微型计算机技术及应用.ppt

微型计算机原理及应用技术微型计算机概述微型计算机概述8086微处理器微处理器8086的寻址方式和指令系统的寻址方式和指令系统存储器和高速缓存技术存储器和高速缓存技术微型计算机和外设的数据传输微型计算机和外设的数据传输串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术中断控制器、中断控制器、DMA控制器和计数器控制器和计数器/定时器定时器模模/数和数数和数/模转换模转换键盘和键盘和LED显示显示第第1 1章章 微型计算机概述微型计算机概述1.1 1.1 微型计算机的特点和发展微型计算机的特点和发展微型计算机的特点和发展微型计算机的特点和发展 1.1.1 1.1.1 微型计算机的特点微型计算机的特点微型计算机的特点微型计算机的特点 1.1.2 1.1.2 微型计算机的发展微型计算机的发展微型计算机的发展微型计算机的发展1.2 1.2 微型机的分类微型机的分类微型机的分类微型机的分类1.3 1.3 微处理器、微型计算机和微处理器、微型计算机和微处理器、微型计算机和微处理器、微型计算机和 微型计算机系统微型计算机系统微型计算机系统微型计算机系统 1.3.11.3.1 微处理器微处理器微处理器微处理器 1.3.2 1.3.2 微型计算机微型计算机微型计算机微型计算机 1.3.3 1.3.3 微型计算机系统微型计算机系统微型计算机系统微型计算机系统1.4 1.4 微型计算机的应用微型计算机的应用微型计算机的应用微型计算机的应用1.5 1.5 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1.6 1.6 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 1.6.1 1.6.1 进位计数制进位计数制进位计数制进位计数制 1.6.2 1.6.2 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 1.6.3 1.6.3 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 1.6.4 1.6.4 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微型计算机的特点和发展微型计算机的特点和发展微型计算机的特点和发展微型计算机的特点和发展1.11.11.11.11.1.11.1.11.1.11.1.1 微型计算机的特点微型计算机的特点微型计算机的特点微型计算机的特点应用面广应用面广应用面广应用面广可靠性高可靠性高可靠性高可靠性高结构灵活结构灵活结构灵活结构灵活价格低廉价格低廉价格低廉价格低廉体积小体积小体积小体积小重量轻重量轻重量轻重量轻特点特点特点特点1.1.2 1.1.2 微型计算机的发展微型计算机的发展微型计算机的发展微型计算机的发展时段数据处理代表产品制造工艺集成度(管/片)时钟频率执行时间第一代19714位低档8位Intel4004Intel4040、8008PMOS20001MHz20 us第二代1974高档8位Intel8080、8085Z80MC6800、6802NMOS840024MHz12 us第三代197816位Intel8086、8088Z8000MC68000HMOS200006000048MHz0.5 us1980高档16位Intel80286MC6801010000010MHz0.2 us第四代198032位Intel80386、80486Z80000MC6802015000050000016100MHz0.1 us第五代1993Pentium系列5000000以上150MHz以上1.2 1.2 微型机的分类微型机的分类微型机的分类微型机的分类从工艺上从工艺上从工艺上从工艺上双极型双极型双极型双极型型型型型从结构上从结构上从结构上从结构上从用途上从用途上从用途上从用途上专用计算机专用计算机专用计算机专用计算机通用计算机通用计算机通用计算机通用计算机从字长上从字长上从字长上从字长上4 4 4 4位、位、位、位、8 8 8 8位、位、位、位、16161616位机位机位机位机32323232位、位、位、位、64646464位机位机位机位机位片机位片机位片机位片机单片机、单板机单片机、单板机单片机、单板机单片机、单板机微机系统等微机系统等微机系统等微机系统等1.3 1.3 微处理器、微型计算机和微型计算机系统微处理器、微型计算机和微型计算机系统微处理器、微型计算机和微型计算机系统微处理器、微型计算机和微型计算机系统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1-1 1-1 1-1 1-1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统微处理器、微型计算机和微型计算机系统微处理器、微型计算机和微型计算机系统微处理器、微型计算机和微型计算机系统1.3.1 1.3.1 微处理器微处理器微处理器微处理器微处理器也称微处理器也称CPU，是由大规模集成电路组成的，是由大规模集成电路组成的,本身具本身具有运算能力和控制能力，能执行一定的指令系统的器件，是有运算能力和控制能力，能执行一定的指令系统的器件，是微型计算机的核心。微型计算机的核心。一般具有下列功能：一般具有下列功能：可以进行算术和逻辑运算可以进行算术和逻辑运算可以保存少量数据可以保存少量数据能和存储器、外设交换数据能和存储器、外设交换数据能对指令进行译码并执行指令规定的动作能对指令进行译码并执行指令规定的动作提供整个系统所需要的控制信号和定时时钟提供整个系统所需要的控制信号和定时时钟完成程序流向控制完成程序流向控制 运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器运算器主要包括能完成加、减、乘、除算术运算及逻运算器主要包括能完成加、减、乘、除算术运算及逻运算器主要包括能完成加、减、乘、除算术运算及逻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，辑运算的电路以及多个寄存器。在控制信号的指挥下，辑运算的电路以及多个寄存器。在控制信号的指挥下，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运算、逻辑运算、暂存操作数或运算器完成诸如算术运算、逻辑运算、暂存操作数或运算器完成诸如算术运算、逻辑运算、暂存操作数或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。