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1、微型计算机原理及应用技术微型计算机原理及应用技术计算机基础知识计算机基础知识计算机基础知识计算机基础知识第第第第1 1 1 1章章章章1.1 1.1 引言引言引言引言 1.1.1 1.1.1 计算机发展概况计算机发展概况计算机发展概况计算机发展概况 1.1.2 1.1.2 计算机的主要特点计算机的主要特点计算机的主要特点计算机的主要特点 1.1.3 1.1.3 计算机的分类和应用计算机的分类和应用计算机的分类和应用计算机的分类和应用1.2 1.2 计算机中数的表示方法计算机中数的表示方法计算机中数的表示方法计算机中数的表示方法 1.2.1 1.2.1 进位计数制进位计数制进位计数制进位计数制
2、1.2.2 1.2.2 计算机中的编码系统计算机中的编码系统计算机中的编码系统计算机中的编码系统 1.2.3 1.2.3 带符号数的表示带符号数的表示带符号数的表示带符号数的表示 1.2.4 1.2.4 数的定点和浮点表示数的定点和浮点表示数的定点和浮点表示数的定点和浮点表示1.3 1.3 计算机系统的组成及其工作计算机系统的组成及其工作计算机系统的组成及其工作计算机系统的组成及其工作原理原理原理原理 1.3.1 1.3.1 计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统 1.3.2 1.3.2 计算机的软件系统计算机的软件系统计算机的软件系统计算机的软件系统 1.3.3 1
3、.3.3 计算机的主要技术指标计算机的主要技术指标计算机的主要技术指标计算机的主要技术指标十进制数十进制数十进制数十进制数具有十个不同的数字符号，即具有十个不同的数字符号，即具有十个不同的数字符号，即具有十个不同的数字符号，即0-90-90-90-9逢十进一逢十进一逢十进一逢十进一特点特点特点特点一个十进数可以用它的按权展开式表示。例如：一个十进数可以用它的按权展开式表示。例如：一个十进数可以用它的按权展开式表示。例如：一个十进数可以用它的按权展开式表示。例如：（758.75758.75758.75758.75）10=10=10=10=7107107107102 2 2 2+510+510+5
4、10+5101 1 1 1+810+810+810+8100 0 0 0+710+710+710+710-1-1-1-1+ 510+ 510+ 510+ 510-2-2-2-21.1.1.1.二进制数二进制数二进制数二进制数一个二进制数可以用它的按权展开式表示。例如：一个二进制数可以用它的按权展开式表示。例如：一个二进制数可以用它的按权展开式表示。例如：一个二进制数可以用它的按权展开式表示。例如：( ( ( (10110.101)10110.101)10110.101)10110.101)2 2 2 2=12=12=12=124 4 4 4+02+02+02+023 3 3 3+12+12+1
5、2+122 2 2 2+12+12+12+121 1 1 1+02+02+02+020 0 0 0+12+12+12+12-1-1-1-1+02+02+02+02-2 -2 -2 -2 +12+12+12+12-3 -3 -3 -3 =(22.625)=(22.625)=(22.625)=(22.625)10101010具有两个不同的数字符号，即具有两个不同的数字符号，即具有两个不同的数字符号，即具有两个不同的数字符号，即0 0 0 0和和和和1 1 1 1逢二进一逢二进一逢二进一逢二进一特点特点特点特点2.2.2.2.(1AF.4)16 =116(1AF.4)16 =116(1AF.4)16
6、 =116(1AF.4)16 =1162 2 2 2 +1016+1016+1016+10161 1 1 1 +1516+1516+1516+15160 0 0 0 +416+416+416+416-1 -1 -1 -1 =(430.25)=(430.25)=(430.25)=(430.25)10101010一个十六进制数可以用它的按权展开式表示。例如：一个十六进制数可以用它的按权展开式表示。例如：一个十六进制数可以用它的按权展开式表示。例如：一个十六进制数可以用它的按权展开式表示。例如：具有十六个不同的数字符号，即具有十六个不同的数字符号，即0-90-9和和A-FA-F逢十六进一逢十六进一逢
7、十六进一逢十六进一特点特点特点特点1.1.1.1.十六进制数十六进制数十六进制数十六进制数十进制十进制十进制十进制二进制二进制二进制二进制16161616进制进制进制进制十进制十进制十进制十进制二进制二进制二进制二进制16161616进制进制进制进制0 0 0 000000000000000000 0 0 09 9 9 910011001100110019 9 9 91 1 1 100010001000100011 1 1 1101010101010101010101010A A A A2 2 2 200100010001000102 2 2 2111111111011101110111011
8、B B B B3 3 3 300110011001100113 3 3 3121212121100110011001100C C C C4 4 4 401000100010001004 4 4 4131313131101110111011101D D D D5 5 5 501010101010101015 5 5 5141414141110111011101110E E E E6 6 6 601100110011001106 6 6 6151515151111111111111111F F F F7 7 7 701110111011101117 7 7 71616161610000100001
9、000010000101010108 8 8 810001000100010008 8 8 8171717171000110001100011000111111111表表表表1-11-11-11-1三种数制对照三种数制对照表表【例【例【例【例1-11-11-11-1】 十进制数十进制数十进制数十进制数22.62522.62522.62522.625转换为二进制数转换为二进制数转换为二进制数转换为二进制数222222222 2 2 2111111112 2 2 2余余余余0 0 0 0（低位）（低位）（低位）（低位）5 5 5 52 2 2 2余余余余1 1 1 12 2 2 22 2 2 2余
10、余余余1 1 1 11 1 1 12 2 2 2余余0 00 0 0 0余余余余1 1 1 1（高位）（高位）（高位）（高位）0.6250.6250.6250.625 2 2 2 21 .25 1 .25 1 .25 1 .25 取整数取整数取整数取整数1 1 1 1（高位）（高位）（高位）（高位） 2 2 2 20 .5 0 .5 0 .5 0 .5 取整数取整数取整数取整数0 0 0 0 2 2 2 21 .0 1 .0 1 .0 1 .0 取整数取整数取整数取整数0 0 0 0（低位）（低位）（低位）（低位） （0.6250.6250.6250.625）10101010= = = =（0
11、.1010.1010.1010.101）2 2 2 2所以所以所以所以: : : :（22222222）10101010=(10110)=(10110)=(10110)=(10110)2 2 2 2结果结果结果结果: : : :（22.62522.62522.62522.625）10101010=(10110.101)=(10110.101)=(10110.101)=(10110.101)2 2 2 2整数部分：整数部分：整数部分：整数部分：小数部分：小数部分：小数部分：小数部分：4.4.4.4. 各种数制之间的转换各种数制之间的转换各种数制之间的转换各种数制之间的转换十进制数十进制数十进制数
12、十进制数430.25430.25430.25430.25转换为十六进制数转换为十六进制数转换为十六进制数转换为十六进制数430430430430161616162626262616161616余余余余14E14E14E14E（低位）（低位）（低位）（低位）1 1 1 116161616余余余余10A10A10A10A余余余余1(1(1(1(高位高位高位高位) ) ) )整数部分：整数部分：整数部分：整数部分：0 0 0 0小数部分小数部分小数部分小数部分：0. 2 50. 2 50. 2 50. 2 5 1 6 1 6 1 6 1 64 . 0 4 . 0 4 . 0 4 . 0 取整数取整数
