的乘积表示了该的乘积表示了该位数值的大小。位数值的大小。位数值的大小。位数值的大小。1 1、计数制及十进制数、计数制及十进制数数码：数码：如如 0、1、2、9进位：进位：如如 逢十进一逢十进一基：基： 如如 R10权：权： 如如 10i（i为序号）为序号）计数制四要素计数制四要素例题：例题：5555.55555.5 5 5 5 5
15、 . 55 5 5 5 . 5 序号：序号：序号：序号：3 2 1 0 3 2 1 0 . -1. -1 权：权：权：权： 10103 3 10102 2 10 101 1 10 100 0 . . 1010-1-1按权展开相加按权展开相加按权展开相加按权展开相加 5555.55555.55 5 10103 3+5+5 10102 2+5+5 10101 1+5+5 10100 0 +5+5 1010-1-15000 + 500 + 50 + 5 + 0.55000 + 500 + 50 + 5 + 0.5数码在数中的位置不同，其值也不同。数码数码在数中的位置不同，其值也不同。数码与与“权权”
16、的乘积就是该位数值大小。的乘积就是该位数值大小。权权数码数码数值数值2 2、二进制数、二进制数l以以以以2 2 2 2为为为为基基基基数数数数的的的的数数数数制制制制称称称称为为为为二二二二进进进进位位位位计计计计数数数数制制制制，它它它它只只只只包包包包括括括括0 0 0 0和和和和1 1 1 1两两两两个个个个数数数数码码码码，很很很很容容容容易易易易用用用用电电电电子子子子元元元元件件件件的的的的两两两两种种种种不不不不同同同同的的的的状状状状态态态态来来来来表表表表示示示示，例例例例如如如如，用用用用高高高高电电电电平平平平表表表表示示示示1 1 1 1，用用用用低低低低电电电电平表示
17、平表示平表示平表示0 0 0 0。所以，计算机中通常采用二进制数。所以，计算机中通常采用二进制数。所以，计算机中通常采用二进制数。所以，计算机中通常采用二进制数。l二进制数的计数特征：二进制数的计数特征：二进制数的计数特征：二进制数的计数特征：逢二进一逢二进一逢二进一逢二进一，运算简单。，运算简单。，运算简单。，运算简单。 l在加、减、乘、除四则运算中，乘法实质上是在加、减、乘、除四则运算中，乘法实质上是在加、减、乘、除四则运算中，乘法实质上是在加、减、乘、除四则运算中，乘法实质上是做移位加法，除法则是移位减法。做移位加法，除法则是移位减法。做移位加法，除法则是移位减法。做移位加法，除法则是移
18、位减法。 返回本节四要素四要素数码数码：0、1进位进位：逢二进一：逢二进一基基： R2权权： 2i（i为序号）为序号）例题例题1 1：1101.111101.11 1 1 0 1 . 1 1 1 1 0 1 . 1 1序号：序号：序号：序号：3 2 1 0 3 2 1 0 . -1 -2. -1 -2权：权：权：权： 2 23 3 2 22 2 2 21 1 2 20 . 0 . 2 2-1 -1 2 2-2-2按权展开相加：按权展开相加：按权展开相加：按权展开相加：1101.111101.111 1 2 23 3+1+1 2 22 2+0+0 2 21 1+1+1 2 20 0 +1+1 2
19、 2-1 -1 +1+1 2 2-2-2 8 + 4 + 0 + 1 + 0.5 + 0.258 + 4 + 0 + 1 + 0.5 + 0.25权权数码数码值值例题例题2 2：1010 101011010 101011010 10101128+126+124+122 +120 256 + 64 + 16 + 4 + 1341特点：位数多，难识别，易错。特点：位数多，难识别，易错。3 3 十六进制数十六进制数u为为了了书书写写和和阅阅读读方方便便，经经常常采采用用十十六六进进制制数数作作为为二二进进制制的的缩缩写写形形式式，这这样样书书写写长长度短。度短。u在计数时，逢十六进一。在计数时，逢十
20、六进一。u而十六进制数与二进制数转换方便。而十六进制数与二进制数转换方便。四要素四要素数码数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F进位：进位：逢十六进一逢十六进一基基： R16权权： 16i（i为序号）为序号）例题例题37B163162+7161+11160 891105C89.A16 =5163+12162+8161+9160 +1016-1 =23689.62510特点：位数少，易于书写特点：位数少，易于书写。十十进进制制数数、二二进进制制数数、十十六六进进制制数数对对照照表表 计算机中采用二进制的原因计算机中采用二进制的原因可行性可行性（物理实现方便）（物理实
21、现方便）简易性简易性（运算简单）（运算简单）4个加、减公式，个加、减公式，十进制十进制55个个可靠性可靠性两个状态控制简单，传输可靠。两个状态控制简单，传输可靠。u计算机用二进制计算机用二进制u人用十进制人用十进制十六进制十六进制4 4 数制书写约定数制书写约定u101 101 是二、十、十六进制数？是二、十、十六进制数？是二、十、十六进制数？是二、十、十六进制数？u在在在在书书书书写写写写计计计计算算算算机机机机程程程程序序序序时时时时，一一一一般般般般不不不不用用用用基基基基数数数数作作作作为为为为下下下下标标标标来来来来区区区区分分分分各各各各种种种种进进进进制制制制，而而而而是是是是用
22、用用用相相相相应应应应的的的的英英英英文文文文字字字字母母母母作作作作后后后后缀来表示各种进制。缀来表示各种进制。缀来表示各种进制。缀来表示各种进制。例如：例如：例如：例如：u BB（BinaryBinary）二进制二进制二进制二进制u DD（DecimalDecimal）十十十十进进进进制制制制（一一一一般般般般DD可可可可省省省省略略略略，即无后缀的数字为十进制数）即无后缀的数字为十进制数）即无后缀的数字为十进制数）即无后缀的数字为十进制数）u HH（HexadecimalHexadecimal）十六进制十六进制十六进制十六进制例题：例题：例：例：110011B、1011.1B例：例：11
23、0011D、325、65579例：例：110011H、54ABCH、FAD34H5 5、不同进制之间的转换、不同进制之间的转换原因：原因：原因：原因： 由由由由于于于于我我我我们们们们习习习习惯惯惯惯十十十十进进进进制制制制计计计计数数数数，所所所所以以以以在在在在研研研研究究究究问问问问题题题题或或或或讨讨讨讨论论论论解解解解题题题题的的的的过过过过程程程程时时时时，总总总总是是是是用用用用十十十十进进进进制制制制来来来来考考考考虑虑虑虑和和和和书书书书写写写写的的的的。当当当当考考考考虑虑虑虑成成成成熟熟熟熟后后后后，要要要要把把把把问问问问题题题题变变变变成成成成计计计计算算算算机机机机
24、能能能能够够够够“ “认认认认识识识识” ”的的的的形形形形式式式式，即即即即把把把把问问问问题题题题中中中中的的的的所所所所有有有有十十十十进进进进制制制制数数数数转转转转换换换换成成成成二二二二进进进进制制制制代代代代码码码码，因因因因此此此此需需需需要要要要用用用用到到到到“ “十十十十进进进进制制制制转转转转换换换换成成成成二二二二进进进进制制制制数数数数” ”的的的的方方方方法法法法。计计计计算算算算机机机机运运运运算算算算完完完完毕毕毕毕得得得得到到到到二二二二进进进进制制制制结结结结果果果果后后后后，又又又又需需需需要要要要用用用用到到到到“ “二二二二进进进进制制制制数数数数转
25、转转转换换换换为为为为十十十十进进进进制制制制数数数数” ”的的的的方方方方法法法法。才才才才能能能能把把把把运运运运算算算算结结结结果果果果用用用用十十十十进进进进制制制制形形形形式式式式显显显显示示示示出出出出来来来来。由由由由于于于于二二二二进进进进制制制制数数数数书书书书写写写写较较较较烦烦烦烦、易易易易错错错错，又又又又经经经经常常常常用用用用十十十十六六六六进进进进制制制制表表表表示示示示，这这这这就就就就需需需需要要要要二二二二进进进进制制制制与与与与十十十十六六六六进进进进制制制制数数数数之之之之间间间间的转换的转换的转换的转换 （1 1）二进制、十六进制）二进制、十六进制十进
26、制十进制基本方法：按权展开相加基本方法：按权展开相加 利利用用十十进进制制数数的的运运算算法法则则求求和和，即即可可得得到到等值的十进制数。等值的十进制数。例题例题：101 101.101101 101.101BB= =1 1 2 25 5+1+1 2 23 3+1+1 2 22 2+1+1 2 20 0 +1+1 2 2-1 -1 +1+1 2 2-3-3=32+8+4+1+0.5+0.125=45.625=32+8+4+1+0.5+0.125=45.625简单方法：简单方法：简单方法：简单方法： 1 0 1 1 0 1 . 1 0 1 1 0 1 1 0 1 . 1 0 1 32 32 1
27、616 8 4 8 4 2 2 1 1 . 0.5 . 0.5 0.250.25 0.125 0.125 =45.625=45.625例题：例题：FFFFH=15163+15162+15161+15160 =65535(2) (2) 十进制十进制二进制、十六进制二进制、十六进制l l整数转换为整数整数转换为整数l l 小数转换为小数小数转换为小数l l 混合数转换为混合数混合数转换为混合数十进制整数十进制整数二、十六进制整数二、十六进制整数方法：方法：除除R取余，直到商为取余，直到商为0，先得到的余数为低，先得到的余数为低位，后得到的为高位。位，后得到的为高位。二进制：二进制： R=2十六进制
28、：十六进制：R=16例例1 1：将：将4747D D转换为二进制转换为二进制例例2 2：将：将39103910转换为十六进制数转换为十六进制数十进制小数十进制小数二、十六进制小数二、十六进制小数方法：方法：乘乘R取整，先得到的整数为高位，后得到的取整，先得到的整数为高位，后得到的为低位，乘不尽时以满足精度为止。为低位，乘不尽时以满足精度为止。二进制：二进制： R=2十六进制：十六进制：R=16例例1 1：求：求0.3750.375的二进制数的二进制数 0.375 0.375 ) 2 ) 2 0.750 - 0.750 - 整数整数整数整数 0 0 高位高位高位高位 ) 2 ) 2 1.500
