微机基础知识.ppt

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1、微机基础知识微机基础知识微机基础知识微机基础知识1现在学习的是第1页，共71页教学计划教学计划 课堂教学：课堂教学：51学时学时 上机实验：上机实验：5次（每次一个单元：次（每次一个单元：3.5小时）小时）课外作业：课外作业：8 10次次 期中考查：第期中考查：第8周周 期末考试：第期末考试：第18周周 成成 绩：平时（包括上课出勤、交作业）绩：平时（包括上课出勤、交作业）20%，期中考查期中考查10%，上机实验上机实验10%，期末考试期末考试60%。2现在学习的是第2页，共71页教学计划（续）教学计划（续）讲授章节讲授章节 上机实验：上机实验：5次次 第一章第一章第八章第八章 DEBUG 与

2、与 的绝大部分内容的绝大部分内容 指令练习（指令练习（2次）次）不讲章节不讲章节 编程设计（编程设计（3次）次）第二章的第第二章的第68节节 第五章的第第五章的第56节节 第六章的第第六章的第4节部分内容节部分内容 3现在学习的是第3页，共71页各章授课学时安排各章授课学时安排 第一章第一章 微微计计算机机基算机机基础础知知识识 4 学时学时 第二章第二章 微微处处理器与系理器与系统结统结构构 7 学时学时 第三章第三章 指令系指令系统统 8 学时学时 第四章第四章 汇编语汇编语言及其程序言及其程序设计设计 8 学时学时 第五章第五章 内存内存储储器及其子系器及其子系统统 5 学时学时 第六章

3、第六章 总线总线技技术术 4 学时学时 第七章第七章 I/O接口与中断系接口与中断系统统 7 学时学时 第八章第八章 接口技接口技术术 8 学时学时 总计总计 51 学时学时4现在学习的是第4页，共71页教材及参考书教材及参考书 微机原理与接口技术微机原理与接口技术 王玉良、吴晓非等编著，王玉良、吴晓非等编著，北京邮电大学出版社北京邮电大学出版社 微机原理与接口技术复习指导和习题解答微机原理与接口技术复习指导和习题解答 王玉良王玉良 吴晓非等编著，北京邮电大学出版社吴晓非等编著，北京邮电大学出版社 微机原理与接口技术学习指导与实验微机原理与接口技术学习指导与实验雷丽文雷丽文 等编，电子工业出版

4、社等编，电子工业出版社5现在学习的是第5页，共71页第一章第一章第一章第一章 微机基础知识微机基础知识微机基础知识微机基础知识6现在学习的是第6页，共71页本章主要介绍：本章主要介绍：微机的基本概念、组成、工作原理、特点微机的基本概念、组成、工作原理、特点 计算机内的信息表示和运算计算机内的信息表示和运算7现在学习的是第7页，共71页第一节第一节第一节第一节 微机的基本组成微机的基本组成微机的基本组成微机的基本组成 8现在学习的是第8页，共71页一、微机的基本硬件构成一、微机的基本硬件构成v微机的基本硬件由下列几部分组成：微机的基本硬件由下列几部分组成：运算器（运算器（ALU）控制器（控制器（

5、CTRL）存储器（存储器（MEM）输入设备（输入设备（INE）输出设备（输出设备（OUTE）总线总线（BUS）9现在学习的是第9页，共71页微机的硬件构成框图微机的硬件构成框图 10现在学习的是第10页，共71页微机的基本硬件构成（续）微机的基本硬件构成（续）运算器运算器（ALU-Arithmetic Logic Unit）进行算术运算（加、减、乘、除与移位）；进行算术运算（加、减、乘、除与移位）；进行逻辑运算（与、或、非、异或等）；进行逻辑运算（与、或、非、异或等）；为了提高存取数据的速度，与为了提高存取数据的速度，与ALU有关的部件还有寄存器阵列有关的部件还有寄存器阵列11现在学习的是第1

6、1页，共71页微机的基本硬件构成（续）微机的基本硬件构成（续）控制器（控制器（CTRL-Controller）它是计算机的控制中心，发布与控制计算机工作的各种命令，协它是计算机的控制中心，发布与控制计算机工作的各种命令，协调计算机内部以及主机与外设工作的各种关系。调计算机内部以及主机与外设工作的各种关系。它有两个主要功能：它有两个主要功能：一个是控制程序的运行；一个是控制程序的运行；另一个是对不同的外部事件做出相应响应的能力。另一个是对不同的外部事件做出相应响应的能力。（这些外部事件是指：复位、停机、中断请求、总线请求、总（这些外部事件是指：复位、停机、中断请求、总线请求、总线周期延长等）线周

