微型计算机概论 (2)讲稿.ppt

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1、第一页，讲稿共八十页哦第二页，讲稿共八十页哦第三页，讲稿共八十页哦第四页，讲稿共八十页哦第五页，讲稿共八十页哦第六页，讲稿共八十页哦第七页，讲稿共八十页哦运算器存储器控制器输出设备输入设备第八页，讲稿共八十页哦第九页，讲稿共八十页哦第十页，讲稿共八十页哦第十一页，讲稿共八十页哦第十二页，讲稿共八十页哦第十三页，讲稿共八十页哦第十四页，讲稿共八十页哦第十五页，讲稿共八十页哦第十六页，讲稿共八十页哦第十七页，讲稿共八十页哦第十八页，讲稿共八十页哦一阶段1971年Intel 40044位2300108KHz 每秒6万次1972年Intel 80088位3500基本指令周期为2050s第二阶段1974

2、年Intel 80808位60002MHzMC68008位68001976年Z808位100002.5MHz三阶段1978年Intel 808616位290005MHz基本指令周期0.5 s1982年Intel 8028616位13.4万基本指令周期0.2 s四阶段1985年 10月8038632位27.5万 16-33MHz3-4 MIPS 1989年4月 8048632位120万33-120MHz/41-54 MIPS五阶段1993.3.22Pentium32位310万 75-133M Hz 0.6 m1995.11.8Pentium pro32位550万200MHz/400 MIPS 第

3、六阶段1997年Pentium 32位700万 266MHz/400 MIPS 1999.2.26Pentium 32位2800万450MHz1999.2.24AMD-K6-32位2130万450MHz 0.25 m七阶段2000.11.24Pentium 432位4200万1.4GHz 0.18 m第十九页，讲稿共八十页哦CPU性能每18个月增加一倍晶体管数目每两年增加一倍后面是什么?Itanium733/800MHzIA-64架构McKinleyIA-64架构MadisonIA-64架构DeerfieldIA-64架构Pentium Pentium MMXPentium Pro80486D

4、X280386DX802868086第二十页，讲稿共八十页哦摩尔定律 晶体管数目每两年增加一倍第二十一页，讲稿共八十页哦摩尔定律 CPU性能每18个月增加一倍 第二十二页，讲稿共八十页哦第二十三页，讲稿共八十页哦第二十四页，讲稿共八十页哦运 算 器存 储 器输 出 设 备输 入 设 备控 制 器程 序 和原 始 数 据计 算 结 果1.2.1 计算机的基本结构第二十五页，讲稿共八十页哦第二十六页，讲稿共八十页哦第二十七页，讲稿共八十页哦硬件微计算机外围设备微处理器内存储器I/O接口电路系统总线外部设备过程I/O通道第二十八页，讲稿共八十页哦软件系统软件程序设计语言应用软件：软件包，数据库机器语

5、言汇编语言高级语言监控程序操作系统编辑程序解释程序编译程序诊断程序第二十九页，讲稿共八十页哦第三十页，讲稿共八十页哦微处理器CPU存储器RAM接口电路时钟外存I/O设备接口电路存储器ROM数据总线（双向）地址总线（单向）控制总线第三十一页，讲稿共八十页哦第三十二页，讲稿共八十页哦 微处理器是微型计算机的核心，它的性能决定了整个微型机的各项关键指标。第三十三页，讲稿共八十页哦第三十四页，讲稿共八十页哦第三十五页，讲稿共八十页哦 （1）地址总线AB（Address Bus）第三十六页，讲稿共八十页哦 CPU的控制总线按照传输方向分为两种，一种是由CPU发出的控制信号，用以对其他部件的读控制、写控制

6、等，另一种则是其他部件发向CPU的，反过来实现对CPU的控制，在两种方向的控制信号中前者多于后者。第三十七页，讲稿共八十页哦第三十八页，讲稿共八十页哦第三十九页，讲稿共八十页哦第四十页，讲稿共八十页哦第四十一页，讲稿共八十页哦第四十二页，讲稿共八十页哦第四十三页，讲稿共八十页哦 其中，m为浮点数的尾数，是一个纯小数，e是比例因子的指数，称为浮点数的指数，是一个纯整数，比例因子的基数R是一个常数，一般R取值为2，也有取值为8、16两种情况。第四十四页，讲稿共八十页哦第四十五页，讲稿共八十页哦 32位浮点数标准格式如下：它与32位浮点数的组成原理相同，约定基数R=2，尾数符号位S占一位，置于最高位

7、，规格化的尾数M占52位，最左边一位1已被隐藏。第四十六页，讲稿共八十页哦真值：机器数所能表示的值。在微机中，机器数有三种表示方法，即原码、反码与补码第四十七页，讲稿共八十页哦第四十八页，讲稿共八十页哦第四十九页，讲稿共八十页哦 采用原码表示法简单易懂，但它最大缺点是加法运算电路复杂，不容易实现。第五十页，讲稿共八十页哦第五十一页，讲稿共八十页哦第五十二页，讲稿共八十页哦第五十三页，讲稿共八十页哦第五十四页，讲稿共八十页哦例 若字长8位，X=126，Y=-126,求 X原，X反，X补和Y原，Y反，Y补。解：X原=X反=X补=01111110 Y原=11111110 Y反=10000001 Y补

8、=10000010第五十五页，讲稿共八十页哦第五十六页，讲稿共八十页哦第五十七页，讲稿共八十页哦第五十八页，讲稿共八十页哦 例 计算 64+65 D7D6 0 1 0 0 0 0 0 0 +64 +0 1 0 0 0 0 0 1 +65 1 0 0 0 0 0 0 1 +129+127，结果错误，产生了溢出 两个正数相加，结果为负数形式，这是由于+129+127的原因，从上式可看出D7=1，D6=0，OF=D7D6=10=1，溢出标志OF=1，表示有溢出。第五十九页，讲稿共八十页哦 例 计算-128-1 D7D6 -128补=1 0 0 0 0 0 0 0 +-1补 =1 1 1 1 1 1