29、- 1.500 - 整数整数整数整数 1 1 0.5 0.5 ) 2 ) 2 1.0 1.0- - 整数整数整数整数 1 1 低位低位低位低位小数部分为小数部分为小数部分为小数部分为0 0结束转换结束转换结束转换结束转换 结果：结果：结果：结果：0.375=0.0110.375=0.011BB例例2 2：求：求0.656250.65625的十六进制数的十六进制数 0.65625 0.65625 ) 16 ) 16 393750 393750 65625 65625 10.50000 - 10.50000 - 整数整数整数整数 10( 10(A) A) 高位高位高位高位 0.5 0.5 ) 16
30、 ) 16 8.08.0- - 整整整整数数数数 8 8 低低低低位位位位 0.65625=0.0.65625=0.A8HA8H十进制混合数十进制混合数二、十六进制混合数二、十六进制混合数方法：整数和小数分别转换再相加方法：整数和小数分别转换再相加例：例：215.8627=215+0.8267=1101 0111B+0.110111B +1101 0111.110111B(3)(3)二进制与十六进制之间转换二进制与十六进制之间转换 由由于于2 24 4=16=16，每每4 4位位二二进进制制数数与与一一个个十十六六进进制制数数相相对对应应。使使二二进进制制与与十十六六进进制制数数之之间间的转换
31、较为简单的转换较为简单 二进制二进制十六进制十六进制方法：以小数点为中心，向左向右方法：以小数点为中心，向左向右每四位一组，不足每四位一组，不足4 4位补位补0 0，然后，然后将其转换为对应的十六进制数将其转换为对应的十六进制数例：例：0000001 1011 1101 1000.1001 110000B 1 B D 8 . 9 C返回本节十六进制十六进制二进制二进制方法：将每位十六进制数直接转换方法：将每位十六进制数直接转换成相应的二进制数。成相应的二进制数。例：例：3AF.B2H=0011 1010 1111 . 1011 0010B二、计算机中数的表示及运算二、计算机中数的表示及运算u计
32、算机中的数分两大类：计算机中的数分两大类：无符号数：无符号数：全部有效位都用以表示数全部有效位都用以表示数的大小的大小带符号数：带符号数：数有正、负，如何表示？数有正、负，如何表示？u规定：数的最高位为符号位规定：数的最高位为符号位0正数（）正数（）1负数（）负数（）带符号数的表示带符号数的表示-符号数值化符号数值化 构成计算机电路最基本的器构成计算机电路最基本的器件只有两个状态，分别表示二进件只有两个状态，分别表示二进制数码制数码0 0和和1 1，因此数的正、负号，因此数的正、负号也只能用也只能用0 0和和1 1来表示。符号来表示。符号数值化数值化。例例例例1 1：100 1101100 1
33、101在机器中表示在机器中表示在机器中表示在机器中表示0 0100 1101100 1101例例例例2 2：100 1101100 1101在机器中表示在机器中表示在机器中表示在机器中表示1 1100 1101100 1101例：在例：在8位微机中，一个数常用位微机中，一个数常用8位二进制位二进制表示表示D7D7DD6 6DD5 5DD4 4DD3 3DD2 2DD1 1DD0 00/10/11 10 00 01 11 10 01 1符号位符号位符号位符号位数值位数值位数值位数值位例：机器数例：机器数1100 1101看作带符号数，其值为看作带符号数，其值为 -77看作无符号数，其值为看作无符
34、号数，其值为 205u机器数机器数：一个数在计算机中的表示一个数在计算机中的表示形式。（用形式。（用0、1表示正、负的数）表示正、负的数）u真值：真值：这个数本身（用这个数本身（用+、-表示符表示符号）称为数的真值号）称为数的真值问题：问题：问题：问题：一个数的数值和符号都用二进制数码表示，进一个数的数值和符号都用二进制数码表示，进一个数的数值和符号都用二进制数码表示，进一个数的数值和符号都用二进制数码表示，进行运算时，计算机如何处理符号呢？行运算时，计算机如何处理符号呢？行运算时，计算机如何处理符号呢？行运算时，计算机如何处理符号呢？符号和数值位同时参加运算，还是分别处理呢符号和数值位同时参
35、加运算，还是分别处理呢符号和数值位同时参加运算，还是分别处理呢符号和数值位同时参加运算，还是分别处理呢？ 为处理好此问题，就产生了把符号和数值位一为处理好此问题，就产生了把符号和数值位一为处理好此问题，就产生了把符号和数值位一为处理好此问题，就产生了把符号和数值位一起进行编码的各种方法：起进行编码的各种方法：起进行编码的各种方法：起进行编码的各种方法：原码、补码、反码原码、补码、反码1、原码、补码、反码、原码、补码、反码原码原码定义：定义：整数整数的原码是指：其符号位的的原码是指：其符号位的0 0或或1 1表示表示的正负，其数值部分就是的正负，其数值部分就是的绝对值。的绝对值。通常用通常用 原
36、原表示表示的原码的原码 。原码是机器数。原码是机器数之一。之一。例例=+ +105=105=+ +110 1001B110 1001B，原原0 0110 1001110 1001B B例例=- -105=105=- -110 1001B110 1001B，原原1 1110 1001110 1001B B例例+0+0原原0 0000 0000000 0000B, -0B, -0原原1 1000 0000000 0000B B原码特点原码特点1 1、简单、易懂、直观、求真值方便。、简单、易懂、直观、求真值方便。、简单、易懂、直观、求真值方便。、简单、易懂、直观、求真值方便。2 2、数值范围：、数值
37、范围：、数值范围：、数值范围：8 8位二进制数用原码表示的数的范位二进制数用原码表示的数的范位二进制数用原码表示的数的范位二进制数用原码表示的数的范围为围为围为围为127127127127 127127127127原原原原0 0111 1111111 1111111 1111111 1111B B B B 127127127127原原原原1 1111 1111111 1111111 1111111 1111B B B B3 3、数、数、数、数0 0的原码有两种不同的形式的原码有两种不同的形式的原码有两种不同的形式的原码有两种不同的形式 4 4、加减运算复杂，符号和数值分别处理。类似、加减运算复
38、杂，符号和数值分别处理。类似、加减运算复杂，符号和数值分别处理。类似、加减运算复杂，符号和数值分别处理。类似笔算，要考虑同号、异号、加、减。笔算，要考虑同号、异号、加、减。笔算，要考虑同号、异号、加、减。笔算，要考虑同号、异号、加、减。补码补码u由于原码表示运算复杂，从而使计算机由于原码表示运算复杂，从而使计算机的运算器结构也很复杂，实际中采用另一的运算器结构也很复杂，实际中采用另一种机器码表示：种机器码表示：补码补码u补码表示的数，符号与数值一样参加运补码表示的数，符号与数值一样参加运算，减法可转换成加法，因而使计算机的算，减法可转换成加法，因而使计算机的结构大为简化。结构大为简化。（1）模
39、和补码的概念）模和补码的概念（以时钟为例说明）以时钟为例说明）模模：准确时间：准确时间：3点点现在时间：现在时间：5点（快点（快2小时）小时）调整方法：调整方法：倒拨倒拨523顺拨顺拨510312312丢失丢失因钟面因钟面12与与0点重合，可把点重合，可把12看作看作0，因此因此 102u 12 12是时钟的计时容量，相当于是时钟的计时容量，相当于是时钟的计时容量，相当于是时钟的计时容量，相当于1212进制，逢进制，逢进制，逢进制，逢1212进进进进1 1，但进位在钟面上不能保留下来而丢失，只，但进位在钟面上不能保留下来而丢失，只，但进位在钟面上不能保留下来而丢失，只，但进位在钟面上不能保留下
40、来而丢失，只留下留下留下留下3 3。数学上称。数学上称。数学上称。数学上称1212这个数为模（这个数为模（这个数为模（这个数为模（modulus)modulus)，简写为简写为简写为简写为modmod。表示为：表示为：表示为：表示为： X+12= X (mod 12)X+12= X (mod 12)u当当当当XX为负数也成立：为负数也成立：为负数也成立：为负数也成立：例例例例X=X=2 2。2 212122 (mod 12)2 (mod 12)10=10=2 (mod 12)2 (mod 12)由由5103123可知可知顺时钟的顺时钟的10与逆时钟与逆时钟的的2对模对模12成补数关系成补数关系
41、 在模在模12的意义下，负数（的意义下，负数（2）可以转换）可以转换为正数（为正数（10），即），即2的补码为的补码为10。表示为：表示为： 【2】补补10 (mod 12) 【2】补补212 (mod 12)模模12用用K表示得到补码的公式：表示得到补码的公式：【X】补补 X+K (mod K)即一个负数的补码模加上该负数即一个负数的补码模加上该负数结果结果1.1.负数可以转换为正数负数可以转换为正数2.2.减法可以转换为加法减法可以转换为加法例如：例如：12122 212121010(mod 12)(mod 12)两个结论两个结论：u计算机中负数也可用补码表示，减法变加法。计算机中负数也可
42、用补码表示，减法变加法。【X】补补 28 +X (mod 28)【X】补补 2n +X (mod 2n)u但求补码需作减法，引入补码就无意义，因但求补码需作减法，引入补码就无意义，因此需改进求补码方法。此需改进求补码方法。u将此概念推广到计算机，若二进制位数将此概念推广到计算机，若二进制位数n8，最大计数容量最大计数容量256，模，模K280u求补码的方法求补码的方法正数：正数： 【X】补补X【X】原原负数：只有负数才需求补码。三种方法：负数：只有负数才需求补码。三种方法：根据定义求：【根据定义求：【根据定义求：【根据定义求：【XX】补补补补 2 2n n +X +X利用原码求：对其原码除符号