7、期延长等）上述上述ALU+CTRL+REG阵列阵列=CPU（中央处理器）（中央处理器）12现在学习的是第12页，共71页微机的基本硬件构成（续）微机的基本硬件构成（续）存储器（存储器（MEM-Memory）记忆部件。它存储计算机操作的控制信息及各种命令信息记忆部件。它存储计算机操作的控制信息及各种命令信息（指令）和被处理加工的信息（数据），包括存储加工的中间与（指令）和被处理加工的信息（数据），包括存储加工的中间与最终结果。最终结果。存储器内有两类信息：存储器内有两类信息：一类是命令信息（即指令），经译码并执行，放在代码区；一类是命令信息（即指令），经译码并执行，放在代码区；另一类是数据，放在

8、数据区。另一类是数据，放在数据区。它们都以二进制形式存放。它们都以二进制形式存放。应注意：内存中的代码区和数据区中的信息具有不同的性质与功能，应注意：内存中的代码区和数据区中的信息具有不同的性质与功能，两个区域中的某些单元具有相同的信息，却具有完全不同的含义。两个区域中的某些单元具有相同的信息，却具有完全不同的含义。13现在学习的是第13页，共71页微机的基本硬件构成（续）微机的基本硬件构成（续）输入设备与输出设备输入设备与输出设备 称为外设，其作用是进行信息形式的转换，即外界的语称为外设，其作用是进行信息形式的转换，即外界的语言、文字、图像、机械动作等信息转换成计算机能识别的电信言、文字、图

9、像、机械动作等信息转换成计算机能识别的电信号表示的二进制数形式，或进行相反方向的转换。号表示的二进制数形式，或进行相反方向的转换。输入设备输入设备 如：键盘、鼠标、磁盘、光盘、游戏杆、扫描仪、数码相机、如：键盘、鼠标、磁盘、光盘、游戏杆、扫描仪、数码相机、A/D转转换器等换器等 输出设备输出设备 如：显示器、打印机、音响、绘图机、磁盘、光盘、如：显示器、打印机、音响、绘图机、磁盘、光盘、D/A转换器等转换器等14现在学习的是第14页，共71页微机的基本硬件构成（续）微机的基本硬件构成（续）总线（总线（BUS）总线是计算机各部件间传送信息的公共通路，它总线是计算机各部件间传送信息的公共通路，它把

10、计算机的各个部件连接成为一个整体。把计算机的各个部件连接成为一个整体。分为内部总线，外部总线。分为内部总线，外部总线。计算机内部的基本总线分为数据总线（计算机内部的基本总线分为数据总线（DBUS），），地址总线（地址总线（ABUS），控制总线（），控制总线（CBUS）。通常又称）。通常又称为三总线。为三总线。关于总线技术，将在第六章中专门介绍。关于总线技术，将在第六章中专门介绍。15现在学习的是第15页，共71页二、中央处理器、微处理器和微控制器二、中央处理器、微处理器和微控制器1.中央处理器（中央处理器（CPU-Central Processing Unit）ALU+CTRL+REG阵列阵列

11、2.微处理器（微处理器（MPU-MicroProcessing Unit）就是微型计算机的就是微型计算机的CPU3.微控制器（微控制器（MCU-McroController Unit）即即MPU+MEM+I/O接口接口+BUS集成在一个芯片上，集成在一个芯片上，又称单片机又称单片机 MCU+适当外设和相应的软件，可构成微控制系统，用在自控、仪适当外设和相应的软件，可构成微控制系统，用在自控、仪器仪表、通信设备、家电、儿童玩具等嵌入式应用领域。器仪表、通信设备、家电、儿童玩具等嵌入式应用领域。16现在学习的是第16页，共71页三、微机系统三、微机系统微型计算机系统指由硬件、软件组成的微机系统微型

12、计算机系统指由硬件、软件组成的微机系统硬件：主机、外设、电源等硬件：主机、外设、电源等软件：操作系统、编译程序、连接程序、调试软件：操作系统、编译程序、连接程序、调试 程序、诊断程序、应用软件、数据库等。程序、诊断程序、应用软件、数据库等。17现在学习的是第17页，共71页第二节第二节第二节第二节 微机的工作原理微机的工作原理微机的工作原理微机的工作原理 18现在学习的是第18页，共71页一、工作原理一、工作原理微型计算机是采用微型计算机是采用“程序存储控制程序存储控制”的原理工作的。的原理工作的。这一原理是冯这一原理是冯.诺依曼诺依曼1946年提出的，它构成了计算年提出的，它构成了计算机系统