9、1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 两个负数相加，结果为正数形式，这是由于-128-1=-129-128的原因，从上式可看出D7=0，D6=1，OF=D7D6=01=1，表示有溢出。第六十页，讲稿共八十页哦 例 计算64-1 D7D6 +64补=0 1 0 0 0 0 0 0 +-1补=1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 运算结果正确。D7=0，D6=0，则OF=D7D6=00=0，无溢出。第六十一页，讲稿共八十页哦第六十二页，讲稿共八十页哦第六十三页，讲稿共八十页哦 BCD（Binary-Coded Decimal）码又称为“二十进制编码”，专门解决用

10、二进制数表示十进数的问题。最常用的是8421编码，其方法是用4位二进制数表示1位十进制数，自左至右每一位对应的位权是8、4、2、1。1压缩BCD码 每一位数采用4位二进制数来表示，即一个字节表示2位十进制数。例如：二进制数10001001B，采用压缩BCD码表示为十进制数89D。2非压缩BCD码 每一位数采用8位二进制数来表示，即一个字节表示1位十进制数。而且只用每个字节的低4位来表示09，高4位为0。例如：十进制数89D，采用非压缩BCD码表示为二进制数是：00001000 00001001B 第六十四页，讲稿共八十页哦第六十五页，讲稿共八十页哦第六十六页，讲稿共八十页哦第六十七页，讲稿共八

11、十页哦第六十八页，讲稿共八十页哦第六十九页，讲稿共八十页哦第七十页，讲稿共八十页哦第七十一页，讲稿共八十页哦第七十二页，讲稿共八十页哦 128个ASC字符中有95个编码，它们分别对应计算机中在输入/输出终端设备上能键入和输出显示以及输出打印的95个字符，包括大小写英文字母，其余33个编码，其编码值为0 31和127，则不对应任何显示与打印实际字符，它们被用作为控制码，控制计算机I/O设备的操作以及计算机软件的执行情况。第七十三页，讲稿共八十页哦 通常，计算机中的数据分为两类：（1）数：用来直接表示量的多少，有大小之分，能够进行加减等运算。（2）码：通常指代码或编码，在计算机中用来描述某种信息。

12、1.数制的基本概念(1)数的表示 任何一种数制表示的数都可以写成按位权展开的多项式之和。Ndn1bn1dn2bn2dn3bn3dmbm 式中：n整数的总位数。m小数的总位数。d下标表示该位的数码。b表示进位制的基数。b上标表示该位的位权。计算机中的数制及其转换第七十四页，讲稿共八十页哦(2)计算机中常用的进位计数制 计数制 基数 数 码 进位关系二进制 2 0、1 逢二进一八进制 8 0、1、2、3、4、5、6、7 逢八进一十进制 10 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 逢十进一十六进制 16 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 A、B、C、D、E、F 逢十六进一(3)计数制的书写规

13、则 在数字后面加写相应的英文字母作为标识。如：二进制数的100可写成100B 十六进制数100可写成100H 在括号外面加数字下标。如：（1011）2 表示二进制数的1011 （2DF2）16 表示十六进制数的2DF2 第七十五页，讲稿共八十页哦2.数制之间的转换 1.十进制整数转换为二进制整数 采用基数2连续去除该十进制整数，直至商等于“0”为止，然后逆序排列余数。2.十进制小数转化为二进制小数 连续用基数2去乘以该十进制小数，直至乘积的小数部分等于“0”，然后顺序排列每次乘积的整数部分。3.十进制整数转换为八进制整数或十六进制整数 采用基数8或基数16连续去除该十进制整数，直至商等于“0”

14、为止，然后逆序排列所得到的余数。4.十进制小数转换为八进制小数或十六进制小数 连续用基数8或基数16去乘以该十进制小数，直至乘积的小数部分等于“0”，然后顺序排列每次乘积的整数部分。第七十六页，讲稿共八十页哦 5.二、八、十六进制数转换为十进制数 用其各位所对应的系数，按“位权展开求和”的方法就可以得到。其基数分别为2、8、16。6.二进制数转换为八进制数 从小数点开始分别向左或向右，将每3位二进制数分成1组，不足3位数的补0，然后将每组用1位八进制数表示即可。7.八进制数转换为二进制数 将每位八进制数用3位二进制数表示即可。8.二进制数转换为十六进制数 从小数点开始分别向左或向右，将每4位二

15、进制数分成1组，不足4位的补0，然后将每组用一位十六进制数表示即可。9.十六进制数转换为二进制数 将每位十六进制数用4位二进制数表示即可。第七十七页，讲稿共八十页哦 【例】将十进制整数（105）10转换为二进制整数，采用“除2倒取余”的方法，过程如下：2 105 2 52 余数为1 2 26 余数为0 2 13 余数为0 2 6 余数为1 2 3 余数为0 2 1 余数为1 0 余数为1 所以，（105）10（1101001）2第七十八页，讲稿共八十页哦【例】将十进制小数（0.8125）10转换为二进制小数，采用“乘2顺取整”的方法，过程如下：0.812521.625 取整数位10.62521.25 取整数位1 0.2520.5 取整数位00.521.0 取整数位1 所以，（0.8125）10（0.1101）2如果出现乘积的小数部分一直不为“0”，则可以根据精度的要求截取一定的位数即可。第七十九页，讲稿共八十页哦第八十页，讲稿共八十页哦