运算结果以及数据传送等工作。运算结果以及数据传送等工作。运算结果以及数据传送等工作。算术逻辑部件（算术逻辑部件（ALU）专门用来处理各种数据信息，可进行加、减、乘、除算术运算专门用来处理各种数据信息，可进行加、减、乘、除算术运算和与、或、非、异或等逻辑运算。和与、或、非、异或等逻辑运算。累加器累加器功能：作为功能：作为ALU的一个操作数输入端。的一个操作数输入端。用于存放用于存放ALU的运算结果。的运算结果。输入输入/输出指令一般也通过累加器来完成。输出指令一般也通过累加器来完成。通用寄存器通用寄存器功能：用来暂时存放参加运算的操作数、中间结果或地址。功能：用来暂时存放参加运算的操作数、中间结果或地址。暂存寄存器（暂存寄存器（TMP）功能：用来暂存从数据总线或通用寄存器送来的操作数，并功能：用来暂存从数据总线或通用寄存器送来的操作数，并将该数据送入将该数据送入ALU进行运算，同时，它也能将数据送到内部数进行运算，同时，它也能将数据送到内部数据总线。据总线。标志寄存器（标志寄存器（F）功能：用来保存功能：用来保存ALU操作结果的特殊状态。操作结果的特殊状态。运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器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)(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和控制器运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器指令部件指令部件指令指针寄存器指令指针寄存器指令指针寄存器指令指针寄存器IP(IP(IP(IP(PC)PC)功能：存放指令地址。功能：存放指令地址。程序执行过程中，首先由程序执行过程中，首先由PCPC指出当前要执行指令的地址，指出当前要执行指令的地址，当该指令取出后，当该指令取出后，PCPC的内容会自动加的内容会自动加1 1（除转移指令外），（除转移指令外），指向按顺序排列的下一条指令的地址。指向按顺序排列的下一条指令的地址。指令寄存器指令寄存器IRIR功能：存放当前要执行的指令的内容。功能：存放当前要执行的指令的内容。包括操作码和地址码两部分。操作码送往指令译码器，包括操作码和地址码两部分。操作码送往指令译码器，地址码送至操作数地址形成电路。地址码送至操作数地址形成电路。指令译码器指令译码器IDID功能：分析指令功能，产生相应操作的控制电位。功能：分析指令功能，产生相应操作的控制电位。堆栈指示器（堆栈指针）堆栈指示器（堆栈指针）SPSP运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器时序部件时序部件:用来产生计算机各部件所需的定时信号。用来产生计算机各部件所需的定时信号。时钟系统时钟系统 脉冲源脉冲源 功能：产生具有一定频率和脉宽的脉冲信号（主脉冲）。功能：产生具有一定频率和脉宽的脉冲信号（主脉冲）。一般采用石英晶体振荡器，因为它频率稳定。一般采用石英晶体振荡器，因为它频率稳定。时钟启停逻辑时钟启停逻辑 功能：控制启停主脉冲信号开关，按指令要求，开启或功能：控制启停主脉冲信号开关，按指令要求，开启或关闭时钟脉冲序列。关闭时钟脉冲序列。脉冲分配器脉冲分配器 功能：产生计算机各部分所需要的能按一定顺序逐个出功能：产生计算机各部分所需要的能按一定顺序逐个出现的节拍电位或节拍脉冲的定时信号，以控制和协调计算机现的节拍电位或节拍脉冲的定时信号，以控制和协调计算机各部分有节奏的动作。各部分有节奏的动作。运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器微操作控制部件微操作控制部件 计算机在执行一条指令时，总是把一条指令分成若计算机在执行一条指令时，总是把一条指令分成若干基本操作，称为微操作。干基本操作，称为微操作。根据指令产生计算机各部件所需要的控制信号。根据指令产生计算机各部件所需要的控制信号。这些控制信号是由指令译码器的输出电位、脉冲发这些控制信号是由指令译码器的输出电位、脉冲发生器产生的节拍电位、节拍脉冲以及外部的状态信号等生器产生的节拍电位、节拍脉冲以及外部的状态信号等进行组合而产生的。进行组合而产生的。微操作控制部件按一定的时间顺序发出一系列微操微操作控制部件按一定的时间顺序发出一系列微操作控制信号，以完成指令所规定的全部操作。作控制信号，以完成指令所规定的全部操作。运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器运算器和控制器1.3.2 1.3.2 微型计算机微型计算机微型计算机微型计算机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/写控制电路写控制电路写控制电路写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 微型计算机的硬件微型计算机的硬件微型计算机的硬件微型计算机的硬件 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由由CPU、存储器、存储器、I/O接口电路和系统总线等构成的一个完整的计算机。接口电路和系统总线等构成的一个完整的计算机。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.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存储器存储器 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，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，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，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，即地址总线分为三类，即地址总线分为三类，即地址总线分为三类，即地址总线ABABABAB（Address BusAddress BusAddress BusAddress Bus）、数据总线）、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1-4 1-4 1-4 1-4 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有了总线结构，系统中各功能部件之间的相互关系就变为各个部有了总线结构，系统中各功能部件之间的相互关系就变为各个部件面向总线的单一关系。