13、的结构框架。因此，计算机体系结构又称为机系统的结构框架。因此，计算机体系结构又称为冯冯.诺依曼结构。诺依曼结构。1946年第一台计算机（年第一台计算机（ENIAC)诞生，（电子数值集成计算机），就是诞生，（电子数值集成计算机），就是采用冯采用冯.诺依曼结构框架。诺依曼结构框架。投资投资150万美元，占地万美元，占地150平米，重平米，重30吨，用了吨，用了18800个电子管，耗电个电子管，耗电150KW，2KBytes内存，内存，5000次次/s，几小时出一次故障。，几小时出一次故障。19现在学习的是第19页，共71页二、工作过程二、工作过程计算机的工作过程，一般来说可分为下述计算机的工作过程

14、，一般来说可分为下述4步：步：1、输入程序和数据到内存、输入程序和数据到内存2、翻译成机器码（自动或人工汇编）、翻译成机器码（自动或人工汇编）3、控制器控制程序运行、控制器控制程序运行4、输出结果、输出结果20现在学习的是第20页，共71页二、工作过程（续）二、工作过程（续）例子：计算例子：计算Z=X+Y X在内存在内存2000H中，中，Y在内存在内存2001H中，中，Z在内存在内存2002H中。中。程序在内存程序在内存2100H中，中，A为为CPU内的寄存器。内的寄存器。PC指向程序的首地址，指向程序的首地址，每取出一条指令，每取出一条指令，PC 自动加自动加1或或2，4；从内存取出指令从内

15、存取出指令MOV A，2000H 分析执行后再取下一条指令，分析执行后再取下一条指令，重复直至重复直至CPU暂停。暂停。执行程序的过程执行程序的过程 即即CPU 不停的取指令、分析指令、执行指令。不停的取指令、分析指令、执行指令。21现在学习的是第21页，共71页第三节第三节第三节第三节 微机的特点、应用及微机的特点、应用及微机的特点、应用及微机的特点、应用及发展方向发展方向发展方向发展方向22现在学习的是第22页，共71页微机特点微机特点运算速度快（每秒几兆条指令到几千兆条指令或每运算速度快（每秒几兆条指令到几千兆条指令或每秒几十亿次运算。秒几十亿次运算。MIPS（106），），GIPS（1

16、0 9）处理能力强（如各种管理、计算、决策）处理能力强（如各种管理、计算、决策）能连续不间断地工作（多任务、高效、高质量）能连续不间断地工作（多任务、高效、高质量）能干几乎所有的工作能干几乎所有的工作23现在学习的是第23页，共71页应用应用各行各业，无所不用各行各业，无所不用科技、生产、学习、日常生活等各个方面科技、生产、学习、日常生活等各个方面24现在学习的是第24页，共71页发展方向发展方向性能：运行速度不断提高，处理器字长不断增加性能：运行速度不断提高，处理器字长不断增加（摩尔定律指出，每（摩尔定律指出，每18个月计算机的运算速度就大个月计算机的运算速度就大体提高一倍，而价格则大约降低

17、一半）体提高一倍，而价格则大约降低一半）功能：支持多媒体技术，并与网络技术全面结合功能：支持多媒体技术，并与网络技术全面结合体系结构：向多处理器和网络化过渡；向以通信为体系结构：向多处理器和网络化过渡；向以通信为中心的体系结构发展；由冯中心的体系结构发展；由冯.诺依曼体系结构向数据诺依曼体系结构向数据流结构发展流结构发展可用性：从面向过程的机制向面向对象的机制转变，可用性：从面向过程的机制向面向对象的机制转变，向智能化方向发展向智能化方向发展制造工艺：向超高集成度发展，制造光集成芯片、制造工艺：向超高集成度发展，制造光集成芯片、生物芯片，设计超导、量子、生物、光计算机生物芯片，设计超导、量子、

18、生物、光计算机25现在学习的是第25页，共71页第四节第四节第四节第四节 计算机运算基础计算机运算基础计算机运算基础计算机运算基础26现在学习的是第26页，共71页一、进位计数制一、进位计数制计算机中全部信息（包括指令和数据）都是采用二计算机中全部信息（包括指令和数据）都是采用二进制数，为了书写方便，又经常采用十六进制。而进制数，为了书写方便，又经常采用十六进制。而人们在日常生活中又广泛采用十进制。二进、十六人们在日常生活中又广泛采用十进制。二进、十六进、十进制都是进位计数制。进、十进制都是进位计数制。27现在学习的是第27页，共71页一、进位计数制（续）一、进位计数制（续）1.十进计数制十进