13、取整数取整数4 4 4 4结果：结果：结果：结果：（430.25430.25430.25430.25）10101010= = = =（1AE.41AE.41AE.41AE.4）16161616【例【例【例【例1-21-21-21-2】注意注意注意注意整数部分转换，每次只求整数商，将余数作为转换结果的一位，整数部分转换，每次只求整数商，将余数作为转换结果的一位，整数部分转换，每次只求整数商，将余数作为转换结果的一位，整数部分转换，每次只求整数商，将余数作为转换结果的一位，重复对整数商除基数，一直除到商为重复对整数商除基数，一直除到商为重复对整数商除基数，一直除到商为重复对整数商除基数，一直除到商
14、为0 0 0 0为止。为止。为止。为止。小数部分转换，每次把乘积的整数取走作为转换结果的一位，对小数部分转换，每次把乘积的整数取走作为转换结果的一位，对小数部分转换，每次把乘积的整数取走作为转换结果的一位，对小数部分转换，每次把乘积的整数取走作为转换结果的一位，对剩下的小数继续进行乘法运算。对某些数可以乘到积的小数为剩下的小数继续进行乘法运算。对某些数可以乘到积的小数为剩下的小数继续进行乘法运算。对某些数可以乘到积的小数为剩下的小数继续进行乘法运算。对某些数可以乘到积的小数为0 0 0 0（如（如（如（如上述两例），这种转换结果是精确的；对某些数（如上述两例），这种转换结果是精确的；对某些数（
15、如上述两例），这种转换结果是精确的；对某些数（如上述两例），这种转换结果是精确的；对某些数（如0.30.30.30.3）永远不能）永远不能）永远不能）永远不能乘到积的小数为乘到积的小数为乘到积的小数为乘到积的小数为0 0 0 0，这时要根据精度要求，取适当的结果位数即可，这时要根据精度要求，取适当的结果位数即可，这时要根据精度要求，取适当的结果位数即可，这时要根据精度要求，取适当的结果位数即可，这种转换结果是不精确的。这种转换结果是不精确的。这种转换结果是不精确的。这种转换结果是不精确的。：十六进制数：十六进制数：十六进制数：十六进制数 1 A E 4 1 A E 4 1 A E 4 1 A
16、E 4 0001 1010 1110 01000001 1010 1110 01000001 1010 1110 01000001 1010 1110 0100即（即（即（即（1AE.41AE.41AE.41AE.4）16161616= = = =（110101110.01110101110.01110101110.01110101110.01）2 2 2 2若要将二进制数转换为十六进制数，只要以小数点为分界，分别若要将二进制数转换为十六进制数，只要以小数点为分界，分别若要将二进制数转换为十六进制数，只要以小数点为分界，分别若要将二进制数转换为十六进制数，只要以小数点为分界，分别向左和向右每四
17、位二进制位分为一组（若最高位或最低为不够四向左和向右每四位二进制位分为一组（若最高位或最低为不够四向左和向右每四位二进制位分为一组（若最高位或最低为不够四向左和向右每四位二进制位分为一组（若最高位或最低为不够四位则补位则补位则补位则补0 0 0 0），对应转换为十六进制数即可。），对应转换为十六进制数即可。），对应转换为十六进制数即可。），对应转换为十六进制数即可。例如：二进制数例如：二进制数例如：二进制数例如：二进制数 110101110.01 110101110.01 110101110.01 110101110.010001 1010 1110 . 01000001 1010 1110
18、. 01000001 1010 1110 . 01000001 1010 1110 . 0100十六进制数十六进制数十六进制数十六进制数 1 A E . 4 1 A E . 4 1 A E . 4 1 A E . 4即（即（即（即（110101110.01110101110.01110101110.01110101110.01）2 2 2 2= = = =（1AE.41AE.41AE.41AE.4）16161616例如例如例如例如二进制数的运算二进制数的运算二进制数的运算二进制数的运算【例例例例1-3】 10100+1101=100001 10100+1101=100001 【例例例例1-4】
19、 100001-10100=1101100001-10100=1101 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 + 1 1 0 1 - 1 1 0 1 0 + 1 1 0 1 - 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 【例例例例1-5】 11011011=10001111 11011011=10001111 【例例例例1-6】 11100101=10111100101=1011111 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 商商 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1
20、0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 + 1 1 0 1 1 1 + 1 1 0 1 1 1 余数余数余数余数 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 15.5.5.5.计算集中的编码系统计算集中的编码系统计算集中的编码系统计算集中的编码系统1.2.21.2.21.2.21.2.2BCDBCDBCDBCD码是十进制数，有码是十进制数，有码是十进制数，有码是十进制数，有10101010个不同的数字符号，且是逢
21、十进位的；个不同的数字符号，且是逢十进位的；个不同的数字符号，且是逢十进位的；个不同的数字符号，且是逢十进位的；但它的每一位是用但它的每一位是用但它的每一位是用但它的每一位是用4 4 4 4位二进制编码来表示的，因此称为二进制位二进制编码来表示的，因此称为二进制位二进制编码来表示的，因此称为二进制位二进制编码来表示的，因此称为二进制编码的十进制数。编码的十进制数。编码的十进制数。编码的十进制数。BCDBCDBCDBCD码比较直观，例如十进制数码比较直观，例如十进制数码比较直观，例如十进制数码比较直观，例如十进制数65656565用用用用BCDBCDBCDBCD码书码书码书码书写为写为写为写为0
22、1100101011001010110010101100101，BCDBCDBCDBCD码码码码01001001.011101001001.011101001001.011101001001.0111表示的十进制数为表示的十进制数为表示的十进制数为表示的十进制数为49.749.749.749.7。1.1.1.1.二进制编码的十进制数二进制编码的十进制数二进制编码的十进制数二进制编码的十进制数虽然虽然虽然虽然BCDBCDBCDBCD码是用二进制编码方式表示的，但它与二进制之间不码是用二进制编码方式表示的，但它与二进制之间不码是用二进制编码方式表示的，但它与二进制之间不码是用二进制编码方式表示的，
23、但它与二进制之间不能直接转换，要用十进制作为中间桥梁，即先将能直接转换，要用十进制作为中间桥梁，即先将能直接转换，要用十进制作为中间桥梁，即先将能直接转换，要用十进制作为中间桥梁，即先将BCDBCDBCDBCD码转换为码转换为码转换为码转换为十进制数，然后再转换为二进制数；反之亦然。十进制数，然后再转换为二进制数；反之亦然。十进制数，然后再转换为二进制数；反之亦然。十进制数，然后再转换为二进制数；反之亦然。表表表表1-2 BCD1-2 BCD1-2 BCD1-2 BCD编码表编码表编码表编码表十进制十进制十进制十进制8421BCD8421BCD8421BCD8421BCD码码码码十进制十进制十
24、进制十进制8421BCD8421BCD8421BCD8421BCD码码码码0 0 0 000000000000000006 6 6 601100110011001101 1 1 100010001000100017 7 7 701110111011101112 2 2 200100010001000108 8 8 810001000100010003 3 3 300110011001100119 9 9 910011001100110014 4 4 40100010001000100101010100001 00000001 00000001 00000001 00005 5 5 501010