43、位以外求反加利用原码求：对其原码除符号位以外求反加利用原码求：对其原码除符号位以外求反加利用原码求：对其原码除符号位以外求反加1 1直接求补法：对其原码除符号位及最低位直接求补法：对其原码除符号位及最低位直接求补法：对其原码除符号位及最低位直接求补法：对其原码除符号位及最低位1 1以以以以后不变，其它求反。后不变，其它求反。后不变，其它求反。后不变，其它求反。根据定义求：【根据定义求：【X X】补补 2 2n n +X +X例：例：X= 101 0111B, n=8【X】补补= 28+(101 0111B) =10000 0000B 101 0111B =1010 1001B 要做一次减法，不
44、实用！要做一次减法，不实用！利用原码求：对其原码除符号利用原码求：对其原码除符号位以外求反加位以外求反加1 1例例1：X= 101 0111B【X】原原= 1101 0111B【X】补补= 1010 1000B 1 = 1010 1001B例例例例2 2：X= X= 110 0100B110 0100B【XX】原原原原= = 1 1110 0100110 0100BB【XX】补补补补= = 1 1001 1011001 1011B B 1 1 = = 1 1001 1100B001 1100Bu反之对反之对反之对反之对【XX】补补补补除符号位以外求反加除符号位以外求反加除符号位以外求反加除符号
45、位以外求反加1 1就得就得就得就得【XX】原原原原例例例例3 3：【XX】补补补补= = 1 1001 1100B001 1100B 【XX】补】补补】补补】补补】补【XX】原原原原= = 1 1110 0100110 0100BB直接求补法：对其原码除符号位直接求补法：对其原码除符号位及最低位及最低位1 1以后不变，其它求反。以后不变，其它求反。例例1: X110 1000B【X】原原= 1110 1000B【X】补补= 1001 1000Bu验证：【验证：【X】补补= 1001 01111 = 1001 1000B例例2: X100 1011B【X】原原= 1100 1011B【X】补补=
46、 1011 0101Bu验证：【验证：【X】补补= 1011 01001 = 1011 0101Bu求真值求真值正数：正数： 【X】补补X，0号号负数：负数：对【对【X】补补除符号位以外求反加除符号位以外求反加1， 并将符号并将符号1 号。号。 实质：实质：X X补补X X原原X X真真例例1: 【X】补补= 0101 0111B X真真+101 0111B例例2: 【X】补补= 1011 0000B X真真 101 0000B特点：特点：1 1、数值范围：、数值范围：8 8位二进制数用补码表示的位二进制数用补码表示的数的范围为数的范围为1281281271272 27 7-1=-1=1271
47、27补补0 0111 1111111 1111B B-2-27 7=128128补补1 1000 0000000 0000B B（用定义求）用定义求）2 2、数、数0 0的补码表示唯一：的补码表示唯一： 00补补 00补补0 03 3、运算简单，减法可变加法，符号位参加、运算简单，减法可变加法，符号位参加运算。因此计算机中采用补码表示。运算。因此计算机中采用补码表示。反码反码早期用，现只做为逻辑运算的需要。早期用，现只做为逻辑运算的需要。早期用，现只做为逻辑运算的需要。早期用，现只做为逻辑运算的需要。正数：【正数：【X X】补补【X X】反反【X X】原原X X负数：对其原码除符号位以外求反负
48、数：对其原码除符号位以外求反例例: X100 1011B【X】原原= 1100 1011B【X】反反= 1011 0100B【X】补补= 1011 0101B原码、补码、反码（小结原码、补码、反码（小结1 1）（参见P11表1-1）1.1. 三三三三种种种种编编编编码码码码的的的的最最最最高高高高位位位位都都都都是是是是表表表表示示示示符符符符号号号号位位位位，符符符符号号号号位位位位为为为为0 0，表表表表示示示示真真真真值值值值为为为为正正正正数数数数，其其其其余余余余位位位位即即即即为为为为真真真真值值值值；符符符符号号号号位位位位为为为为1 1，表表表表示示示示真真真真值值值值为为为为
49、负负负负数数数数，其其其其余余余余位位位位除除除除原原原原码码码码外外外外，不不不不再再再再是是是是真真真真值值值值了了了了；对对对对于于于于反反反反码码码码，需需需需按按按按位位位位求求求求反反反反，才才才才是是是是真真真真值值值值；而而而而对对对对于于于于补补补补码码码码，则则则则需需需需按按按按位位位位求求求求反反反反加加加加1 1，才才才才是是是是真值。真值。真值。真值。2.2. 对对对对于于于于正正正正数数数数，三三三三种种种种编编编编码码码码都都都都是是是是一一一一样样样样的的的的，即即即即 xx原原原原=xx反反反反=xx补补补补。对对对对于于于于负负负负数数数数，三三三三种种种
50、种编编编编码码码码就就就就不不不不同同同同了了了了。所所所所以以以以，原原原原码码码码、反反反反码码码码和和和和补补补补码码码码的的的的实实实实质质质质是是是是用用用用来来来来解解解解决决决决负负负负数在机器中表示的三种不同的编码方法。数在机器中表示的三种不同的编码方法。数在机器中表示的三种不同的编码方法。数在机器中表示的三种不同的编码方法。3 3 3 3、 8 8 8 8位位位位二二二二进进进进制制制制原原原原码码码码、反反反反码码码码和和和和补补补补码码码码所所所所能能能能表表表表示示示示的的的的数数数数值值值值范范范范围围围围是是是是不不不不完完完完全全全全相相相相同同同同的的的的：它它
51、它它们们们们分分分分别别别别是是是是127127127127127127127127，127127127127127127127127和和和和128128128128127127127127；其其其其中中中中对对对对于于于于数数数数0 0 0 0的的的的表表表表示示示示也也也也不不不不相相相相同同同同，原原原原码码码码有有有有两两两两种种种种表表表表示示示示法法法法，反码也有两种表示法，补码只有一种表示法。反码也有两种表示法，补码只有一种表示法。反码也有两种表示法，补码只有一种表示法。反码也有两种表示法，补码只有一种表示法。4 4 4 4、 采采采采用用用用补补补补码码码码以以以以后后后后，可
52、可可可分分分分别别别别将将将将加加加加法法法法或或或或减减减减法法法法运运运运算算算算转转转转化化化化为为为为相相相相加加加加或或或或取取取取补补补补相相相相加加加加运运运运算算算算，从从从从而而而而允允允允许许许许电电电电路路路路做做做做得得得得最最最最简简简简单单单单，而而而而且且且且运运运运算算算算速速速速度度度度最最最最快快快快，这这这这就就就就是是是是引引引引进进进进补码的目的（原码和反码己被遗弃）。补码的目的（原码和反码己被遗弃）。补码的目的（原码和反码己被遗弃）。补码的目的（原码和反码己被遗弃）。2 2、补码的运算、补码的运算u采用补码以后，可使正、负数的加、减运算简采用补码以后
53、，可使正、负数的加、减运算简采用补码以后，可使正、负数的加、减运算简采用补码以后，可使正、负数的加、减运算简化为单纯的相加运算，这就是引入补码概念的化为单纯的相加运算，这就是引入补码概念的化为单纯的相加运算，这就是引入补码概念的化为单纯的相加运算，这就是引入补码概念的目的所在。目的所在。目的所在。目的所在。 因此，因此，因此，因此，在微型计算机中，凡是带在微型计算机中，凡是带在微型计算机中，凡是带在微型计算机中，凡是带符号数一律用补码表示，补码存放，补码运算，符号数一律用补码表示，补码存放，补码运算，符号数一律用补码表示，补码存放，补码运算，符号数一律用补码表示，补码存放，补码运算，结果也是补
54、码。结果也是补码。结果也是补码。结果也是补码。u经过证明，不管带符号两数为何种情况：经过证明，不管带符号两数为何种情况：经过证明，不管带符号两数为何种情况：经过证明，不管带符号两数为何种情况： 加：加：加：加： xxxx补补补补+y y y y 补补补补 = = = =x+yx+yx+yx+y 补补补补( ( ( (mod 2mod 2mod 2mod 2n n n n) ) ) ) 减：减：减：减： x-yx-yx-yx-y 补补补补=xxxx补补补补+-+-+-+-yyyy补补补补 ( ( ( (mod 2mod 2mod 2mod 2n n n n) ) ) )u补码的加法运算补码的加法
55、运算例例1：X=11，Y=14，求x补+y 补 XX原原1000 10111000 1011BB X X补补1111 01011111 0101BBYY原原1000 11101000 1110B B YY补补1111 00101111 0010BB 1 11 1110 0111B110 0111B模模280丢失丢失x补+y 补1110 0111BX+Y=001 1001B25例例2：X=11，Y=14，求x补+y 补 XX原原0000 10110000 1011BB X X补补0000 10110000 1011BBYY原原1000 11101000 1110B B YY补补1111 0010
56、1111 0010BB 1 1111 1101B111 1101B xx补补补补+y y 补补补补1 1111 1101B111 1101BX+Y=X+Y=000 0011B000 0011B3 3原码减原码减原码减原码减11111414有借位，补码加无进位。有借位，补码加无进位。有借位，补码加无进位。有借位，补码加无进位。u补码的减法运算补码的减法运算 xy补补= x（y）补补=x补补-y补补l用加法运算代替减法运算，而结果一样，但用加法运算代替减法运算，而结果一样，但要求【要求【y】补补l运算前，机器中存放的是运算前，机器中存放的是x补， y 补 ，如何得到【如何得到【y】补补？l已知一个