19、计数制 5188.888 10+3 10-3 该数中有该数中有5位都是位都是8，但由于其位置不同，其值也不同，即，但由于其位置不同，其值也不同，即“位值位值”不同。该数可看不同。该数可看成两部分组成：成两部分组成：数字值数字值 如如5，1，8 位值（权值），位值（权值），隐含着隐含着，如，如10-3 上面的十进数可表示为：上面的十进数可表示为：5188.888=103 5+102 1+101 8+100 8+10-1 8+10-2 8+10-3 8 对于有对于有n n位整数和位整数和m m位小数的十进制数位小数的十进制数 N N 可表示为：可表示为：n-1 N=di 10i i=-m28现在学

20、习的是第28页，共71页一、进位计数制（续）一、进位计数制（续）十进制数有如下特点十进制数有如下特点 每位数字每位数字d di i可取可取0 0，1 1，2 2，3,3,9,9十个值之一；十个值之一；逢逢1010进进1 1，即每位达到，即每位达到1010向高位进向高位进1 1，本位回，本位回0 0，相邻高位的权值是本位权值的相邻高位的权值是本位权值的1010倍。倍。对于任意对于任意R进制表示的数进制表示的数N，可写成，可写成 n-1 N=di Ri i=-m 其中其中 di 可取可取0，1，2，R-1个值之一；个值之一；逢逢R进进1（R为进位计数制的基数（为进位计数制的基数（Radix)；R是

21、大于或等于是大于或等于2的整数，的整数，Ri 称为称为di 的权值或位值。的权值或位值。29现在学习的是第29页，共71页一、进位计数制（续）一、进位计数制（续）当当R=10 为十进制数（为十进制数（Decimal，书写后缀，书写后缀 D或省略）或省略）当当R=2 为二进制数（为二进制数（Binary，书写后缀书写后缀 B）当当R=3 为三进制数（为三进制数（Trinary，书写后缀，书写后缀 T）当当R=8 为八进制数（为八进制数（Octal，书写后缀书写后缀 O或或Q）当当R=16 为十六进制数（为十六进制数（Hexa-decimal,书写后缀书写后缀 H）30现在学习的是第30页，共71

22、页一、进位计数制（续）一、进位计数制（续）2.二进计数制二进计数制 101.11 特点：特点：只有两个数字符号只有两个数字符号0，1 22 2 2 逢逢2 进进1 计算机中广泛采用二进制的原因计算机中广泛采用二进制的原因 容易实现，每位只取两个值，易用两个逻辑状态的器件表示；容易实现，每位只取两个值，易用两个逻辑状态的器件表示；运算规则简单，只有三种加法和乘法；运算规则简单，只有三种加法和乘法；（运算规则为：（运算规则为：R(R+1）/2）工作可靠，不同状态之间的转换是质变而非量变；工作可靠，不同状态之间的转换是质变而非量变；电路设计可借助布尔代数进行设计。电路设计可借助布尔代数进行设计。31

23、现在学习的是第31页，共71页一、进位计数制（续）一、进位计数制（续）3.八进制和十六进制八进制和十六进制v八进制每位可取八进制每位可取0，1，2，7八个值之一，逢八进一。八个值之一，逢八进一。v十六进制每位可取十六进制每位可取0，1，2，9，A,B,F十六个值之一，逢十六个值之一，逢十六进一，大于十六进一，大于9的数字借助于字母的数字借助于字母AF表示。表示。在编程时，为了书写方便，常用十六进制表示。在编程时，为了书写方便，常用十六进制表示。32现在学习的是第32页，共71页二、进位计数制间的转换二、进位计数制间的转换P进制数进制数N R进制数进制数 通通常把常把N分为整数与小数部分分别转换

24、分为整数与小数部分分别转换1、整数部分转换、整数部分转换 把把R表示成表示成P进制数进制数 对对P进制数进制数N按按P进制作除进制作除R取余方法进行取余方法进行例例1.把八进制数把八进制数N=303Q表示成十进制数表示成十进制数 （P=八进数，八进数，R=十进数）十进数）解：解：把把R=10表示成八进数为表示成八进数为12Q 对对N=303Q按八进制作除按八进制作除12Q取余运算取余运算33现在学习的是第33页，共71页二、进位计数制间的转换（续）二、进位计数制间的转换（续）12Q3 0 3 Q2 3 Q2 44 33 6 5 QD0=5余数12Q2 3 Q1 Q1 21 1 QD1=9余数1