25、10101010101111111110001 00010001 00010001 00010001 0001字母与字符的编码字母与字符的编码字母与字符的编码字母与字符的编码 2.2.2.2.另外，在计算机中，汉字编码采用国标码（另外，在计算机中，汉字编码采用国标码（另外，在计算机中，汉字编码采用国标码（另外，在计算机中，汉字编码采用国标码（GB18030-GB18030-GB18030-GB18030-2000200020002000）, , , ,它采用单、双、四字节混合编码，每个字节的最它采用单、双、四字节混合编码，每个字节的最它采用单、双、四字节混合编码，每个字节的最它采用单、双、四字
26、节混合编码，每个字节的最高位为高位为高位为高位为1 1 1 1，并以此来区分汉字和，并以此来区分汉字和，并以此来区分汉字和，并以此来区分汉字和ASCASCASCASC码。码。码。码。字母和字符也必须按照特定的规则，用二进制编码才能在字母和字符也必须按照特定的规则，用二进制编码才能在字母和字符也必须按照特定的规则，用二进制编码才能在字母和字符也必须按照特定的规则，用二进制编码才能在机器中表示。编码可以有各种方式，目前微机中最普遍采机器中表示。编码可以有各种方式，目前微机中最普遍采机器中表示。编码可以有各种方式，目前微机中最普遍采机器中表示。编码可以有各种方式，目前微机中最普遍采用的是用的是用的是
27、用的是ASCASCASCASC码码码码(American Standard Code for (American Standard Code for (American Standard Code for (American Standard Code for Information Interchange,Information Interchange,Information Interchange,Information Interchange,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) ) ) )。ASCASCASCASC码采用码采用码采用码采用7 7 7
28、 7位二进制编码位二进制编码位二进制编码位二进制编码, , , ,故可表示故可表示故可表示故可表示2 2 2 27 7 7 7 =128=128=128=128个字符个字符个字符个字符, , , ,其其其其中包括数码中包括数码中包括数码中包括数码(0-9)(0-9)(0-9)(0-9)，以及英文字母等可打印的字符。，以及英文字母等可打印的字符。，以及英文字母等可打印的字符。，以及英文字母等可打印的字符。原码原码原码原码 正数的符号位用正数的符号位用正数的符号位用正数的符号位用0 0 0 0表示表示表示表示, , , ,负数的符号位用负数的符号位用负数的符号位用负数的符号位用1 1 1 1表示表
29、示表示表示, , , ,数值位保持不数值位保持不数值位保持不数值位保持不变。这种方法称为原码。原码的定义为变。这种方法称为原码。原码的定义为变。这种方法称为原码。原码的定义为变。这种方法称为原码。原码的定义为: : : : 若若若若X+0X+0 则则则则XXXX原原原原=X X X X 若若若若X-0X-0X-0X-0 则则则则XXXX原原原原= 2 2 2 2n-1 n-1 n-1 n-1 XXXX 其中其中其中其中n n n n为原码的位数。为原码的位数。为原码的位数。为原码的位数。1.2.3 1.2.3 1.2.3 1.2.3 带符号数的表示带符号数的表示带符号数的表示带符号数的表示1.
30、1.1.1.反码反码反码反码“0”“0”“0”“0”有两种表示方法：有两种表示方法：有两种表示方法：有两种表示方法：+0+0+0+0反反反反=00000000=00000000=00000000=00000000，-0-0-0-0反反反反=11111111=11111111=11111111=111111118888位二进制反码真值范围为位二进制反码真值范围为位二进制反码真值范围为位二进制反码真值范围为-127-127-127-127+127+127+127+127；16161616位反码真值范位反码真值范位反码真值范位反码真值范围为围为围为围为-32767-32767-32767-32767
31、+32767+32767+32767+32767。当一个带符号数用反码表示时，最高位为符号位。当一个带符号数用反码表示时，最高位为符号位。当一个带符号数用反码表示时，最高位为符号位。当一个带符号数用反码表示时，最高位为符号位。特特特特点点点点2.2.2.2.反码的定义为：若反码的定义为：若反码的定义为：若反码的定义为：若X+0 X+0 X+0 X+0 则则则则XXXX反反反反=X=X=X=X 若若若若X-0 X-0 X-0 X-0 则则则则XXXX反反反反= 2= 2= 2= 2n n n n +X-1 +X-1 +X-1 +X-1 其中其中其中其中n n n n为反码的位数。为反码的位数。为
32、反码的位数。为反码的位数。补码补码 在钟表上，指针正拨在钟表上，指针正拨在钟表上，指针正拨在钟表上，指针正拨12121212小时或倒拨小时或倒拨小时或倒拨小时或倒拨12121212小时，其时间小时，其时间小时，其时间小时，其时间值是相等的值是相等的值是相等的值是相等的, , , ,即在钟表上即在钟表上即在钟表上即在钟表上X+12=X-12(mod 12)X+12=X-12(mod 12)X+12=X-12(mod 12)X+12=X-12(mod 12)。模的概念模的概念模的概念模的概念补码的引入补码的引入补码的引入补码的引入 对于对于对于对于n n n n位二进制数，其计数范围为位二进制数，
33、其计数范围为位二进制数，其计数范围为位二进制数，其计数范围为0 0 0 0（ 2 2 2 2n n n n-1-1-1-1），），），），在该计数器上加在该计数器上加在该计数器上加在该计数器上加2 2 2 2n n n n或减或减或减或减2 2 2 2n n n n结果是不变的，我们称结果是不变的，我们称结果是不变的，我们称结果是不变的，我们称2 2 2 2n n n n为为为为n n n n位计数系统的模。对钟表来说，它的模为位计数系统的模。对钟表来说，它的模为位计数系统的模。对钟表来说，它的模为位计数系统的模。对钟表来说，它的模为12121212。 在钟表上，如果现在时间是在钟表上，如果现
34、在时间是在钟表上，如果现在时间是在钟表上，如果现在时间是6 6 6 6点整，而钟表却指着点整，而钟表却指着点整，而钟表却指着点整，而钟表却指着8 8 8 8点整，快了点整，快了点整，快了点整，快了2 2 2 2小时，校准的方法是正拨小时，校准的方法是正拨小时，校准的方法是正拨小时，校准的方法是正拨10101010小时或倒拨小时或倒拨小时或倒拨小时或倒拨2 2 2 2小时，结果都正确，即：小时，结果都正确，即：小时，结果都正确，即：小时，结果都正确，即：8+10=68+10=68+10=68+10=6（mod 12mod 12mod 12mod 12）顺拨）顺拨）顺拨）顺拨 ，8-2=68-2=
35、68-2=68-2=6（mod 12mod 12mod 12mod 12） 倒拨。倒拨。倒拨。倒拨。3.+3+3+3+3补补补补=+3=+3=+3=+3原原原原=+3=+3=+3=+3反反反反=00000011=00000011=00000011=00000011-3-3-3-3补补补补=-3=-3=-3=-3反反反反+1=11111100+1=11111101+1=11111100+1=11111101+1=11111100+1=11111101+1=11111100+1=11111101+0+0+0+0补补补补=+0=+0=+0=+0原原原原=+0=+0=+0=+0反反反反=0000000
36、0=00000000=00000000=00000000-0-0-0-0补补补补=-0=-0=-0=-0反反反反+1=11111111+1=00000000+1=11111111+1=00000000+1=11111111+1=00000000+1=11111111+1=00000000补码的求法补码的求法补码的求法补码的求法 对对对对n n n n为二进制数，模为为二进制数，模为为二进制数，模为为二进制数，模为2 2 2 2n n n n ，则，则，则，则XXXX补补补补= = = =（ 2 2 2 2inininin +X +X +X +X），），），）， MOD 2MOD 2MOD 2M