57、数的已知一个数的y 补,求【求【y】补补称为称为取补取补方法：方法： 对对y 补补连同符号位求反加连同符号位求反加1得到【得到【y】补补例例1：X=35，Y=26，求xy补 XX原原0010 00110010 0011B XB X补补 0010 0011 0010 0011BBYY原原0001 10100001 1010BBYY补补0001 10100001 1010B B -y补1110 01101110 0110BB 1 10 0000 1001B000 1001B模模280丢失丢失xy补 0000 1001BXY=000 1001B93526原码够减无借位，补码加有进位原码够减无借位，补
58、码加有进位例例2：X=26，Y=35，求xy补 XX原原 0001 1010 0001 1010B XB X补补 0001 1010 0001 1010B B YY原原1 1010 0011B 010 0011B YY补补1 1101 1101101 1101B B -y补0 0010 010 0011B0011B 0 0011 1101B011 1101Bxy补 0 0011 1101B011 1101BXY= 011 1101B011 1101B 61u补码的运算（小结补码的运算（小结）1.1.1.1.采采采采用用用用补补补补码码码码运运运运算算算算后后后后，结结结结果果果果也也也也是是是
59、是补补补补码码码码，欲欲欲欲得得得得真真真真值值值值，还还还还须须须须转转转转换。换。换。换。2.2.2.2.运运运运算算算算时时时时，第第第第一一一一，符符符符号号号号位位位位与与与与其其其其余余余余数数数数值值值值位位位位一一一一起起起起参参参参加加加加运运运运算算算算；第第第第二二二二，符符符符号号号号位位位位产产产产生生生生的的的的进进进进位位位位丢丢丢丢掉掉掉掉不不不不管管管管；第第第第三三三三，要要要要保保保保证证证证运运运运算不超过补码所能表示的最大范围。算不超过补码所能表示的最大范围。算不超过补码所能表示的最大范围。算不超过补码所能表示的最大范围。3.3. 在在在在微微微微型型
60、型型计计计计算算算算机机机机中中中中，凡凡凡凡是是是是带带带带符符符符号号号号的的的的数数数数一一一一律律律律是是是是用用用用补补补补码码码码表表表表示示示示的，因此一定要记住运算的结果也是用补码表示的。的，因此一定要记住运算的结果也是用补码表示的。的，因此一定要记住运算的结果也是用补码表示的。的，因此一定要记住运算的结果也是用补码表示的。4.4.4.4.微计算机本身是无法区别有符号数与无符号数的，即微计算机本身是无法区别有符号数与无符号数的，即微计算机本身是无法区别有符号数与无符号数的，即微计算机本身是无法区别有符号数与无符号数的，即它不管是对有符号数还是无符号数，总是按照规定的它不管是对有
61、符号数还是无符号数，总是按照规定的它不管是对有符号数还是无符号数，总是按照规定的它不管是对有符号数还是无符号数，总是按照规定的要求做加法或取补相加。要求做加法或取补相加。要求做加法或取补相加。要求做加法或取补相加。 3 3、溢出及溢出判断、溢出及溢出判断什么是溢出什么是溢出什么是溢出什么是溢出? ? 无论是带符号还是无符号数，只要数的绝对值超过机无论是带符号还是无符号数，只要数的绝对值超过机无论是带符号还是无符号数，只要数的绝对值超过机无论是带符号还是无符号数，只要数的绝对值超过机器所能表示的最大值时就会发生溢出。器所能表示的最大值时就会发生溢出。器所能表示的最大值时就会发生溢出。器所能表示的
62、最大值时就会发生溢出。带符号数的溢出现象带符号数的溢出现象带符号数的溢出现象带符号数的溢出现象 溢出时数值会向符号位进位，从而影响符号位的正溢出时数值会向符号位进位，从而影响符号位的正溢出时数值会向符号位进位，从而影响符号位的正溢出时数值会向符号位进位，从而影响符号位的正确性，这和正常溢出（符号位的进位）模确性，这和正常溢出（符号位的进位）模确性，这和正常溢出（符号位的进位）模确性，这和正常溢出（符号位的进位）模2 2n n的丢失性质的丢失性质的丢失性质的丢失性质不同。后者不影响结果的正确性，前者结果错，要停机处不同。后者不影响结果的正确性，前者结果错，要停机处不同。后者不影响结果的正确性，前
63、者结果错，要停机处不同。后者不影响结果的正确性，前者结果错，要停机处理。理。理。理。 溢出可能性溢出可能性溢出可能性溢出可能性? ?同号相加，异号相减同号相加，异号相减溢出的判断溢出的判断?方法方法1 1：根据参加运算的两数的：根据参加运算的两数的符号与结果的符号来判断符号与结果的符号来判断例例1；X65，Y67，X+Y？X补补0100 0001Y补补0100 0011 1000 0100X+Y65+67=132127, 溢出了！溢出了！CSCS0 0CPCP1 1CSCS：符号位进位：符号位进位CPCP：次高位进位：次高位进位例例2：X120，Y18，X+Y？X补1000 1000Y补111
64、0 1110 10111 0110X+Y12018=1389有进位有进位结果不对结果不对!原因原因不对的原因：不对的原因： BCD码应该逢码应该逢10进进1。但运算时是按。但运算时是按普通二进制的进位方法，普通二进制的进位方法，4位二进制是位二进制是逢逢16进进1。因此：。因此：1.当结果在当结果在09，正确！如例，正确！如例12.当结果当结果9，错！如例，错！如例2，有两种情况：，有两种情况： 1111 1111结果结果结果结果10011001，现象：非，现象：非，现象：非，现象：非BCDBCD码码码码结果结果结果结果11111111，现象：有进位，现象：有进位，现象：有进位，现象：有进位要
65、调整要调整!调整调整方法：当结果方法：当结果9或有进位或有进位6 6例：上题结果例：上题结果 1100 00000110 01101 0010 011012 6正确正确2 2、字符的编码、字符的编码 在计算机中除了数值之外，还有一类非常在计算机中除了数值之外，还有一类非常重要的数据，那就是重要的数据，那就是字符字符。如：。如：1.英英文文的的大大小小写写字字母母（A，B，C，a，b，c，）（）（共共52个）个）2.数字符号（数字符号（0，1，2，9）（）（10个）个）3.其其他他常常用用符符号号（如如：？、%、+、；、/、等等）（32个个标标点点、34个个控制）控制）ASCIIASCII码码u
66、计算机中，字符都是用固定的二进制编码表示，计算机中，字符都是用固定的二进制编码表示，计算机中，字符都是用固定的二进制编码表示，计算机中，字符都是用固定的二进制编码表示，输入的字符由机器自动转换成二进制存入计算输入的字符由机器自动转换成二进制存入计算输入的字符由机器自动转换成二进制存入计算输入的字符由机器自动转换成二进制存入计算机。机。机。机。u目前微机中普遍采用目前微机中普遍采用目前微机中普遍采用目前微机中普遍采用“ “美国标准信息交换码美国标准信息交换码美国标准信息交换码美国标准信息交换码” ”，即，即，即，即ASCIIASCII码（码（码（码（AAmerican merican S Sta
67、ndard tandard CCode for ode for I Information nformation I Interchangenterchange）。）。）。）。u7 7位二进制编码表示一个符号，共有位二进制编码表示一个符号，共有位二进制编码表示一个符号，共有位二进制编码表示一个符号，共有128128个符个符个符个符号（号（号（号（2 27 7=128=128），从），从），从），从(0000000)(0000000)2 2(1111111)(1111111)2 2ASCII码码ASCIIASCII码在微机外部设备（码在微机外部设备（码在微机外部设备（码在微机外部设备（CRTCR
68、T显示器、键盘、显示器、键盘、显示器、键盘、显示器、键盘、终端等等）和通讯设备的数据表示中广泛使用。终端等等）和通讯设备的数据表示中广泛使用。终端等等）和通讯设备的数据表示中广泛使用。终端等等）和通讯设备的数据表示中广泛使用。 P14P14P14P14表表表表1-31-31-31-3：7 7位位位位ASC1IASC1I码字符表。在内存中每码字符表。在内存中每码字符表。在内存中每码字符表。在内存中每个字符占一个字节。表中最高位未列出，一般个字符占一个字节。表中最高位未列出，一般个字符占一个字节。表中最高位未列出，一般个字符占一个字节。表中最高位未列出，一般表示时都以表示时都以表示时都以表示时都以
69、0 0来代替，也可作奇偶校验位，以来代替，也可作奇偶校验位，以来代替，也可作奇偶校验位，以来代替，也可作奇偶校验位，以确定数据传送是否正确确定数据传送是否正确确定数据传送是否正确确定数据传送是否正确 。如数字。如数字。如数字。如数字0 09 9的的的的ASCIIASCII表示为十六进制数表示为十六进制数表示为十六进制数表示为十六进制数3030HH39H39H，字母字母字母字母AAZ Z的的的的ASCIIASCII码为码为码为码为4141HH5AH5AH。 列列列列0 0 0 01 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 45 5 5 56 6 6 67 7 7 7行行行行位位位位 7
70、6576576576543214321432143210000000000000010010010010100100100100110110110111001001001001011011011011101101101101111111111110 0 0 00000000000000000NULNULNULNULDLEDLEDLEDLESPSPSPSP0 0 0 0 P P P P、p p p p1 1 1 10001000100010001SOHSOHSOHSOHDC1DC1DC1DC1！1 1 1 1A A A AQ Q Q Qa a a aq q q q2 2 2 2001000100
71、0100010STXSTXSTXSTXDC2DC2DC2DC2“2 2 2 2B B B BR R R Rb b b br r r r3 3 3 30011001100110011ETXETXETXETXDC3DC3DC3DC3# # # #3 3 3 3C C C CS S S Sc c c cs s s s4 4 4 40100010001000100EOTEOTEOTEOTDC4DC4DC4DC4$ $ $ $4 4 4 4D D D DT T T Td d d dt t t t5 5 5 50101010101010101ENQENQENQENQNAKNAKNAKNAK% % % %5