25、2Q 1 Q0 Q0 1 Q D2=1余数 303Q=195D上述除法与十进制除法没有什么不同。每次除12Q之后取余数，而商再除以12Q，直到商为0停止。34现在学习的是第34页，共71页 例例2.把把10 进制数进制数29 转换成二进制数转换成二进制数 解：解：由于由于2 2是十进制数集内之数，不必作变换；是十进制数集内之数，不必作变换；对于对于N=29 D 作除作除2 取余运算。取余运算。2 921 4余数1 （B0）72232120余数0 （B1）余数1 （B2）余数1 （B3）余数1 （B4）29D=11101B 35现在学习的是第35页，共71页二、进位计数制间的转换（续）二、进位计

26、数制间的转换（续）2.小数部分的转换小数部分的转换 P进制纯小数进制纯小数转换为转换为R进制小数进制小数 用乘用乘R 取整取整 把把R表示成表示成P进制数进制数 把数把数N按按P进制乘进制乘R取整取整例例1 把把0.625转换成二进制数转换成二进制数解：解：二进制数（二进制数（0 0，1 1）都在十进制数内）都在十进制数内 把把0.625乘乘2取整取整0.625 21.250b-1=1 0.25 2 0.50b-2=00.5 2 1.0b-3=1 0.625=0.101B36现在学习的是第36页，共71页二、进位计数制间的转换（续）二、进位计数制间的转换（续）用计算法和其他方法也可进行转换用计

27、算法和其他方法也可进行转换例例1.二进制二进制 八进、十六进制八进、十六进制 10100101.0001B=245.04Q=A5.1H例例2.十六进制十六进制二进制；十六进制二进制；十六进制十进制十进制 ABCF.587H=1010101111001111.010110000111B A5.1H=10 161+5 160+1 16-1=160+5+0.0625 =165.062537现在学习的是第37页，共71页38现在学习的是第38页，共71页三、无符号数的表示与运算三、无符号数的表示与运算v 无符号数（纯数值）：无符号数（纯数值）：只表示数值的大小，不涉只表示数值的大小，不涉 及数的正负号

28、及数的正负号v 符号数：符号数：既表示数的大小，又要表示数的正负既表示数的大小，又要表示数的正负 v 计算机中的二进制数可以分为符号数和无符号数，计算机中的二进制数可以分为符号数和无符号数，它们的表示与运算是不同的。它们的表示与运算是不同的。39现在学习的是第39页，共71页三、无符号数的表示与运算（续）三、无符号数的表示与运算（续）加法运算加法运算 （若运算器为（若运算器为8位）位）例例1.计算计算 78H+87H=FFH 例例2.计算计算 78H+98H=10H 78H 78H +87H +98H FFH 10H 说明：说明：因为是因为是8位运算器，例位运算器，例2的结果就溢出了，原因是结

29、果只能存放的结果就溢出了，原因是结果只能存放8位数。为了表示最位数。为了表示最高位的进位，计算机中可用一个进位标志高位的进位，计算机中可用一个进位标志CF（Carry Flag）=1来表示（若把来表示（若把CF=1考虑考虑在内，结果为在内，结果为110H，这样结果就正确了）。，这样结果就正确了）。40现在学习的是第40页，共71页三、无符号数的表示与运算（续）三、无符号数的表示与运算（续）减法运算减法运算 （若运算器为（若运算器为8位）位）例例1.计算计算 78H-87H=FFH 例例2.计算计算 A8H-98H=10H 78H A8H -87H -98H F1H 10H 说明：说明：因为是因

30、为是8位运算器，例位运算器，例1的结果就是错误的了，原因是高位有借位。为了表的结果就是错误的了，原因是高位有借位。为了表示最高位的借位，计算机中可用一个借位标志示最高位的借位，计算机中可用一个借位标志BW（Borrow Flag）=1来表示来表示（通常计算机中把（通常计算机中把CF与与BW用同一标志来指示）。用同一标志来指示）。41现在学习的是第41页，共71页四、符号数的表示与运算四、符号数的表示与运算计算机中的符号数也是用二进制数表示和运算的。计算机中的符号数也是用二进制数表示和运算的。数值与符号都是用二进制数表示。数值与符号都是用二进制数表示。一般规定，一般规定，0表示正号，表示正号，1