37、OD 2n n n n ,i ,i ,i ,i为正整数。为正整数。为正整数。为正整数。补码的定义补码的定义 若若若若X+0 X+0 X+0 X+0 则则则则XXXX补补补补=X =X =X =X ， 若若若若X -0 X -0 X -0 X -0 则则则则XXXX补补补补= 2= 2= 2= 2n n n n +X +X +X +X，其中其中其中其中n n n n为补码的位数。如果为补码的位数。如果为补码的位数。如果为补码的位数。如果X0,X0,X0,X0,则则则则XXXX补补补补= = = =（ 2 2 2 2inininin +X +X +X +X）MOD MOD MOD MOD 2 2
38、2 2n n n n=X,=X,=X,=X,即正数的补码为原正数不变。如果即正数的补码为原正数不变。如果即正数的补码为原正数不变。如果即正数的补码为原正数不变。如果X0,X0,X0,X0,则则则则XXXX补补补补(2(2(2(2n n n n +X) MOD 2+X) MOD 2+X) MOD 2+X) MOD 2n n n n = 2 = 2 = 2 = 2n n n n -1+X+1=X -1+X+1=X -1+X+1=X -1+X+1=X反反反反+1+1+1+1，即负数的补码等于负，即负数的补码等于负，即负数的补码等于负，即负数的补码等于负数的反码加数的反码加数的反码加数的反码加1 1
39、1 1，也就是等于负数原码除符号位外求反加，也就是等于负数原码除符号位外求反加，也就是等于负数原码除符号位外求反加，也就是等于负数原码除符号位外求反加1 1 1 1。求法与应用求法与应用+0+0+0+0补补补补=-0=-0=-0=-0补补补补=00000000=00000000=00000000=00000000，即，即，即，即0 0 0 0的补码为的补码为的补码为的补码为0 0 0 0，且只有一种表示方法。，且只有一种表示方法。，且只有一种表示方法。，且只有一种表示方法。注意注意注意注意补码补码补码补码+0+0+0+0补补补补=-0=-0=-0=-0补补补补=00000000=0000000
40、0=00000000=00000000。8888位二进制补码真值范围为位二进制补码真值范围为位二进制补码真值范围为位二进制补码真值范围为-128-128-128-128+127+127+127+127，16161616位补码真值范围为位补码真值范围为位补码真值范围为位补码真值范围为- - - -32768 32768 32768 32768 +32767 +32767 +32767 +32767。一个用补码表示的二进制数，最高位为符号位，当符号位为一个用补码表示的二进制数，最高位为符号位，当符号位为一个用补码表示的二进制数，最高位为符号位，当符号位为一个用补码表示的二进制数，最高位为符号位，当
41、符号位为“0”“0”“0”“0”即正数时，其余位即为此数的二进制值；但当符号位为即正数时，其余位即为此数的二进制值；但当符号位为即正数时，其余位即为此数的二进制值；但当符号位为即正数时，其余位即为此数的二进制值；但当符号位为“1”“1”“1”“1”即负数即负数即负数即负数时，其余位不是此数的二进制值，其值为后面各位按位取反，在最时，其余位不是此数的二进制值，其值为后面各位按位取反，在最时，其余位不是此数的二进制值，其值为后面各位按位取反，在最时，其余位不是此数的二进制值，其值为后面各位按位取反，在最低位加低位加低位加低位加1 1 1 1。当采用补码表示时，可以把减法运算转换为加法运算，当采用补
42、码表示时，可以把减法运算转换为加法运算，当采用补码表示时，可以把减法运算转换为加法运算，当采用补码表示时，可以把减法运算转换为加法运算，即即即即XYXYXYXY补补补补=X=X=X=X补补补补+Y+Y+Y+Y补。补。补。补。8 8 8 8位带符号的补码特点位带符号的补码特点位带符号的补码特点位带符号的补码特点补码补码补码补码数的表示方法数的表示方法数的表示方法数的表示方法十进制数十进制数十进制数十进制数二进制数二进制数二进制数二进制数原码原码原码原码反码反码反码反码补码补码补码补码-128-128-128-128-127-127-127-127-126-126-126-126-2-2-2-2-
43、1-1-1-1-0-0-0-0+0+0+0+0+1+1+1+1+2+2+2+2+126+126+126+126+127+127+127+127-10000000-10000000-10000000-10000000-1111111-1111111-1111111-1111111-1111110-1111110-1111110-1111110-0000010-0000010-0000010-0000010-0000001-0000001-0000001-0000001-0000000-0000000-0000000-0000000+0000000+0000000+0000000+0000000+
44、0000001+0000001+0000001+0000001+0000010+0000010+0000010+0000010+1111110+1111110+1111110+1111110+1111111+1111111+1111111+1111111-1111111111111111111111111111111111111110111111101111111011111110100000101000001010000010100000101000000110000001100000011000000110000000100000001000000010000000000000000000
45、0000000000000000000000000001000000010000000100000001000000100000001000000010000000100111111001111110011111100111111001111111011111110111111101111111-1000000010000000100000001000000010000001100000011000000110000001111111011111110111111101111111011111111011111110111111101111111011111111111111111111111
46、111111111000000000000000000000000000000000000000100000001000000010000000100000010000000100000001000000010011111100111111001111110011111100111111101111111011111110111111110000000100000001000000010000000100000011000000110000001100000011000001010000010100000101000001011111110111111101111111011111110111
47、11111111111111111111111111111000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001000000010000000100000001000000100000001000000010000000100111111001111110011111100111111001111111011111110111111101111111表表表表1-31-31-31-3定点表示法定点表示法定点表示法定点表示法 约定小数点在符号位之后、数值部分最高位之前，因此数约定小数点在符号位之后、数值部分最
48、高位之前，因此数约定小数点在符号位之后、数值部分最高位之前，因此数约定小数点在符号位之后、数值部分最高位之前，因此数据是纯小数，故又称定点小数，其格式为：据是纯小数，故又称定点小数，其格式为：据是纯小数，故又称定点小数，其格式为：据是纯小数，故又称定点小数，其格式为：符号位符号位符号位符号位数值部分（尾数）数值部分（尾数）数值部分（尾数）数值部分（尾数）小数点位置小数点位置小数点位置小数点位置定点小数法比例因子的选择：例如有两个数为定点小数法比例因子的选择：例如有两个数为定点小数法比例因子的选择：例如有两个数为定点小数法比例因子的选择：例如有两个数为010.01010.01010.01010.