72、 5 5 5E E E EU U U Ue e e eu u u u6 6 6 60110011001100110ACKACKACKACKSYNSYNSYNSYN& & & &6 6 6 6F F F FV V V Vf f f fv v v v7 7 7 70111011101110111BELBELBELBELETBETBETBETB, , , ,7 7 7 7G G G GW W W Wg g g gw w w w8 8 8 81000100010001000BSBSBSBSCANCANCANCAN( ( ( (8 8 8 8H H H HX X X Xh h h hx x x x9 9
73、 9 91001100110011001HTHTHTHTEMEMEMEM) ) ) )9 9 9 9I I I IY Y Y Yi i i iy y y y101010101010101010101010LFLFLFLFSUBSUBSUBSUB* * * *: : : :J J J JZ Z Z Zj j j jz z z z111111111011101110111011VTVTVTVTESCESCESCESC+ + + +; ; ; ;K K K K| | | |k k k k 121212121100110011001100FFFFFFFFFSFSFSFS, , , , N N N Nn
74、 n n n151515151111111111111111SISISISIUSUSUSUS/ / / /? ? ? ?O O O Oo o o oDELDELDELDEL美国标准信息交换码美国标准信息交换码 ASCIIASCII（7 7位代码）位代码）3 3、奇偶校验码、奇偶校验码 数码在传送过程中易出错，为便于检测数码在传送过程中易出错，为便于检测是否发生错误，常设置校验码。有许多是否发生错误，常设置校验码。有许多种校验码，奇偶校验码是最简单的一种。种校验码，奇偶校验码是最简单的一种。 奇奇奇奇校校校校验验验验：是是是是指指指指每每每每个个个个代代代代码码码码中中中中所所所所有有有有1 1
75、的的的的个个个个数数数数（包包包包括括括括奇校验位）是奇数。奇校验位）是奇数。奇校验位）是奇数。奇校验位）是奇数。偶偶偶偶校校校校验验验验：是是是是指指指指每每每每个个个个代代代代码码码码中中中中所所所所有有有有1 1的的的的个个个个数数数数（包包包包括括括括偶校验位）是偶数。偶校验位）是偶数。偶校验位）是偶数。偶校验位）是偶数。奇校验奇校验例例1 1：用奇校验传送：用奇校验传送AA的的ASCII码：码：100 0001两个两个1，为达到奇数个，为达到奇数个1，设奇校验位为，设奇校验位为1奇校验码应为奇校验码应为1 100 0001 奇校验位奇校验位奇校验码奇校验码偶校验偶校验例例2 2：用偶
76、校验传送：用偶校验传送CC的的ASCII码：码：100 0011三个三个1，为达到偶数个，为达到偶数个1，设偶校验位为，设偶校验位为1偶校验码应为偶校验码应为1 100 0011 偶校验位偶校验位偶校验码偶校验码ASCII码只有码只有7位，存放在一个位，存放在一个8位的单元位的单元中，最高位是空的，所以常作奇偶校验位，中，最高位是空的，所以常作奇偶校验位，使该组信息中使该组信息中1的个数为奇（偶）数，在的个数为奇（偶）数，在信息处理过程中应将该位屏蔽掉。信息处理过程中应将该位屏蔽掉。检测错误的原理：信息代码发出时为奇检测错误的原理：信息代码发出时为奇（偶）数个（偶）数个1，接收到的信息仍为奇（
77、偶），接收到的信息仍为奇（偶）数个数个1。否则，传送中发生了错误。否则，传送中发生了错误。不足：只能检查出奇数个错，不能检查出不足：只能检查出奇数个错，不能检查出偶数个错。偶数个错。4汉字的编码汉字的编码计计计计算算算算机机机机要要要要处处处处理理理理汉汉汉汉字字字字信信信信息息息息，就就就就必必必必须须须须首首首首先先先先解解解解决决决决汉汉汉汉字字字字的的的的表表表表示示示示问问问问题题题题。同同同同英英英英文文文文字字字字符符符符一一一一样样样样，汉汉汉汉字字字字的的的的表表表表示示示示也也也也只只只只能能能能采采采采用用用用二二二二进进进进制制制制编编编编码码码码形形形形式式式式，目目
78、目目前前前前使使使使用用用用比比比比较较较较普普普普遍遍遍遍的的的的是是是是我我我我国国国国制制制制定定定定的的的的汉汉汉汉字字字字编编编编码码码码标标标标准准准准GB2312-80GB2312-80，该该该该标标标标准准准准共共共共包包包包含含含含一一一一、二二二二级级级级汉汉汉汉字字字字67636763个个个个，其其其其他他他他符符符符号号号号682682个个个个，每每每每个个个个符符符符号号号号都都都都是是是是用用用用1414位位位位（两两两两个个个个7 7位位位位）二二二二进进进进制制制制数数数数进进进进行行行行编编编编码码码码，通通通通常常常常叫叫叫叫做做做做国国国国标标标标码码码码
79、。如如如如“ “啊啊啊啊” ”的的的的国国国国标标标标码码码码为为为为11100001110000，11000011100001。新新新新的的的的国国国国标汉字库已包括两万多个汉字和字符。标汉字库已包括两万多个汉字和字符。标汉字库已包括两万多个汉字和字符。标汉字库已包括两万多个汉字和字符。第一章：微型计算机基础知识第一章：微型计算机基础知识1.1 计算机中的数和编码系统计算机中的数和编码系统 一、数制及转换一、数制及转换一、数制及转换一、数制及转换 二、计算机中数的表示二、计算机中数的表示二、计算机中数的表示二、计算机中数的表示 三、信息的编码方法三、信息的编码方法三、信息的编码方法三、信息的
80、编码方法 1.2 微型计算机系统概述微型计算机系统概述 一、计算机的基本结构及工作原理一、计算机的基本结构及工作原理一、计算机的基本结构及工作原理一、计算机的基本结构及工作原理二、微型计算机的基本结构与系统组成二、微型计算机的基本结构与系统组成二、微型计算机的基本结构与系统组成二、微型计算机的基本结构与系统组成一、计算机的基本结构及工作原理一、计算机的基本结构及工作原理1、冯、冯. .诺伊曼计算机基本结构诺伊曼计算机基本结构 2、计算机基本工作过程、计算机基本工作过程3 3、计算机的发展、计算机的发展 1 1、冯、冯. .诺伊曼计算机基本结构诺伊曼计算机基本结构uu计算机开始是作为计算工具出现
81、的：计算机开始是作为计算工具出现的：计算机开始是作为计算工具出现的：计算机开始是作为计算工具出现的：例：用算盘计算例：用算盘计算例：用算盘计算例：用算盘计算50450416041604240240的过程的过程的过程的过程 笔、纸笔、纸笔、纸笔、纸： 记录原始数据：记录原始数据：记录原始数据：记录原始数据：5050、4 4、160160、4 4 记录计算步骤：记录计算步骤：记录计算步骤：记录计算步骤：504504、16041604，珠算口决珠算口决珠算口决珠算口决 记录中间结果：记录中间结果：记录中间结果：记录中间结果：200200、4040 记录最后结果：记录最后结果：记录最后结果：记录最后结
82、果：240240 算盘算盘算盘算盘：运算工具：运算工具：运算工具：运算工具 脑、手脑、手脑、手脑、手：控制整个过程：控制整个过程：控制整个过程：控制整个过程若用计算机完成上述过程，相应有：若用计算机完成上述过程，相应有： 运算器运算器算盘算盘 存储器存储器笔、纸笔、纸 控制器控制器脑脑 输入设备输入设备输入原始数据、解题步骤输入原始数据、解题步骤 输出设备输出设备输出运算结果输出运算结果以上以上5部分构成了计算机的基本结构，尽管部分构成了计算机的基本结构，尽管计算机有大、中、小、微等各种型号，在计算机有大、中、小、微等各种型号，在结构上差别较大，但基本组成一样：结构上差别较大，但基本组成一样：
83、5大大部件部件冯冯. .诺伊曼计算机基本结构诺伊曼计算机基本结构数据信息数据信息(数据、程数据、程序序)控制信息控制信息CPU：运算器、控制器运算器、控制器存储器存储器主机主机I/O设备：输入设备、输出设备设备：输入设备、输出设备计计算算机机结结构构u计算机的结构计算机的结构冯冯. .诺伊曼计算机在物理结构上由诺伊曼计算机在物理结构上由5 5大部件大部件构成。构成。冯冯. .诺伊曼计算机的基本工作原理可概括诺伊曼计算机的基本工作原理可概括为：为：存储程序、程序控制存储程序、程序控制。计算机能自动。计算机能自动处理信息，是因为事先编制了程序，并按处理信息，是因为事先编制了程序，并按顺序存放在存储
84、器中，计算机工作时按顺顺序存放在存储器中，计算机工作时按顺序取出执行，这就是序取出执行，这就是存储程序原理。存储程序原理。特点：特点：存储程序原理存储程序原理存储程序原理存储程序原理设计思想是设计思想是设计思想是设计思想是1946194619461946年由美籍匈牙利年由美籍匈牙利年由美籍匈牙利年由美籍匈牙利数学家冯数学家冯数学家冯数学家冯. . . .诺依曼（诺依曼（诺依曼（诺依曼（Von Neumann)Von Neumann)Von Neumann)Von Neumann)提出的，并提出的，并提出的，并提出的，并确立了存储程序计算机的确立了存储程序计算机的确立了存储程序计算机的确立了存储
85、程序计算机的5 5 5 5个组成部分和工作个组成部分和工作个组成部分和工作个组成部分和工作方法、相互关系。方法、相互关系。方法、相互关系。方法、相互关系。60606060多年来，尽管计算机体系结构发生了重大变多年来，尽管计算机体系结构发生了重大变多年来，尽管计算机体系结构发生了重大变多年来，尽管计算机体系结构发生了重大变化，性能不断改进，但本质上化，性能不断改进，但本质上化，性能不断改进，但本质上化，性能不断改进，但本质上存储程序控制存储程序控制存储程序控制存储程序控制和和和和计算机计算机计算机计算机基本结构基本结构基本结构基本结构思想仍是现代计算机的结构基思想仍是现代计算机的结构基思想仍是现