31、表示负号，约定在数的最表示负号，约定在数的最高位表示符号位。高位表示符号位。符号数通常有三种机器码表示法。即原码、反码和符号数通常有三种机器码表示法。即原码、反码和补码。补码。42现在学习的是第42页，共71页四、符号数的表示与运算（续）四、符号数的表示与运算（续）1.原码表示原码表示（1）定义）定义 x原原=X (X=0)2N-1X (X=0)(mod 2N 1)(2N1)+X (X=0）2N+X （X9，所以，所以+66 10 7 57现在学习的是第57页，共71页五、十进制数的二进制表示与运算（续）五、十进制数的二进制表示与运算（续）BCD码运算（减法）码运算（减法）例例3 若若X、Y为

32、十进制数，为十进制数，X=75，Y=26，计算，计算X-Y=?75 （BCD码中没有字母，结果中的码中没有字母，结果中的 F(1111)为非法码，为非法码，-2 6 应在该位应在该位-6修正，使借高位的数得到修正。）修正，使借高位的数得到修正。）例例4 X=30，Y=42，计算，计算X-Y=?30 -4 2 E E 因为低因为低4位有借位（位有借位（AF=1）-6 6 高高4位也有借位（位也有借位（CF=1）8 8 所以所以 66修正修正 4 F -0 6 4 958现在学习的是第58页，共71页五、十进制数的二进制表示与运算（续）五、十进制数的二进制表示与运算（续）BCD码加法修正原则是：码

33、加法修正原则是：若运算结果低位大于若运算结果低位大于9或或AF（半进位）（半进位）=1，则结果，则结果+06；若运算结果高位大于若运算结果高位大于9或或CF（进位）（进位）=1，则结果，则结果+60;若若 都满足时，则结果都满足时，则结果+66。BCD码减法修正原则是：码减法修正原则是：若运算结果低位大于若运算结果低位大于9或或AF（半借位）（半借位）=1，则结果，则结果-06；若运算结果高位大于若运算结果高位大于9或或CF（借位）（借位）=1，则结果，则结果-60;若若 都满足时，则结果都满足时，则结果-66。说明：微机的说明：微机的CPU中都有专门的十进制运算调整部件中都有专门的十进制运算

34、调整部件DAA，还设有专门的十进制加减运算调整指令还设有专门的十进制加减运算调整指令DAA与与DAS等。等。59现在学习的是第59页，共71页浮点数大纲不要求，所以不讲。浮点数大纲不要求，所以不讲。60现在学习的是第60页，共71页六、数的浮点表示及运算六、数的浮点表示及运算1.浮点数的表示浮点数的表示 任何一个任何一个R进制数进制数N都可写成都可写成 N=MRP 其中其中 R是基数是基数（Radix）M是尾数是尾数（Mantissa）P是阶是阶 （Power）尾数尾数M的符号是该数的符号，而阶的符号是该数的符号，而阶P也有符号，也有符号，P决定了该数中小数点的位决定了该数中小数点的位置。置。

35、若若P不变（固定），则小数点固定，称为定点数。不变（固定），则小数点固定，称为定点数。若若P不固定，则小数点位置不固定，称为浮点数（不固定，则小数点位置不固定，称为浮点数（Float）。）。若若R固定，则数固定，则数N则由则由M和和P决定。（在计算机中，决定。（在计算机中，R=2）61现在学习的是第61页，共71页六、数的浮点表示及运算（续）六、数的浮点表示及运算（续）一个浮点数可表示如下：一个浮点数可表示如下：Sp .PnSmMr其中，其中，Sp 是阶是阶 P 的符号位；的符号位；Pn是阶是阶 P 的绝对值部分，称为阶码；的绝对值部分，称为阶码；Sm是尾数是尾数 M 的符号位，也是浮点数的符

36、号位，也是浮点数 N 的符号位，称为尾符或数符；的符号位，称为尾符或数符；Mr是尾数的绝对值部分，称为尾码。是尾数的绝对值部分，称为尾码。关于浮点数的两个概念关于浮点数的两个概念 规格化：移动小数点的位置，使其尾数变成其标准格式的过程。规格化：移动小数点的位置，使其尾数变成其标准格式的过程。对阶：移动一个浮点数的小数点位置，使两个数的小数点位置对齐对阶：移动一个浮点数的小数点位置，使两个数的小数点位置对齐 （阶码相同）的过程。（阶码相同）的过程。IEEE浮点数格式浮点数格式 IEEE浮点数格式分为单精度和双精度两种。浮点数格式分为单精度和双精度两种。单精度数为单精度数为32位，双精度数为位，双