49、01和和和和001.100001.100001.100001.100，若进行两数相加时：，若进行两数相加时：，若进行两数相加时：，若进行两数相加时：010.01+001.100=010.01+001.100=010.01+001.100=010.01+001.100=（0.1001+0.01100.1001+0.01100.1001+0.01100.1001+0.0110） 2 2 2 22 2 2 2 ，该比例因子选，该比例因子选，该比例因子选，该比例因子选为为为为2 2 2 22 2 2 2 ，而且两数相加结果仍小于，而且两数相加结果仍小于，而且两数相加结果仍小于，而且两数相加结果仍小于1
50、 1 1 1。1.2.4 1.2.4 1.2.4 1.2.4 数的定点和浮点数的定点和浮点数的定点和浮点数的定点和浮点一一一一 定定定定点点点点小小小小数数数数法法法法 约定小数点的位置固定在数值部分的最低位之后，也就是约定小数点的位置固定在数值部分的最低位之后，也就是约定小数点的位置固定在数值部分的最低位之后，也就是约定小数点的位置固定在数值部分的最低位之后，也就是把数表示为纯整数，其格式如下：把数表示为纯整数，其格式如下：把数表示为纯整数，其格式如下：把数表示为纯整数，其格式如下：符号位符号位符号位符号位数值部分（尾数）数值部分（尾数）数值部分（尾数）数值部分（尾数）小数点位置小数点位置小
51、数点位置小数点位置定点整数表示法也有比例因子的选择问题，例如上例定点整数表示法也有比例因子的选择问题，例如上例定点整数表示法也有比例因子的选择问题，例如上例定点整数表示法也有比例因子的选择问题，例如上例两个数化为定点整数运算则为两个数化为定点整数运算则为两个数化为定点整数运算则为两个数化为定点整数运算则为（010.01+001.100010.01+001.100010.01+001.100010.01+001.100）= = = =（01001+0011001001+0011001001+0011001001+00110） 2 2 2 2-2-2-2-2 ，该比，该比，该比，该比例因子选为例因
52、子选为例因子选为例因子选为2 2 2 2-2-2-2-2。二二二二 定定定定点点点点整整整整数数数数法法法法定点定点定点定点表示法表示法表示法表示法PfPfPfPfP1P2PmP1P2PmP1P2PmP1P2PmSfSfSfSfS1S2SnS1S2SnS1S2SnS1S2Sn 阶符阶符阶符阶符 阶码阶码阶码阶码 数符数符数符数符 尾数尾数尾数尾数浮点数包括两部分：即阶码浮点数包括两部分：即阶码浮点数包括两部分：即阶码浮点数包括两部分：即阶码P P P P和尾数和尾数和尾数和尾数S S S S，它们都有各自的符号位。阶码，它们都有各自的符号位。阶码，它们都有各自的符号位。阶码，它们都有各自的符号
53、位。阶码的符号位又称阶符，用的符号位又称阶符，用的符号位又称阶符，用的符号位又称阶符，用PfPfPfPf表示，阶码有表示，阶码有表示，阶码有表示，阶码有P1P1P1P1、P2PmP2PmP2PmP2Pm位；尾数的符号位位；尾数的符号位位；尾数的符号位位；尾数的符号位又称数符，用又称数符，用又称数符，用又称数符，用SfSfSfSf表示，尾数有表示，尾数有表示，尾数有表示，尾数有S1S1S1S1、S2SnS2SnS2SnS2Sn位。位。位。位。 在浮点表示法中，小数点的位置是不固定的或者说是可浮在浮点表示法中，小数点的位置是不固定的或者说是可浮在浮点表示法中，小数点的位置是不固定的或者说是可浮在浮
54、点表示法中，小数点的位置是不固定的或者说是可浮动的。一般来说，任何一个二进制数的浮点表示格式为：动的。一般来说，任何一个二进制数的浮点表示格式为：动的。一般来说，任何一个二进制数的浮点表示格式为：动的。一般来说，任何一个二进制数的浮点表示格式为：浮点表示法浮点表示法浮点表示法浮点表示法由此得出：任何一个二进制数，它的浮点数可表示为：由此得出：任何一个二进制数，它的浮点数可表示为：由此得出：任何一个二进制数，它的浮点数可表示为：由此得出：任何一个二进制数，它的浮点数可表示为：N= 2N= 2N= 2N= 2P P P P SSSS。 例如：二进制数例如：二进制数例如：二进制数例如：二进制数N=
55、2N= 2N= 2N= 2+11+11+11+11 0.1011 0.1011 0.1011 0.1011，在浮点机中的表示格式为：，在浮点机中的表示格式为：，在浮点机中的表示格式为：，在浮点机中的表示格式为：0 0 0 000110011001100110 0 0 01011101110111011阶符阶符阶符阶符 阶码阶码阶码阶码 数符数符数符数符 尾数尾数尾数尾数规定：当尾数满足规定：当尾数满足规定：当尾数满足规定：当尾数满足0.50.50.50.5S S S S1 1 1 1时时时时, , , ,即为规格化数。从而看出，即为规格化数。从而看出，即为规格化数。从而看出，即为规格化数。从而