一个部件只要符合总线标准，就可以连件面向总线的单一关系。一个部件只要符合总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统中，从而使系统很容易得到扩展。接到采用这种总线标准的系统中，从而使系统很容易得到扩展。1.3.3 微型计算机系统微型计算机系统以微型计算机为主体，配上系统软件和外设，以微型计算机为主体，配上系统软件和外设，就构成了微型计算机系统。就构成了微型计算机系统。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各种语言的汇编或解释、各种语言的汇编或解释、各种语言的汇编或解释、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 计算机系统硬件、软件与用户之间的关系中，软件可看做是用户计算机系统硬件、软件与用户之间的关系中，软件可看做是用户计算机系统硬件、软件与用户之间的关系中，软件可看做是用户计算机系统硬件、软件与用户之间的关系中，软件可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。与计算机硬件系统的接口。软件之间又是逐层依赖的。与计算机硬件系统的接口。软件之间又是逐层依赖的。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1-11-11-11-1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。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应用软件应用软件应用软件应用软件航空航天航空航天航空航天航空航天科学研究科学研究科学研究科学研究家用电器家用电器家用电器家用电器1.4 1.4 计算机的应用计算机的应用计算机的应用计算机的应用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（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。1.1.1.5 1.5 1.5 1.5 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.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1.61.61.61.6一个一个一个一个r r r r进制数具有以下主要特点进制数具有以下主要特点进制数具有以下主要特点进制数具有以下主要特点具有具有具有具有r r r r个不同数字符号：个不同数字符号：个不同数字符号：个不同数字符号：0 0 0 0、1 1 1 1、r-1r-1r-1r-1逢逢逢逢r r r r进一进一进一进一N=(aN=(aN=(aN=(an-1n-1n-1n-1a a a an-2n-2n-2n-2aaaa1 1 1 1a a a a0 0 0 0.a.a.a.a-1-1-1-1a a a a-2-2-2-2aaaa-m-m-m-m)r r r r =a=a=a=an-1n-1n-1n-1rrrrn-1 n-1 n-1 n-1+a a a an-2n-2n-2n-2 r r r rn-2 n-2 n-2 n-2+a+a+a+a1 1 1 1 r r r r1 1 1 1+a+a+a+a0 0 0 0 r r r r0 0 0 0+a+a+a+a-m-m-m-m r r r r-m-m-m-m 上述上述上述上述r r r r进制数进制数进制数进制数N N N N可用多项式（称为按权展开式）表示为：可用多项式（称为按权展开式）表示为：可用多项式（称为按权展开式）表示为：可用多项式（称为按权展开式）表示为：1.6.1 1.6.1 1.6.1 1.6.1 进位计数制进位计数制进位计数制进位计数制 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）10101010=7107107107102 2 2 2+510+510+510+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+12+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=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十六进一逢十六进一特点特点特点特点3.3.3.3.十六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 2111111111011101110111011B 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 71616161610000100001000010000101010108 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1 1 1 1（低位）（低位）（低位）（低位）（0.6250.6250.6250.625）10101010=（0.1010.1010.1010.101）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十进制数430.25430.25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（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 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 .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】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 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1.6.21.6.21.6.21.6.2BCDBCDBCDBCD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