37、精度数为64位。位。62现在学习的是第62页，共71页六、数的浮点表示及运算（续）六、数的浮点表示及运算（续）单精度浮点数单精度浮点数（阶码：（阶码：8位（含阶符），尾数：位（含阶符），尾数：24位（含尾符）位（含尾符）双精度浮点数双精度浮点数（阶码：（阶码：11位，尾数：位，尾数：53位）位）IEEE浮点数规定：浮点数规定：规格化浮点数的小数点在数符规格化浮点数的小数点在数符Sm的后面，且小数点前有一个隐含的的后面，且小数点前有一个隐含的“1”。即，尾数可表示。即，尾数可表示12之间的数。之间的数。63现在学习的是第63页，共71页六、数的浮点表示及运算（续）六、数的浮点表示及运算（续）单精

38、度浮点数的表示单精度浮点数的表示 阶码阶码=0，表示阶为，表示阶为-127；阶码阶码=7FH，表示阶为，表示阶为0；阶码阶码=80H，表示阶为，表示阶为+1；阶码；阶码=FFH，表示阶为，表示阶为+128。32位浮点数所能表示的绝对值最小的非零数值为：位浮点数所能表示的绝对值最小的非零数值为：12-127=5.877 10-39 若小于该数，则表示为机器零，用全若小于该数，则表示为机器零，用全0表示。表示。32位浮点数所能表示的绝对值最大的数值为：位浮点数所能表示的绝对值最大的数值为：22128=6.8 1038 若超出该范围，则产生上溢出。若超出该范围，则产生上溢出。例例1 +1.0=1.0

39、 20,浮点数表示为：浮点数表示为：0 011,1111,1 0000B=3F800000H 例例2 -3.0=-1.5 21,浮点数表示为：浮点数表示为：1 100,0000,0 100,00B=C0400000H 64现在学习的是第64页，共71页六、数的浮点表示及运算（续）六、数的浮点表示及运算（续）例例3 -128.0625=-(127+2-4)=-(1+2-11)27 =-1.0004882812 27 =1 100,0011,0 000,0000,0001,0000,0000,0000B =C3001000H （注：（注：阶为+7，阶码为86H）教材改教材改错：P22第十一行：第十

40、一行：3）-128.0625=-1.00000000001 27 应为应为 -128.0625=-1.00048828125 27 P25倒数第倒数第3行（行（2）ZNVC 应应改改为为：NZVCP26第第4行：行：（6）NZVCD=10100 应应改改为为：0010065现在学习的是第65页，共71页六、数的浮点表示及运算（续）六、数的浮点表示及运算（续）2.浮点数运算浮点数运算（1）加、减运算）加、减运算 对阶：使两个操作数的小数点对齐（使阶码相同）。对阶：使两个操作数的小数点对齐（使阶码相同）。尾数相加、减。尾数相加、减。结果规格化（注意小数点前面有一位隐含的结果规格化（注意小数点前面有

41、一位隐含的1）。）。舍入处理：修正对阶或规格化过程中被丢弃的有效位。舍入处理：修正对阶或规格化过程中被丢弃的有效位。溢出判断：若阶码出现上溢出，则浮点数就发生上溢出。对最终结果进行溢出判断：若阶码出现上溢出，则浮点数就发生上溢出。对最终结果进行判断。判断。（2）乘、除运算）乘、除运算 参看教材参看教材 P22 （尾数相乘（尾数相乘/除，得积除，得积/商及余数的尾数；阶码相加商及余数的尾数；阶码相加/减，得出积减，得出积/商的阶码）商的阶码）（3）浮点数的特点）浮点数的特点 表示的数值范围大；表示的数值范围大；运算精度高；运算精度高；运算复杂，所需硬件设备多。运算复杂，所需硬件设备多。66现在学

42、习的是第66页，共71页七、逻辑变量的表示与运算七、逻辑变量的表示与运算 逻辑变量逻辑变量 只有两个值，只有两个值，“真真”或或“假假”，1bit 可以表示一个逻辑变量。若可以表示一个逻辑变量。若“1”表示表示 “真真”，“0”表示表示”假假”。逻辑运算逻辑运算 逻辑运算都是比特运算。与算术运算区别在于，前者只在对应的比特逻辑运算都是比特运算。与算术运算区别在于，前者只在对应的比特 之间之间进行，各位之间没有进进行，各位之间没有进/借位，本位运算结果不影响其它位。借位，本位运算结果不影响其它位。常用的逻辑运算有：逻辑与、逻辑非、逻辑或、逻辑异或。常用的逻辑运算有：逻辑与、逻辑非、逻辑或、逻辑异