56、看出，所谓规格化数，即尾数的最高有效位是有效数字所谓规格化数，即尾数的最高有效位是有效数字所谓规格化数，即尾数的最高有效位是有效数字所谓规格化数，即尾数的最高有效位是有效数字1 1 1 1，而不是，而不是，而不是，而不是0 0 0 0。对定点小数来说，用选择恰当的比例因子实现规格化；对浮点对定点小数来说，用选择恰当的比例因子实现规格化；对浮点对定点小数来说，用选择恰当的比例因子实现规格化；对浮点对定点小数来说，用选择恰当的比例因子实现规格化；对浮点表示法表示法表示法表示法, , , ,需要调整阶码的数值实现规格化。需要调整阶码的数值实现规格化。需要调整阶码的数值实现规格化。需要调整阶码的数值实
57、现规格化。 例如：例如：例如：例如：N= 2N= 2N= 2N= 2+11+11+11+11 0.0101 0.0101 0.0101 0.0101，这是非规格化浮点数。改写成：，这是非规格化浮点数。改写成：，这是非规格化浮点数。改写成：，这是非规格化浮点数。改写成：N= 2N= 2N= 2N= 2+10+10+10+10 0.1010 0.1010 0.1010 0.1010，这是规格化浮点数。，这是规格化浮点数。，这是规格化浮点数。，这是规格化浮点数。浮点表示法浮点表示法浮点表示法浮点表示法定点表示法与浮点表示法的比较定点表示法与浮点表示法的比较定点表示法与浮点表示法的比较定点表示法与浮点
58、表示法的比较由于浮点数的小数点的位置是隐含于阶码之中，阶由于浮点数的小数点的位置是隐含于阶码之中，阶由于浮点数的小数点的位置是隐含于阶码之中，阶由于浮点数的小数点的位置是隐含于阶码之中，阶码不同的两个尾数不能直接加减，需先把两个数的码不同的两个尾数不能直接加减，需先把两个数的码不同的两个尾数不能直接加减，需先把两个数的码不同的两个尾数不能直接加减，需先把两个数的阶码调整到一致，这称为阶码调整到一致，这称为阶码调整到一致，这称为阶码调整到一致，这称为“ “对阶对阶对阶对阶” ”，然后两个尾数才，然后两个尾数才，然后两个尾数才，然后两个尾数才能相加减。能相加减。能相加减。能相加减。数值表示范围数值
59、表示范围数值表示范围数值表示范围假定某机器字长假定某机器字长假定某机器字长假定某机器字长32323232位，数符占位，数符占位，数符占位，数符占1 1 1 1位，尾数占位，尾数占位，尾数占位，尾数占31313131位，位，位，位，则：定点小数表示范围：则：定点小数表示范围：则：定点小数表示范围：则：定点小数表示范围： 2 2 2 2-31-31-31-31 S S S S1- 21- 21- 21- 2-31-31-31-31定点整数表示范围：定点整数表示范围：定点整数表示范围：定点整数表示范围： 1 1 1 1S S S S 2 2 2 231313131 -1 -1 -1 -1浮点数的运算
60、比浮点数的运算比浮点数的运算比浮点数的运算比定点数的运算复定点数的运算复定点数的运算复定点数的运算复杂杂杂杂计算机硬件的基本结构计算机硬件的基本结构计算机硬件的基本结构计算机硬件的基本结构输入设备输入设备输入设备输入设备运算器运算器运算器运算器输出设备输出设备输出设备输出设备存储器存储器存储器存储器控制器控制器控制器控制器数据流数据流数据流数据流控制流控制流控制流控制流图图图图1-1 1-1 1-1 1-1 计算机的基本硬件组成计算机的基本硬件组成计算机的基本硬件组成计算机的基本硬件组成1.3 1.3 1.3 1.3 计算机系统的组成及其工作原理计算机系统的组成及其工作原理计算机系统的组成及其
61、工作原理计算机系统的组成及其工作原理1.3.1 1.3.1 1.3.1 1.3.1 计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统1.1.1.1.运算器、存储器和控制器运算器、存储器和控制器运算器、存储器和控制器运算器、存储器和控制器 在微型机中存储单元通在微型机中存储单元通在微型机中存储单元通在微型机中存储单元通常以常以常以常以8bit8bit8bit8bit即即即即1 1 1 1字节为单位。字节为单位。字节为单位。字节为单位。为了能唯一确定并找到为了能唯一确定并找到为了能唯一确定并找到为了能唯一确定并找到任一个存储单元，计算任一个存储单元，计算任一个存储单元，计算任一个存
62、储单元，计算机对每一存储单元都指机对每一存储单元都指机对每一存储单元都指机对每一存储单元都指定一个唯一的编号，称定一个唯一的编号，称定一个唯一的编号，称定一个唯一的编号，称之为存储单元的地址，之为存储单元的地址，之为存储单元的地址，之为存储单元的地址，地址通常从地址通常从地址通常从地址通常从0 0 0 0开始顺序编开始顺序编开始顺序编开始顺序编排。即图排。即图排。即图排。即图1-21-21-21-2所示。所示。所示。所示。2020202031313131-18-18-18-18. . . . . . . . . .1861861861860 0 0 01 1 1 12 2 2 2. . . .