86、代计算机的结构基思想仍是现代计算机的结构基础，因此统称为础，因此统称为础，因此统称为础，因此统称为冯冯冯冯. . . .诺伊曼计算机诺伊曼计算机诺伊曼计算机诺伊曼计算机。冯冯冯冯. . . .诺伊曼计算机诺伊曼计算机诺伊曼计算机诺伊曼计算机奠定了计算机的理论基础，奠定了计算机的理论基础，奠定了计算机的理论基础，奠定了计算机的理论基础，确立了计算机的基本模式。确立了计算机的基本模式。确立了计算机的基本模式。确立了计算机的基本模式。2、计算机基本工作过程、计算机基本工作过程 计算机的工作过程是计算机的工作过程是计算机的工作过程是计算机的工作过程是两组信息两组信息两组信息两组信息在计算机内部在计算机
87、内部在计算机内部在计算机内部的流动过程的流动过程的流动过程的流动过程第一步：程序、原始数据第一步：程序、原始数据第一步：程序、原始数据第一步：程序、原始数据（输入设备）（输入设备）（输入设备）（输入设备）存储存储存储存储器器器器第二步：控制器根据存储器中的程序自动指挥第二步：控制器根据存储器中的程序自动指挥第二步：控制器根据存储器中的程序自动指挥第二步：控制器根据存储器中的程序自动指挥各部件工作（各部件工作（各部件工作（各部件工作（周而复始地取指令、分析指令、周而复始地取指令、分析指令、周而复始地取指令、分析指令、周而复始地取指令、分析指令、执行指令）执行指令）执行指令）执行指令）第三步：结果
88、第三步：结果第三步：结果第三步：结果（输出设备）（输出设备）（输出设备）（输出设备） 输出。输出。输出。输出。u计算机的诞生计算机的诞生19461946年年年年2 2 2 2月月月月15151515日，世界上第一台计算机在美国宾日，世界上第一台计算机在美国宾日，世界上第一台计算机在美国宾日，世界上第一台计算机在美国宾夕法尼亚大学研制成功。字长夕法尼亚大学研制成功。字长夕法尼亚大学研制成功。字长夕法尼亚大学研制成功。字长1212位，主存位，主存位，主存位，主存1717KK，运算速度每秒运算速度每秒运算速度每秒运算速度每秒50005000次，但它却是庞然次，但它却是庞然次，但它却是庞然次，但它却是
89、庞然大物。总共使用大物。总共使用大物。总共使用大物。总共使用1880018800个电子管，个电子管，个电子管，个电子管，15001500个继个继个继个继电器，占地面积为电器，占地面积为电器，占地面积为电器，占地面积为150150mm2 2，重重重重3030t t，耗电耗电耗电耗电150150kWkW，造价为造价为造价为造价为100100多万美元。今天看来，多万美元。今天看来，多万美元。今天看来，多万美元。今天看来，这台计算机不如现在的一台微机。但它奠定这台计算机不如现在的一台微机。但它奠定这台计算机不如现在的一台微机。但它奠定这台计算机不如现在的一台微机。但它奠定了现代计算机发展的科学基础，开
90、创了计算了现代计算机发展的科学基础，开创了计算了现代计算机发展的科学基础，开创了计算了现代计算机发展的科学基础，开创了计算机的新时代。如果把它称为第一代电子计算机的新时代。如果把它称为第一代电子计算机的新时代。如果把它称为第一代电子计算机的新时代。如果把它称为第一代电子计算机，至今已发展至第五代超大规模集成电路机，至今已发展至第五代超大规模集成电路机，至今已发展至第五代超大规模集成电路机，至今已发展至第五代超大规模集成电路计算机计算机计算机计算机 。3 3、计算机的发展、计算机的发展第第第第一一一一代代代代（19461946年年年年19581958年年年年）电电电电子子子子管管管管数数数数字字
91、字字计计计计算算算算机机机机：计计计计算算算算机机机机的的的的逻逻逻逻辑辑辑辑元元元元件件件件采采采采用用用用电电电电子子子子管管管管，主主主主存存存存储储储储器器器器采采采采用用用用磁磁磁磁鼓鼓鼓鼓、磁磁磁磁芯芯芯芯，外外外外存存存存储储储储器器器器已已已已开开开开始始始始采采采采用用用用磁磁磁磁带带带带；软软软软件件件件主主主主要要要要用用用用机机机机器器器器语语语语言言言言编编编编制制制制，后后后后期期期期逐步发展了汇编语言。主要用于科学计算。逐步发展了汇编语言。主要用于科学计算。逐步发展了汇编语言。主要用于科学计算。逐步发展了汇编语言。主要用于科学计算。第第第第二二二二代代代代（195
92、81958年年年年19641964年年年年）晶晶晶晶体体体体管管管管数数数数字字字字计计计计算算算算机机机机：计计计计算算算算机机机机的的的的逻逻逻逻辑辑辑辑元元元元件件件件采采采采用用用用晶晶晶晶体体体体管管管管，主主主主存存存存储储储储器器器器采采采采用用用用磁磁磁磁芯芯芯芯，外外外外存存存存储储储储器器器器已已已已开开开开始始始始使使使使用用用用磁磁磁磁盘盘盘盘；软软软软件件件件已已已已开开开开始始始始有有有有很很很很大大大大的的的的发发发发展展展展，出出出出现现现现了了了了各各各各种种种种高高高高级级级级语语语语言言言言及及及及编编编编译译译译程程程程序序序序。此此此此时时时时，计计计
93、计算算算算机机机机速速速速度度度度明明明明显显显显提提提提高高高高，耗耗耗耗电电电电下下下下降降降降，寿寿寿寿命命命命提提提提高高高高。计计计计算算算算机机机机已已已已发发发发展展展展至至至至进进进进行行行行各各各各种种种种事事事事务务务务处处处处理理理理，并开始用于工业控制。并开始用于工业控制。并开始用于工业控制。并开始用于工业控制。第第第第三三三三代代代代（19641964年年年年19711971年年年年）集集集集成成成成电电电电路路路路计计计计算算算算机机机机：计计计计算算算算机机机机的的的的逻逻逻逻辑辑辑辑元元元元件件件件采采采采用用用用小小小小规规规规模模模模和和和和中中中中规规规规
94、模模模模集集集集成成成成电电电电路路路路，即即即即所所所所谓谓谓谓的的的的SSISSI和和和和MSIMSI，软软软软件件件件发发发发展展展展更更更更快快快快，已已已已有有有有分分分分时时时时操作系统，应用范围日益扩大。操作系统，应用范围日益扩大。操作系统，应用范围日益扩大。操作系统，应用范围日益扩大。第第第第四四四四代代代代（19711971年年年年以以以以后后后后）大大大大规规规规模模模模集集集集成成成成电电电电路路路路计计计计算算算算机机机机：计计计计算算算算机机机机的的的的逻逻逻逻辑辑辑辑元元元元件件件件采采采采用用用用大大大大规规规规模模模模集集集集成成成成电电电电路路路路。所所所所谓
95、谓谓谓的的的的大大大大规规规规模模模模集集集集成成成成电电电电路路路路（LSILSI）是是是是指指指指在在在在单单单单片片片片硅硅硅硅片片片片上上上上可可可可集集集集成成成成10001000至至至至2000020000个个个个晶晶晶晶体体体体管管管管的的的的集集集集成成成成电电电电路路路路。由由由由于于于于LSILSI的的的的体体体体积积积积小小小小，耗耗耗耗能能能能减减减减少少少少，可可可可靠靠靠靠性性性性高高高高，因因因因而而而而促促促促使计算机以极快的速度发展。使计算机以极快的速度发展。使计算机以极快的速度发展。使计算机以极快的速度发展。第五代的计算机第五代的计算机第五代的计算机第五代的
96、计算机的发展方向是人工智能计算机、的发展方向是人工智能计算机、的发展方向是人工智能计算机、的发展方向是人工智能计算机、网络计算机。网络计算机。网络计算机。网络计算机。 人们正进行多方面的探索。人们正进行多方面的探索。人们正进行多方面的探索。人们正进行多方面的探索。1 1、微型计算机的产生和发展、微型计算机的产生和发展 2 2、微型计算机的结构、微型计算机的结构 3 3、微型计算机系统的组成、微型计算机系统的组成4 4、特点、特点5 5、常用名词术语、常用名词术语二、微型计算机的基本结构与系二、微型计算机的基本结构与系统组成统组成1 1、微型计算机的产生和发展、微型计算机的产生和发展u微型计算机
97、的产生微型计算机的产生第四代后，计算机的发展出现两个分支：第四代后，计算机的发展出现两个分支：巨型化：巨型化：如银河机：高速、高功能、高价如银河机：高速、高功能、高价格、大体积格、大体积微型化：微型化：价格低、体积小、功耗低、应用价格低、体积小、功耗低、应用灵活、适应性强灵活、适应性强微微微微型型型型计计计计算算算算机机机机（MicrocomputerMicrocomputer，简简简简称称称称MCMC）是是是是指指指指把把把把计计计计算算算算机机机机的的的的心心心心脏脏脏脏中中中中央央央央处处处处理理理理器器器器（CPUCPU）集集集集成成成成在在在在一一一一小小小小块块块块硅硅硅硅片片片片
98、上上上上。为为为为了了了了区区区区别别别别于于于于大大大大、中中中中、小小小小型型型型计计计计算算算算机机机机的的的的CPUCPU，而而而而称称称称微微微微型型型型计计计计算算算算机机机机的的的的CPUCPU芯芯芯芯片片片片为为为为微微微微处处处处 理理理理 器器器器 MPUMPU（ Microprocessing Microprocessing UnitUnit或或或或MicroprocessorMicroprocessor）微微微微机机机机在在在在结结结结构构构构上上上上与与与与一一一一般般般般计计计计算算算算机机机机无无无无本本本本质质质质区区区区别别别别，但但但但结结结结构形式上更为简
99、单：构形式上更为简单：构形式上更为简单：构形式上更为简单：微型计算机的总线式结构。微型计算机的总线式结构。微型计算机的总线式结构。微型计算机的总线式结构。微型计算机系统（总线式结构微型计算机系统（总线式结构）（Microcomputer system）u微型计算机的发展微型计算机的发展第一阶段（第一阶段（第一阶段（第一阶段（1971197319711973）4 4位和低档位和低档位和低档位和低档8 8位位位位典型的微型机以典型的微型机以典型的微型机以典型的微型机以Intel 4004Intel 4004和和和和Intel 4040Intel 4040、80088008为基础为基础为基础为基础微