43、或。1.逻辑与运算（逻辑与运算（AND）与运算通常用于屏蔽掉某些位（清与运算通常用于屏蔽掉某些位（清0），保留某些位不变。），保留某些位不变。例如：例如：(A5H)AND(F0H)=A0H ;屏蔽低屏蔽低4位（清位（清0），保留高），保留高4位。位。2.逻辑或运算（逻辑或运算（OR）逻辑或运算通常把某些位置逻辑或运算通常把某些位置1，某些位不变。，某些位不变。例如例如:(A5H)OR (0FH)=AFH ;高高 4 位不变，低位不变，低 4 位置全位置全1。67现在学习的是第67页，共71页七、逻辑变量的表示与运算（续）七、逻辑变量的表示与运算（续）3.逻辑非运算（逻辑非运算（NOT）把逻辑变

44、量变成反码。把逻辑变量变成反码。例如：例如：NOT(A5H)=5AH4.逻辑异或运算（逻辑异或运算（XORExclusive OR）异或运算可以使某些位清异或运算可以使某些位清0，某些位变反。，某些位变反。通常用于寄存器或内存单元清通常用于寄存器或内存单元清0。例例1:(A5H)XOR（0FH）=AAH;高高4位不变，低位不变，低4位变反。位变反。例例2：（：（A5H）XOR（A5H）=00 H ；一个数自身异或，相当于清；一个数自身异或，相当于清0。逻辑运算中，标志位逻辑运算中，标志位CF、AF、SF、OF均无意义（虽然能置成某种状态）。均无意义（虽然能置成某种状态）。CPU中设有专门的反映

45、逻辑运算结果的标志。中设有专门的反映逻辑运算结果的标志。68现在学习的是第68页，共71页八、文字在计算机内的表示八、文字在计算机内的表示计算机中的文字信息计算机中的文字信息 计算机中的文字，不论外文或中文，都是用二进制编码表示的。计算机中的文字，不论外文或中文，都是用二进制编码表示的。文字信息主要用于人文字信息主要用于人-机接口设备。如键盘、显示器、打印机等设备。机接口设备。如键盘、显示器、打印机等设备。信息代码必须有约定，才能使不同厂家生产的计算机及外部设备相信息代码必须有约定，才能使不同厂家生产的计算机及外部设备相 互间交换信息，这种约定的信息代码称为信息交换码。互间交换信息，这种约定的

46、信息代码称为信息交换码。常用的信息交换码有：常用的信息交换码有：ASCII码（码（7位）位）扩展的扩展的ASCII码（码（8位）位）EBCDIC码（码（8位）位）汉字编码（汉字编码（16位）等位）等 69现在学习的是第69页，共71页八、文字在计算机内的表示（续）八、文字在计算机内的表示（续）ASCII码码 ASCII码是美国标准信息交换码的简称。码是美国标准信息交换码的简称。（ASCIIAmerican Standard Code for Information Interchange）它用它用7位二进制编码，共有位二进制编码，共有27=128个，扩展的个，扩展的ASCII码共有码共有28=

47、256个。个。基本基本ASCII码包括：码包括：数字数字10个：个：09 （ASCII码：码：30H39H）大写字母大写字母26个：个：AZ （ASCII码：码：41H5AH）小写字母小写字母26个：个：a z （ASCII码：码：61H7AH）标点与运算符号：标点与运算符号：20多个（包括，？；！：。多个（包括，？；！：。+-*/等）等）各种控制符：各种控制符：30多个（包括设备、文件、传输控制等，如回车、多个（包括设备、文件、传输控制等，如回车、换行、空格、退格、删除、响铃、文始等等）换行、空格、退格、删除、响铃、文始等等）教材后面附录教材后面附录B有基本有基本ASCII码表，根据需要可以查看。码表，根据需要可以查看。70现在学习的是第70页，共71页课外作业课外作业P25 题题 1，7，8，9（2）（）（4）（）（6），），13（01班交）班交）题题 15，16，19，20，21 （02班交）班交）作业每周交一次作业每周交一次 每次交一个小班：第一次：每次交一个小班：第一次：01小班小班 第二次：第二次：02小班小班 第三次：第三次：03小班小班71现在学习的是第71页，共71页