63、 . . . . . .n n n n地址地址地址地址 内内内内 容容容容图图图图1-2 1-2 1-2 1-2 存储单元的地址与内容存储单元的地址与内容存储单元的地址与内容存储单元的地址与内容 运算器主要包括能完成加、减、乘、除算术运算及逻辑运算的电运算器主要包括能完成加、减、乘、除算术运算及逻辑运算的电运算器主要包括能完成加、减、乘、除算术运算及逻辑运算的电运算器主要包括能完成加、减、乘、除算术运算及逻辑运算的电路以及多个寄存器。在控制信号的指挥下，运算器完成诸如算术路以及多个寄存器。在控制信号的指挥下，运算器完成诸如算术路以及多个寄存器。在控制信号的指挥下，运算器完成诸如算术路以及多个寄
64、存器。在控制信号的指挥下，运算器完成诸如算术运算、逻辑运算、暂存操作数或运算结果以及数据传送等工作。运算、逻辑运算、暂存操作数或运算结果以及数据传送等工作。运算、逻辑运算、暂存操作数或运算结果以及数据传送等工作。运算、逻辑运算、暂存操作数或运算结果以及数据传送等工作。1.3.1 1.3.1 1.3.1 1.3.1 计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统2.2.2.2.1.3.1 1.3.1 1.3.1 1.3.1 计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统 2.2.2.2. 指令指针指令指针指令指针指令指针寄存器寄存器寄存器寄存器(IP)(IP)
65、(IP)(IP)指令寄存指令寄存指令寄存指令寄存器（器（器（器（IRIRIRIR）指令译码指令译码指令译码指令译码器（器（器（器（IDIDIDID）控制信号控制信号控制信号控制信号发生器发生器发生器发生器控制器控制器控制器控制器运算器、存储器和控制器运算器、存储器和控制器运算器、存储器和控制器运算器、存储器和控制器ACCACCACCACC通用通用通用通用寄存寄存寄存寄存器组器组器组器组专用专用专用专用寄存寄存寄存寄存器组器组器组器组IPIPIPIP读读读读/ / / /谢控制电路谢控制电路谢控制电路谢控制电路地地地地址址址址译译译译码码码码器器器器存储存储存储存储单元单元单元单元暂存器暂存器暂
66、存器暂存器1 1 1 1暂存器暂存器暂存器暂存器2 2 2 2指令寄存器指令寄存器指令寄存器指令寄存器IRIRIRIR指令译码器指令译码器指令译码器指令译码器IDIDIDID控制信号控制信号控制信号控制信号发生器发生器发生器发生器算术逻辑单元算术逻辑单元算术逻辑单元算术逻辑单元ALUALUALUALU地址总线地址总线地址总线地址总线AB AB AB AB 内部控制信号内部控制信号内部控制信号内部控制信号外部外部外部外部控制控制控制控制信号信号信号信号数据总线数据总线数据总线数据总线DBDBDBDB控制控制控制控制总线总线总线总线CBCBCBCB图图图图1-3 1-3 1-3 1-3 简单计算机
67、的硬件简单计算机的硬件简单计算机的硬件简单计算机的硬件1.3.1 1.3.1 1.3.1 1.3.1 计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统2.2.2.2.运算器、存储去和控制器运算器、存储去和控制器运算器、存储去和控制器运算器、存储去和控制器电路结构示意图电路结构示意图电路结构示意图电路结构示意图3. 3. 3. 3. 控制器设计控制器设计控制器设计控制器设计微程序控制器微程序控制器微程序控制器微程序控制器按照其产生微操作控制信号的方式按照其产生微操作控制信号的方式按照其产生微操作控制信号的方式按照其产生微操作控制信号的方式传统的组合逻辑控制器传统的组合逻辑控制器传
68、统的组合逻辑控制器传统的组合逻辑控制器控控控控制制制制器器器器把指令的执行分解成若干个微操作，用微指令将这些微操作把指令的执行分解成若干个微操作，用微指令将这些微操作把指令的执行分解成若干个微操作，用微指令将这些微操作把指令的执行分解成若干个微操作，用微指令将这些微操作编成微程序，通过执行微程序来完成这些微操作，即执行了编成微程序，通过执行微程序来完成这些微操作，即执行了编成微程序，通过执行微程序来完成这些微操作，即执行了编成微程序，通过执行微程序来完成这些微操作，即执行了指令。这就是微程序技术的基本原理。指令。这就是微程序技术的基本原理。指令。这就是微程序技术的基本原理。指令。这就是微程序技
69、术的基本原理。计算机硬件系统计算机硬件系统计算机硬件系统计算机硬件系统1.3.11.3.11.3.11.3.1微型机的外部结构特点微型机的外部结构特点微型机的外部结构特点微型机的外部结构特点 总线是微型机中连接各功能部件并传送信息的一组信号线，分总线是微型机中连接各功能部件并传送信息的一组信号线，分总线是微型机中连接各功能部件并传送信息的一组信号线，分总线是微型机中连接各功能部件并传送信息的一组信号线，分为三类，即地址总线为三类，即地址总线为三类，即地址总线为三类，即地址总线ABABABAB（Address BusAddress BusAddress BusAddress Bus）、数据总线）
70、、数据总线）、数据总线）、数据总线DBDBDBDB（Data Data Data Data BusBusBusBus）和控制总线）和控制总线）和控制总线）和控制总线CBCBCBCB（Control BusControl BusControl BusControl Bus）。总线结构是微型机的独特）。总线结构是微型机的独特）。总线结构是微型机的独特）。总线结构是微型机的独特结构，如图结构，如图结构，如图结构，如图1-51-51-51-5所示。所示。所示。所示。CPUCPUCPUCPU存储器存储器存储器存储器存储器存储器存储器存储器I/OI/OI/OI/O接口接口接口接口I/OI/OI/OI/O接
71、口接口接口接口外部设备外部设备外部设备外部设备ABABABABDBDBDBDBCBCBCBCB图图图图1-5 1-5 1-5 1-5 微型机的外部结构特点微型机的外部结构特点微型机的外部结构特点微型机的外部结构特点1.3.1 1.3.1 1.3.1 1.3.1 计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统4.4.4.4.1.3.1 1.3.1 计算机的硬件系统计算机的硬件系统微型计算机的组成微型计算机的组成微型计算机的组成微型计算机的组成系统软件系统软件系统软件系统软件1.3.2 1.3.2 计算机的软件系统计算机的软件系统各种语言的汇编或解释、各种语言的汇编或解释、各种语
72、言的汇编或解释、各种语言的汇编或解释、编译程序编译程序编译程序编译程序机器的监控管理程序、机器的监控管理程序、机器的监控管理程序、机器的监控管理程序、操作系统、调试程序、故障诊断程序操作系统、调试程序、故障诊断程序操作系统、调试程序、故障诊断程序操作系统、调试程序、故障诊断程序程序库程序库程序库程序库系统软件系统软件1.1.1.1.应用软件应用软件应用软件应用软件 计算机系统硬件、软件与用户之间的关系如图计算机系统硬件、软件与用户之间的关系如图计算机系统硬件、软件与用户之间的关系如图计算机系统硬件、软件与用户之间的关系如图1-71-71-71-7所示，软件可所示，软件可所示，软件可所示，软件可