100、处理器和存储器采用微处理器和存储器采用微处理器和存储器采用微处理器和存储器采用PMOSPMOS工艺工艺工艺工艺工作速度很慢工作速度很慢工作速度很慢工作速度很慢微处理器的指令系统不完整，没有操作系统，微处理器的指令系统不完整，没有操作系统，微处理器的指令系统不完整，没有操作系统，微处理器的指令系统不完整，没有操作系统，只有汇编语言只有汇编语言只有汇编语言只有汇编语言存储器的容量很小，只有几百字节存储器的容量很小，只有几百字节存储器的容量很小，只有几百字节存储器的容量很小，只有几百字节主要用于工业仪表、过程控制或计算器中。主要用于工业仪表、过程控制或计算器中。主要用于工业仪表、过程控制或计算器中。
101、主要用于工业仪表、过程控制或计算器中。第二阶段（第二阶段（19741977）中档中档中档中档8 8位位位位Intel 8080/8085Intel 8080/8085、ZilogZilog公司的公司的公司的公司的Z80Z80及及及及MotorolaMotorola公司的公司的公司的公司的68006800微处理器采用高密度微处理器采用高密度微处理器采用高密度微处理器采用高密度MOSMOS（HMOSHMOS）工艺工艺工艺工艺具有较完整的指令系统和较强的功能，配有简具有较完整的指令系统和较强的功能，配有简具有较完整的指令系统和较强的功能，配有简具有较完整的指令系统和较强的功能，配有简单的操作系统（如
102、单的操作系统（如单的操作系统（如单的操作系统（如CP/MCP/M）和高级语言。和高级语言。和高级语言。和高级语言。 存储器容量达存储器容量达存储器容量达存储器容量达6464KBKB，配有荧光屏显示器、键配有荧光屏显示器、键配有荧光屏显示器、键配有荧光屏显示器、键盘、软盘驱动器等设备，构成了独立的台式计盘、软盘驱动器等设备，构成了独立的台式计盘、软盘驱动器等设备，构成了独立的台式计盘、软盘驱动器等设备，构成了独立的台式计算机。算机。算机。算机。第三阶段（第三阶段（19781981）1616位位位位IntelIntel80868086、80888088、MotorolaMotorola的的的的68
103、00068000和和和和ZilogZilog的的的的Z8000Z8000微处理器采用短沟道高性能微处理器采用短沟道高性能微处理器采用短沟道高性能微处理器采用短沟道高性能NMOSNMOS工艺工艺工艺工艺在体系结构方面吸纳了传统小型机甚至大型机在体系结构方面吸纳了传统小型机甚至大型机在体系结构方面吸纳了传统小型机甚至大型机在体系结构方面吸纳了传统小型机甚至大型机的设计思想，如虚拟存储和存储保护的设计思想，如虚拟存储和存储保护的设计思想，如虚拟存储和存储保护的设计思想，如虚拟存储和存储保护IBM-PCIBM-PC系列机占领世界市场系列机占领世界市场系列机占领世界市场系列机占领世界市场可寻址可寻址可寻
104、址可寻址1MB1MB第四阶段（第四阶段（20世纪世纪80年代）年代）32位位80年代初，年代初，IBM公司推出开放式的公司推出开放式的IBM PC，这是微型机发展史上的一个重要里这是微型机发展史上的一个重要里程碑。程碑。IBM PC采用采用Intel 80x86（当当时为时为8086/8088、80286、80386、80486、奔腾系列）微处理器和、奔腾系列）微处理器和Microsoft公司的公司的MS DOS操作系统并操作系统并公布了公布了IBM PC的总线设计。的总线设计。及兼容机及兼容机如如K3、K4、K5第五阶段（第五阶段（20世纪世纪90年代开始）年代开始）64位位(外部外部64，
105、内部，内部32位）位）采用新技术：流水线技术、高速缓冲存储采用新技术：流水线技术、高速缓冲存储器、虚拟存储器管理技术、精简指令集计器、虚拟存储器管理技术、精简指令集计算机算机RISC（计算机（计算机CPU的一种架构、另的一种架构、另一种是一种是CISC复杂指令集计算机复杂指令集计算机 ）Intel（酷睿、酷睿（酷睿、酷睿2、i7等），及等），及AMD（速龙（速龙64、羿龙、羿龙、羿龙、羿龙II等）等）2 2、微型计算机的结构、微型计算机的结构总线式结构总线式结构 l通过三组总线将各组成部分联系在一起，通过三组总线将各组成部分联系在一起，采用三总线作为数据通路的计算机称为采用三总线作为数据通路的
106、计算机称为总总线式计算机线式计算机。所以。所以总线总线也是计算机的组成也是计算机的组成部分，且标准化。部分，且标准化。l此结构为微机的生产和组成提供了方便，此结构为微机的生产和组成提供了方便，为微机产品的标准化、系列化、通用性方为微机产品的标准化、系列化、通用性方面奠定了基础。面奠定了基础。u总线结构总线结构u各部件的功能各部件的功能 存储器存储器功能：存放程序和数据功能：存放程序和数据v程序：指令的有序集合。程序：指令的有序集合。程序：指令的有序集合。程序：指令的有序集合。v指令：规定计算机执行某种操作的命令。指令：规定计算机执行某种操作的命令。指令：规定计算机执行某种操作的命令。指令：规定
107、计算机执行某种操作的命令。v指令系统：一台计算机的全部指令。指令系统：一台计算机的全部指令。指令系统：一台计算机的全部指令。指令系统：一台计算机的全部指令。程序数据都以二进制形式存放程序数据都以二进制形式存放v为便于寻找数据和为便于寻找数据和为便于寻找数据和为便于寻找数据和指令，常以指令，常以指令，常以指令，常以8 8位二进位二进位二进位二进制数为一个制数为一个制数为一个制数为一个存储单存储单存储单存储单元元元元，存储器由若干，存储器由若干，存储器由若干，存储器由若干单元组成单元组成单元组成单元组成。v为区分不同的存储为区分不同的存储为区分不同的存储为区分不同的存储单元，每个存储单单元，每个存
108、储单单元，每个存储单单元，每个存储单元编一个号：元编一个号：元编一个号：元编一个号：存储存储存储存储单元地址单元地址单元地址单元地址v地址也用二进制表地址也用二进制表地址也用二进制表地址也用二进制表示。示。示。示。存储单元存储单元存储单元存储单元地址地址地址地址存储单元存储单元存储单元存储单元内容内容内容内容0000 00000000 00001111 00111111 00110000 00010000 00011101 10011101 10010000 00100000 00100001 11000001 11000000 00110000 00110010 00010010 0001房
109、房号号房间房间客客人人存储器结构存储器结构存储器分类存储器分类是指微型计算机的内存储器是指微型计算机的内存储器v随机存储器（随机存储器（RAM）：）：既可以读出信既可以读出信息，又可以写入信息。通常作为微机系息，又可以写入信息。通常作为微机系统的主存储器，其容量从早期的几十统的主存储器，其容量从早期的几十KB到现在的高达几到现在的高达几GB。v只读存储器（只读存储器（ROM）：一般只能读不一般只能读不能写，其容量一般为几能写，其容量一般为几KB到几到几MB。如如BIOS。 中央处理器（机）简称中央处理器（机）简称CPU基本功能基本功能v算术逻辑运算算术逻辑运算v暂存少量数据暂存少量数据v指令译
110、码和执行指令译码和执行v提供定时和控制信号提供定时和控制信号v响应中断请求响应中断请求CPUCPU组成部件组成部件主要由运算器、控制器和寄存器三部分组成，主要由运算器、控制器和寄存器三部分组成，通过三总线与其他部件之间进行联系。通过三总线与其他部件之间进行联系。vvALU(ArithmeticALU(Arithmetic Logic Unit) Logic Unit)：算逻部件算逻部件算逻部件算逻部件vv寄存器组：简化程序，提高程序执行速度。每个寄存器寄存器组：简化程序，提高程序执行速度。每个寄存器寄存器组：简化程序，提高程序执行速度。每个寄存器寄存器组：简化程序，提高程序执行速度。每个寄存器
111、有名字。有名字。有名字。有名字。vvPCPC（ProgramProgram Counter) Counter)程序计数器：保证计算机自动执程序计数器：保证计算机自动执程序计数器：保证计算机自动执程序计数器：保证计算机自动执行程序，始终指向下一条将要执行的指令。行程序，始终指向下一条将要执行的指令。行程序，始终指向下一条将要执行的指令。行程序，始终指向下一条将要执行的指令。vv指令寄存器指令寄存器指令寄存器指令寄存器 IR(InstructionIR(Instruction Register) Register)vv指令译码器指令译码器指令译码器指令译码器 ID(InstructionID(In
112、struction Decoder) Decoder)：vv定时与控制电路：由时钟系统和时钟分配器等组成。定时与控制电路：由时钟系统和时钟分配器等组成。定时与控制电路：由时钟系统和时钟分配器等组成。定时与控制电路：由时钟系统和时钟分配器等组成。 I/O设备及设备及I/O接口接口功能：人机联系的桥梁，分两大类：功能：人机联系的桥梁，分两大类：v输入设备输入设备： 将数据、文字、图形、符号、语言、程序等各种形式的信息将数据、文字、图形、符号、语言、程序等各种形式的信息将数据、文字、图形、符号、语言、程序等各种形式的信息将数据、文字、图形、符号、语言、程序等各种形式的信息转换成计算机可识别的语言。转
113、换成计算机可识别的语言。转换成计算机可识别的语言。转换成计算机可识别的语言。 例：键盘、鼠标、笔、扫描仪、例：键盘、鼠标、笔、扫描仪、例：键盘、鼠标、笔、扫描仪、例：键盘、鼠标、笔、扫描仪、A/DA/D转换器、磁盘转换器、磁盘转换器、磁盘转换器、磁盘v输出设备：输出设备： 将计算机处理的最终结果变换成人或其它机器能接收或识别将计算机处理的最终结果变换成人或其它机器能接收或识别将计算机处理的最终结果变换成人或其它机器能接收或识别将计算机处理的最终结果变换成人或其它机器能接收或识别的形式进行输出。的形式进行输出。的形式进行输出。的形式进行输出。例：显示器、打印机、绘图仪、例：显示器、打印机、绘图仪
114、、例：显示器、打印机、绘图仪、例：显示器、打印机、绘图仪、D/AD/A转换器、磁盘转换器、磁盘转换器、磁盘转换器、磁盘外设种类多，速度差别大外设种类多，速度差别大 有电子式、电磁式、机械式等，它们与有电子式、电磁式、机械式等，它们与有电子式、电磁式、机械式等，它们与有电子式、电磁式、机械式等，它们与CPUCPU之间不之间不之间不之间不能直接相联。能直接相联。能直接相联。能直接相联。数据不同数据不同 数据在外设与数据在外设与数据在外设与数据在外设与CPUCPU中的表示形式和处理方式不同，中的表示形式和处理方式不同，中的表示形式和处理方式不同，中的表示形式和处理方式不同，需用需用需用需用I/OI/
