2022年微型计算机基础知识.doc .pdf
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1、感谢你的欣赏感谢你的欣赏教案说明一、 适用范围农业机械及其自动化、机械设计及其自动化二、计划学时总学时 64理论学时 46+实验学时 18 三、推荐教材1、周鹏主编,微机原理与接口技术,北京:机械工业出版社, 2011 年 3 月。2、杨居义主编,微机原理与接口技术项目教程,北京:清华大学出版社,2010 年 8 月。3、尹建华等著,微型计算机原理与接口技术,北京:高等教育出版社, 2003 年 8 月,第 1 版。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 15 页
2、 - - - - - - - - - 感谢你的欣赏感谢你的欣赏第一讲授课题目 (章、 节) 第一章微型计算机基础知识 1.11.2 教学内容: 微机发展概述及主要应用、进制转换、信息编码方法重点:进位计数制、信息编码(BCD编码、 ASII码)难点:进制转换导言微机是本世纪科学技术最卓越的成就之一。随着技术的发展,微机的应用领域已经扩展到了各行各业。本课程作为计算机专业的一门技术基础课,是让学生了解微机的工作原理,建立微机工作的整体概念。而对于微机的应用宏观上可以分为软件领域和硬件领域:软件方面广义上说是程序设计,而硬件方面可以说是接口技术。所以本书可以分为三部分内容:1. 微机基础知识与工作
3、原理;2. 汇编语言程序设计;3. 接口知识。第一章微机基础第一节 微机概述一、微机发展概述1. 计算机发展的四代自从 1946 年第一台电子计算机( ENIAC )问世以来,不过半个世纪,现在已经深入各行各业、各个领域。计算机技术在发展过程中经历了四代的变化:a. 电子管(绝缘导线连接的电子管、继电器存储器,BUG的诞生) ;b. 晶体管(印刷电路板);c. 集成电路(多层印刷电路板);d. 大规模超大规模集成电路。对比一下:性能方面,最初的ENIAC时钟频率 100kHz占地 140 平方米、重 30 吨;而现在的纳米制程可以在火柴盒大小的芯片上集成几千万个晶体管。主频由以MHz为单位过渡
4、到 GHz为单位(主频之争);INTEL的 T 计划:超线程技术HT 、64 为方案 EM64T 、安全技术(杀毒软件和硬件防火墙)LT、虚拟化技术VT(单台电脑分割为多个独立分区,每个分区均可以按照需要模拟电脑的一项技术。)、主动管理技术 AMT (远程管理和修复联网的计算机系统 ) 。功能方面,最初的数值计算发展到多媒体、人工只能。2. 微机组成微机(微型计算机) 是第四代计算机的典型代表,与 PC (个人电脑) 在概念上有重复,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2
5、 页,共 15 页 - - - - - - - - - 感谢你的欣赏感谢你的欣赏而不同于计算机(计算机按规模可分为巨型、大型、小型、工作站、微型机)。比较典型的深蓝、银河都是巨型机。而单片机是微机家族中比较引人注目的一个成员。所谓单片机就是把的各个功能部件集成在一个芯片上构成具有计算机完整功能的一种微机。从计算机体系结构上来说:微机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成;具体来说由CPU 、主板、内存、硬盘、光驱、显卡、声卡等组成,这些设备我们后面作介绍。二、微机应用1. 工控利用微机即使检测和收集某一生产活动中某些必要数据,并按最佳状况进行自动调节和控制,称为实时控制或过程控制。工
6、控涵盖面很广,以微机为中心包括测 和 控 两个方面。2. 事务处理微机从事对数据(信息)的非数值处理:录入、排序、分类、统计、修改、检索、输出等。财务管理、信息管理。涉及数据库、网络技术。3. 计算机辅助 CAX 计算机辅助设计 CAD AUTOCAD 3DMAX 计算机辅助制造 CAM 数控机床计算机辅助教学 CAI 多媒体课件、模拟机第二节 计算机中数的表示和编码计算机中的数是用物理状态来表示的,所以二进制是最合适的(开关的闭合打开、电平的高低、频率的快慢) 。就如黑客帝国片头一样,计算机眼中的世界是0 和 1 组成的,这也是学习计算机往往先从二进制开始;虽然计算机发展方向是拟人化、智能化
7、、但作为计算机专业,尤其是学习微机原理时二进制是必须熟练掌握的。一、计算机中的进位计数制(4 种)进制的基本规则,各进制特点:十进制常用;2 进制机器用; 16/8 进制代替二进制方便书写阅读1. 进位计数制的表示方法1)十进制 D 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 15 页 - - - - - - - - - 感谢你的欣赏感谢你的欣赏用十个符号表示数 0.1.2.39 这些符号称为数码,数码的个数称为基数基数为 10 遵从“逢十进一”规则 9 110 在一
8、个数中,数码表示的值不仅取决于本身,还取决于它的位置。即每一位有各自的权 10n例如 123 110221013100 1.25=1100210-1510-2推广 N = a n-1*10n-1 + a n-2*10n-2 + a0*100a-1*10-1 + a -m*10-m 2)二进制 B 用两个符号表示数 0 和 1 基数为 2 遵从“逢二进一”规则 1 110 每一位有各自的权 2n例如: 101.01 B 12202112002-112-2 = 5.25 D 这也是二 - 十进制转换的一种方法练习: 110.101 B = 6.625 D 小数点右移相当于 2 小数点左移相当于 2
9、 但这是有一定限制条件的3)十六进制 H 用十六个符号表示数 0 、19、AF 基数为 16 遵从“逢十六进一”规则 F 110 每一位有各自的权 16n例如: 2A.B1 H2161A160B16-1116-2 = 42(177/256) D 这也是十六 - 十转换的一种方法练习: A4.E5 H = 164(229/256) D 小数点右移相当于 16 小数点左移相当于 16 纯字母的十六进制数前要加0,和字符串区别。 0ABH 4)八进制 O (为了和 0 区别也可使用 Q )用八个符号表示数 0 、17 基数为 8 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -
10、- - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 15 页 - - - - - - - - - 感谢你的欣赏感谢你的欣赏遵从“逢八进一”规则 7 110 每一位有各自的权 8n例如: 62.5 Q 68128058-1= 50(5/8) D 这也是八 - 十转换的一种方法练习: 125.63 Q = 85(51/64) D 小数点右移相当于 8 小数点左移相当于 8 2.R 进制(二、八、十六)转换为十进制常用方法就是使用按权展开式 11.01 B12112002-112-2 3.25 D 3. 十进制转换为 R进制(二、八、十六)注意:转换
11、时候整数 和 小数 需要分别处理1)整数的转换第一方法:除 R取余将十进制数 N不断的除以 R取其余数,将得到的余数a0 a1 an逆向排列得到最终的 R进制数 an a1 a0。例如: 59 D - ? B 1 - 3 - 7 - 14 - 29 ? B 0.625 - 0.25 - 0.5 - 0 2 2 2 a-11 a-20 a-31 a-40 取整数 0.625 D 0.101 B 注意:小数转换时,可能会无限进行下去,我们取近似值就可以。练习: 0.875 D = 0.111 B 4. 二进制与八进制、十六进制的转换1)二进制 十六进制将二进制数从小数点位开始,向左每4 位产生一个
12、十六进制数字,不足4 位的左方补0,得到整数部分;向右每4 位产生一个十六进制数字,不足4 位的右方补 0,得到小数部分。例如: 00 10 1101.0110 1 000 B = 2D.68 H 练习: 10110011.0010101 B = B3.2A H 2)二进制 八进制与上基本相同,只要按3 位分割即可。例如: 10 110 011.001 010 1 B = 263.124 Q 练习: 101101.01101 B = 55.32 Q 二、计算机中常用的编码1. 数字编码 BCD 码计算机中十进制数的十个数码使用二进制编码表示,简称BCD 码。书上的说法有点问题,实际上最初的BC
13、D码有很多种,(1 可以用 0001 表示,也可以用 0110 表示)最常用的是8421 BCD码(按每位的权),现在提到 BCD码,一般就是指 8421 BCD码。例如: 891.45 D = 1000 1001 0001 . 0100 0101 BCD 练习: 125.68 D = 0001 0010 0101 . 0110 1000 BCD 2. 字符编码 ASCII码计算机中的字母、数字、符号都是按照特定的规则用二进制编码表示的。最常用的规名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -
14、- - 第 6 页,共 15 页 - - - - - - - - - 感谢你的欣赏感谢你的欣赏则就是 ASCII 码(美国信息交换标准码) ,ASCII 码是 7 位编码,详见书后的附录。注意的是:数字的 ASCII 码 和 BCD等其他编码不同。例如: 3 D 0011 BCD 0011 0011 ASCII 一般来说,输入输出使用ASCII 码,而运算时候使用BCD 等其他编码。正是因为数据编码的不一致,代码转换是一个很重要的问题(汇编中需要编程者自己解决) 。3. 汉字编码1)外部码计算机输入汉字时使用的编码,是代表汉字的一组键盘符号,分为:音码:以汉语拼音作为输入编码。紫光、智能ABC
15、 、微软拼音。形码:把汉字拆成若干字根。五笔。张音码 zhang 形码 xt 一般来说,音码易学、重码高、速度慢;形码难学、重码低、速度快。2)内部码计算机内部存储和处理汉字使用的编码。同一汉字外部码可以不同,但是内部码是一致的。使用两个字节空间的编码。简体:国标码 GB2312-80 繁体: BIG5 3)输出码又称字型码,汉字的显示编码。 (各种字体、字库)。M N的矩阵。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 15 页 - - - - - - - - - 感
16、谢你的欣赏感谢你的欣赏第 2 讲授课题目 (章、节) 第一章微型计算机基础知识 1.31.4 教学内容:带符号数的表示、定点和浮点数、微机术语、微机组成及基本工作原理教学重点:带符号数的表示、定点和浮点数、微机组成、工作原理教学难点:微机工作原理复习上讲:微机发展概述、微机应用、进位计数制、常用编码本讲介绍:带符号数的表示、定点和浮点数、微机名次术语、组成、工作原理和软件系统我们前面所提到的都是无符号正数,那么有符号的正负数怎样表示呢?三、带符号数的表示1. 机器数与真值我们把数的符号()也数码化,即用二进制数表示,一般使用0 表示正,1 表示负。81D = 1010001B +81 = 0
17、1010001B -81 = 1 1010001B 等号右边数码化的数称为机器数,等号左边的实际数值称为其真值。2. 原码(127 127)如上述形式最高位为符号位,其余为数值,这种表示法称为原码。81和81 的低 7 位是相同的。原码与真值转换方便,但运算必须有减法,不方便。练习: 45 原 0 0101101 / 1 0101101 3. 反码(127 127)正数的反码与其原码相同符号位 0 数值位负数的反码是对应正数连同符号位按位取反符号位为 1。5 反00000101 5 反11111010 0 反00000000 0 反11111111 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -
18、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 15 页 - - - - - - - - - 感谢你的欣赏感谢你的欣赏127反01111111 127 反10000000 练习: 45 反0 0101101 / 1 1010010 56 反0 0111000 / 1 1000111 4. 补码(127 128)正数的补码与其原码相同符号位 0 数值位负数的补码是对应正数的反码加1 符号位为 1。5 补00000101 5 补11111011 0 补00000000 0 补00000000 128补10000000
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