73、看做是用户与计算机硬件系统的接口。软件之间又是逐层依赖的。看做是用户与计算机硬件系统的接口。软件之间又是逐层依赖的。看做是用户与计算机硬件系统的接口。软件之间又是逐层依赖的。看做是用户与计算机硬件系统的接口。软件之间又是逐层依赖的。 总之，硬件建立了计算机的物质基础，而各种软件则扩大了总之，硬件建立了计算机的物质基础，而各种软件则扩大了总之，硬件建立了计算机的物质基础，而各种软件则扩大了总之，硬件建立了计算机的物质基础，而各种软件则扩大了计算机的功能。硬件和软件只有结合起来，才能完成各种功能，计算机的功能。硬件和软件只有结合起来，才能完成各种功能，计算机的功能。硬件和软件只有结合起来，才能完成
74、各种功能，计算机的功能。硬件和软件只有结合起来，才能完成各种功能，才是一个完整的计算机系统。图才是一个完整的计算机系统。图才是一个完整的计算机系统。图才是一个完整的计算机系统。图1-61-61-61-6给出了微处理器、微型计给出了微处理器、微型计给出了微处理器、微型计给出了微处理器、微型计算机和微型计算机系统的结构关系。算机和微型计算机系统的结构关系。算机和微型计算机系统的结构关系。算机和微型计算机系统的结构关系。1.3.2 1.3.2 1.3.2 1.3.2 计算机的软件系统计算机的软件系统计算机的软件系统计算机的软件系统用户用各种语言编制的解决各种问题的软件统称为应用软件用户用各种语言编制
75、的解决各种问题的软件统称为应用软件用户用各种语言编制的解决各种问题的软件统称为应用软件用户用各种语言编制的解决各种问题的软件统称为应用软件财务管理软件财务管理软件财务管理软件财务管理软件银行管理软件等银行管理软件等银行管理软件等银行管理软件等文字处理软件文字处理软件文字处理软件文字处理软件2.2.2.2.算术逻辑部件算术逻辑部件算术逻辑部件算术逻辑部件累加器、寄存器累加器、寄存器累加器、寄存器累加器、寄存器控制器控制器控制器控制器内部总线内部总线内部总线内部总线内部存储器内部存储器内部存储器内部存储器输入输入输入输入/ / / /输出接口输出接口输出接口输出接口系统总线系统总线系统总线系统总线
76、外围设备外围设备外围设备外围设备系统软件系统软件系统软件系统软件微微微微处处处处理理理理器器器器微微微微型型型型计计计计算算算算机机机机微微微微型型型型计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统图图图图1-7 1-7 1-7 1-7 计算机系统的功能模型计算机系统的功能模型计算机系统的功能模型计算机系统的功能模型用用用用 户户户户应应应应 用用用用 软软软软 件件件件系系系系 统统统统 软软软软 件件件件硬硬硬硬 件件件件 系系系系 统统统统图图图图1-6 1-6 1-6 1-6 微处理器、微型计算机微处理器、微型计算机微处理器、微型计算机微处理器、微型计算机和微型计算机系统和微型计算机系统和微
77、型计算机系统和微型计算机系统1.3.21.3.21.3.21.3.2 计算机的软件系统计算机的软件系统计算机的软件系统计算机的软件系统常用的名词术语常用的名词术语位位位位位是计算机所能表示的最基本最小的数据单位。它位是计算机所能表示的最基本最小的数据单位。它位是计算机所能表示的最基本最小的数据单位。它位是计算机所能表示的最基本最小的数据单位。它只有两种状态只有两种状态只有两种状态只有两种状态“0”“0”“0”“0”和和和和“1”“1”“1”“1”，即二进制位。，即二进制位。，即二进制位。，即二进制位。 字字字字计算机中作为一个整体参与运算、处理和传送的一计算机中作为一个整体参与运算、处理和传送
78、的一计算机中作为一个整体参与运算、处理和传送的一计算机中作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二进制数，是计算机中信息的基本单位。串二进制数，是计算机中信息的基本单位。串二进制数，是计算机中信息的基本单位。串二进制数，是计算机中信息的基本单位。字长字长字长字长计算机中每个字所包含的二进制位数称为字长。字长计算机中每个字所包含的二进制位数称为字长。字长计算机中每个字所包含的二进制位数称为字长。字长计算机中每个字所包含的二进制位数称为字长。字长通常等于数据总线的位数和通用寄存器的位数。通常等于数据总线的位数和通用寄存器的位数。通常等于数据总线的位数和通用寄存器的位数。通常等于数据总线的位数和通用寄
79、存器的位数。字节字节字节字节8 8 8 8位二进制数称为一个字节。位二进制数称为一个字节。位二进制数称为一个字节。位二进制数称为一个字节。指令指令指令指令指挥计算机进行基本操作的命令。指挥计算机进行基本操作的命令。指挥计算机进行基本操作的命令。指挥计算机进行基本操作的命令。指令系统指令系统指令系统指令系统计算机所能执行的全部指令的集合称为计算机的指令系统。计算机所能执行的全部指令的集合称为计算机的指令系统。计算机所能执行的全部指令的集合称为计算机的指令系统。计算机所能执行的全部指令的集合称为计算机的指令系统。 程序程序程序程序完成某一任务的指令（或语句）的有序集合称为程序。完成某一任务的指令（
80、或语句）的有序集合称为程序。完成某一任务的指令（或语句）的有序集合称为程序。完成某一任务的指令（或语句）的有序集合称为程序。1.1.1.3.3 1.3.3 1.3.3 1.3.3 计算机的主要技术指标计算机的主要技术指标计算机的主要技术指标计算机的主要技术指标主要技术指标主要技术指标主要技术指标主要技术指标主要性能指标主要性能指标主要性能指标主要性能指标字字字字长长长长内内内内存存存存储储储储器器器器容容容容量量量量运运运运算算算算速速速速度度度度外外外外部部部部设设设设备备备备配配配配备备备备2.2.2.2.1.3.3 1.3.3 1.3.3 1.3.3 计算机的主要技术指标计算机的主要技术
81、指标计算机的主要技术指标计算机的主要技术指标小结小结小结小结1.1 1.1 引言引言引言引言 1.1.1 1.1.1 计算机发展概况计算机发展概况计算机发展概况计算机发展概况 1.1.2 1.1.2 计算机的主要特点计算机的主要特点计算机的主要特点计算机的主要特点 1.1.3 1.1.3 计算机的分类和应用计算机的分类和应用计算机的分类和应用计算机的分类和应用1.2 1.2 计算机中数的表示方法计算机中数的表示方法计算机中数的表示方法计算机中数的表示方法 1.2.1 1.2.1 进位计数制进位计数制进位计数制进位计数制 1.2.2 1.2.2 计算机中的编码系统计算机中的编码系统计算机中的编码
82、系统计算机中的编码系统 1.2.3 1.2.3 带符号数的表示带符号数的表示带符号数的表示带符号数的表示 1.2.4 1.2.4 数的定点和浮点表示数的定点和浮点表示数的定点和浮点表示数的定点和浮点表示1.3 1.3 计算机系统的组成及其工作原理计算机系统的组成及其工作原理计算机系统的组成及其工作原理计算机系统的组成及其工作原理 1.3.1 1.3.1 计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统 1.3.2 1.3.2 计算机的软件系统计算机的软件系统计算机的软件系统计算机的软件系统 1.3.3 1.3.3 计算机的主要技术指标计算机的主要技术指标计算机的主要技术指标计算机的主要技术指标