115、O接口电路进行转换。接口电路进行转换。接口电路进行转换。接口电路进行转换。 因此因此因此因此I/OI/O接口电路是计算机必不可少的组成部分接口电路是计算机必不可少的组成部分接口电路是计算机必不可少的组成部分接口电路是计算机必不可少的组成部分 总线总线1 1数数数数据据据据总总总总线线线线DBDB（Data Data BusBus）用用用用于于于于CPUCPU与与与与其其其其他他他他部部部部件件件件之之之之间间间间传传传传送送送送数数数数据据据据信信信信息息息息，双双双双向向向向，具具具具有有有有三三三三态态态态控控控控制制制制功功功功能能能能。数数数数据据据据总总总总线线线线的宽度一般与的宽度
116、一般与的宽度一般与的宽度一般与CPUCPU处理数据的字长相同。处理数据的字长相同。处理数据的字长相同。处理数据的字长相同。 2 2控控控控制制制制总总总总线线线线CBCB（Control Control BusBus）传传传传送送送送CPUCPU存存存存储储储储器器器器和和和和外外外外设设设设的的的的各各各各种种种种控控控控制制制制信信信信号号号号。存存存存储储储储器器器器和和和和外外外外设设设设CPUCPU的的的的状状状状态态态态信信信信号。使计算机各部件协调工作。号。使计算机各部件协调工作。号。使计算机各部件协调工作。号。使计算机各部件协调工作。3 3地地地地址址址址总总总总线线线线ABA
117、B（Address Address BusBus）用用用用于于于于传传传传送送送送CPUCPU要要要要访访访访问问问问的的的的存存存存储储储储单单单单元元元元或或或或I/OI/O接接接接口口口口的的的的地地地地址址址址信信信信号号号号。单单单单向向向向，三三三三态态态态。地地地地址址址址总线的宽度决定能寻址的存储单元个数。总线的宽度决定能寻址的存储单元个数。总线的宽度决定能寻址的存储单元个数。总线的宽度决定能寻址的存储单元个数。2 2n n=N=N2 21010=1024B=1KB=1024B=1KB 2 21616=65536B=64KB=65536B=64KB2 22020=1024KB=
118、1MB 2=1024KB=1MB 23030=1024MB=1GB=1024MB=1GB总线又分为：总线又分为：（1 1）内部总线）内部总线）内部总线）内部总线：由由由由CPUCPU送出的地址、数据、控送出的地址、数据、控送出的地址、数据、控送出的地址、数据、控制信号称为内部总线。制信号称为内部总线。制信号称为内部总线。制信号称为内部总线。（2 2）系统总线：）系统总线：）系统总线：）系统总线：由于负载和控制的需要，内部总由于负载和控制的需要，内部总由于负载和控制的需要，内部总由于负载和控制的需要，内部总线信号通过总线驱动器、地址锁存器或数据缓线信号通过总线驱动器、地址锁存器或数据缓线信号通过
119、总线驱动器、地址锁存器或数据缓线信号通过总线驱动器、地址锁存器或数据缓冲器以及总线控制器后，所形成的新的信号线冲器以及总线控制器后，所形成的新的信号线冲器以及总线控制器后，所形成的新的信号线冲器以及总线控制器后，所形成的新的信号线称为系统总线。详见第九章。称为系统总线。详见第九章。称为系统总线。详见第九章。称为系统总线。详见第九章。 （3 3）外部总线）外部总线）外部总线）外部总线：是微机系统相互之间或微机系统是微机系统相互之间或微机系统是微机系统相互之间或微机系统是微机系统相互之间或微机系统与其他电子系统之间实现通讯连接的总线与其他电子系统之间实现通讯连接的总线与其他电子系统之间实现通讯连接
120、的总线与其他电子系统之间实现通讯连接的总线微型计算机的结构微型计算机的结构3 3、微型计算机系统的组成、微型计算机系统的组成硬件（硬件（Hardware)Hardware) 计算机的基本结构构成了计算机的硬件。计算机的基本结构构成了计算机的硬件。为存储、执行程序建立了物质基础。为存储、执行程序建立了物质基础。软件（软件（Software)Software) 为运行程序、管理和维护计算机所编制为运行程序、管理和维护计算机所编制的各种程序的总和。其目的都是为扩大计的各种程序的总和。其目的都是为扩大计算机的功能和方便用户。算机的功能和方便用户。微型计算机系统的组成微型计算机系统的组成软件按功能分类软
121、件按功能分类v系统软件系统软件 为使用和管理计算机的软件。如：操作系统、为使用和管理计算机的软件。如：操作系统、为使用和管理计算机的软件。如：操作系统、为使用和管理计算机的软件。如：操作系统、监控程序、各种语言的汇编或编译程序、程监控程序、各种语言的汇编或编译程序、程监控程序、各种语言的汇编或编译程序、程监控程序、各种语言的汇编或编译程序、程序库、故障诊断程序序库、故障诊断程序序库、故障诊断程序序库、故障诊断程序v程序设计语言程序设计语言用来编写程序的语言：机器语言、汇编语言、用来编写程序的语言：机器语言、汇编语言、用来编写程序的语言：机器语言、汇编语言、用来编写程序的语言：机器语言、汇编语言
122、、高级语言高级语言高级语言高级语言 v应用软件应用软件 用户利用计算机以及它所提供的系统软件，编制解决各种用户利用计算机以及它所提供的系统软件，编制解决各种用户利用计算机以及它所提供的系统软件，编制解决各种用户利用计算机以及它所提供的系统软件，编制解决各种实际问题的程序。如：实际问题的程序。如：实际问题的程序。如：实际问题的程序。如：WORDWORD、AUTOCADAUTOCAD、EXCELEXCEL、FOXPROFOXPROqq硬件是计算机应用的物质基础。硬件是计算机应用的物质基础。硬件是计算机应用的物质基础。硬件是计算机应用的物质基础。qq软件扩大了计算机的功能和应用范围，便于用户使用。软
123、件扩大了计算机的功能和应用范围，便于用户使用。软件扩大了计算机的功能和应用范围，便于用户使用。软件扩大了计算机的功能和应用范围，便于用户使用。qq硬件与软件结合才是完整的计算机系统。硬件与软件结合才是完整的计算机系统。硬件与软件结合才是完整的计算机系统。硬件与软件结合才是完整的计算机系统。4 4、特点、特点特点特点体积小、重量轻、价格低廉体积小、重量轻、价格低廉简单灵活、可靠性高、使用环境要求不高简单灵活、可靠性高、使用环境要求不高 功耗低功耗低5 5、常用名词术语、常用名词术语位（位（Bit)Bit)：计算机所能表示的最小信息单位，一个二进制位。计算机所能表示的最小信息单位，一个二进制位。计
124、算机所能表示的最小信息单位，一个二进制位。计算机所能表示的最小信息单位，一个二进制位。字（字（Word)Word)和字长：和字长： 是是是是CPUCPUCPUCPU与与与与I/OI/OI/OI/O设备、存储器之间传送数据的基本单位。由设备、存储器之间传送数据的基本单位。由设备、存储器之间传送数据的基本单位。由设备、存储器之间传送数据的基本单位。由若干位二进制数组成，若干位二进制数组成，若干位二进制数组成，若干位二进制数组成，称为字称为字称为字称为字，其位数称为字长其位数称为字长其位数称为字长其位数称为字长。是数。是数。是数。是数据总线的宽度，反映计算精度和速度。有据总线的宽度，反映计算精度和速
125、度。有据总线的宽度，反映计算精度和速度。有据总线的宽度，反映计算精度和速度。有8 8 8 8、16161616、32323232、64646464位位位位字节（字节（Byte)Byte)： 为表示信息方便，为表示信息方便，为表示信息方便，为表示信息方便，8 8 8 8位为一个字节位为一个字节位为一个字节位为一个字节，长度固定。字长是字，长度固定。字长是字，长度固定。字长是字，长度固定。字长是字节的整数倍。常用字节衡量存储容量。节的整数倍。常用字节衡量存储容量。节的整数倍。常用字节衡量存储容量。节的整数倍。常用字节衡量存储容量。1 1 1 1个字节放个字节放个字节放个字节放2 2 2 2个个个个
126、BCDBCDBCDBCD码，放码，放码，放码，放1 1 1 1个个个个ASCIIASCIIASCIIASCII码。码。码。码。微处理器微处理器 MPMP（MicroprocessorMicroprocessor) )：处理器又称中央处理单元（处理器又称中央处理单元（处理器又称中央处理单元（处理器又称中央处理单元（CPUCPUCPUCPUCentral Processing Central Processing Central Processing Central Processing UnitUnitUnitUnit）, , , ,在微机中常集成在一块在微机中常集成在一块在微机中常集成在一块在
127、微机中常集成在一块LSILSILSILSI上。上。上。上。 微型计算机微型计算机 MCMC（MicrocomputerMicrocomputer) )：微型计算机主要由微处理器、内部存储器及输入微型计算机主要由微处理器、内部存储器及输入微型计算机主要由微处理器、内部存储器及输入微型计算机主要由微处理器、内部存储器及输入/ / / /输出接口输出接口输出接口输出接口等部件组成。等部件组成。等部件组成。等部件组成。微型计算机系统（微型计算机系统（MicrocomputerSystemMicrocomputerSystem) )：微型机系统除了具备微型计算机所具有的功能，还须配有微型机系统除了具备微
128、型计算机所具有的功能，还须配有微型机系统除了具备微型计算机所具有的功能，还须配有微型机系统除了具备微型计算机所具有的功能，还须配有系统软件及必要的外设。系统软件及必要的外设。系统软件及必要的外设。系统软件及必要的外设。 人们日常生活中提到的人们日常生活中提到的人们日常生活中提到的人们日常生活中提到的“ “微机微机微机微机” ”，一般都是指微型计，一般都是指微型计，一般都是指微型计，一般都是指微型计算机系统或系统机算机系统或系统机算机系统或系统机算机系统或系统机 第一章第一章 作业（作业（P18）3 4（1）（3）5（2）（4）6（1）（3）7（2）8（2）（3）9（按照无符号数）谢谢 谢谢 ！第一章结束第一章结束
