微型计算机原理及应用技术.ppt

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1、微型计算机原理及应用技术 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望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

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

3、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引言引言引言引言 采用水银延迟线作为内存，磁鼓作为外存。体积大、耗电采用水银延迟线作为内存，磁鼓作为外存。体积大、耗电采用水银延迟线作为内存，磁鼓作为外存。体积大、耗电采用水银延迟线作为内存，磁鼓作为外存。体积大、耗电多、运算速度慢。最初只能使用二进制表示的机器语言，到多、运算速度慢。最初只能使用二进制表示的机器语言，到多、运算速度慢。最初只能使用二进

4、制表示的机器语言，到多、运算速度慢。最初只能使用二进制表示的机器语言，到20202020世纪世纪世纪世纪50505050年代中期才出现汇编语言。这个时期，计算机主要年代中期才出现汇编语言。这个时期，计算机主要年代中期才出现汇编语言。这个时期，计算机主要年代中期才出现汇编语言。这个时期，计算机主要用于科学计算和军事方面，应用很不普遍。用于科学计算和军事方面，应用很不普遍。用于科学计算和军事方面，应用很不普遍。用于科学计算和军事方面，应用很不普遍。电子管计算机（电子管计算机（电子管计算机（电子管计算机（1945195819451958年）年）年）年）内存主要采用磁芯，外存大量采用磁盘，输入输出设备

5、有内存主要采用磁芯，外存大量采用磁盘，输入输出设备有内存主要采用磁芯，外存大量采用磁盘，输入输出设备有内存主要采用磁芯，外存大量采用磁盘，输入输出设备有了较大改进。体积显著减小、可靠性提高、运算速度可达每了较大改进。体积显著减小、可靠性提高、运算速度可达每了较大改进。体积显著减小、可靠性提高、运算速度可达每了较大改进。体积显著减小、可靠性提高、运算速度可达每秒百万次。软件方面出现了高级程序设计语言和编译系统。秒百万次。软件方面出现了高级程序设计语言和编译系统。秒百万次。软件方面出现了高级程序设计语言和编译系统。秒百万次。软件方面出现了高级程序设计语言和编译系统。计算机开始广泛应用于以管理为目的

6、的信息处理。计算机开始广泛应用于以管理为目的的信息处理。计算机开始广泛应用于以管理为目的的信息处理。计算机开始广泛应用于以管理为目的的信息处理。第二代第二代第一代第一代第一代第一代晶体管计算机（晶体管计算机（晶体管计算机（晶体管计算机（1958196419581964年）年）年）年）1.11.11.11.11.1.11.1.11.1.11.1.1 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第三代第三代第三代第三代第四代第四代第四代第四代集成电路计算机集成电路计算机集成电路计算机集成电路计算机 （1964-19711964-19711964-19711964-1971年）年）年）年

7、）主要采用中、小规模集成电路，运算速度达每秒千万次，主要采用中、小规模集成电路，运算速度达每秒千万次，主要采用中、小规模集成电路，运算速度达每秒千万次，主要采用中、小规模集成电路，运算速度达每秒千万次，可靠性大大提高，体积进一步缩小，价格大大降低。软件可靠性大大提高，体积进一步缩小，价格大大降低。软件可靠性大大提高，体积进一步缩小，价格大大降低。软件可靠性大大提高，体积进一步缩小，价格大大降低。软件方面进步很大，有了操作系统，开展了计算机语言的标准方面进步很大，有了操作系统，开展了计算机语言的标准方面进步很大，有了操作系统，开展了计算机语言的标准方面进步很大，有了操作系统，开展了计算机语言的标

8、准化工作并提出了结构化程序设计方法，出现了计算机网络。化工作并提出了结构化程序设计方法，出现了计算机网络。化工作并提出了结构化程序设计方法，出现了计算机网络。化工作并提出了结构化程序设计方法，出现了计算机网络。计算机应用开始向社会化发展，其应用领域和普及程度迅计算机应用开始向社会化发展，其应用领域和普及程度迅计算机应用开始向社会化发展，其应用领域和普及程度迅计算机应用开始向社会化发展，其应用领域和普及程度迅速扩大。速扩大。速扩大。速扩大。微型计算机的出现和发展是计算机发展史上的重大事件，微型计算机的出现和发展是计算机发展史上的重大事件，微型计算机的出现和发展是计算机发展史上的重大事件，微型计算

9、机的出现和发展是计算机发展史上的重大事件，使得计算机在存储容量、运算速度、可靠性和性能价格比使得计算机在存储容量、运算速度、可靠性和性能价格比使得计算机在存储容量、运算速度、可靠性和性能价格比使得计算机在存储容量、运算速度、可靠性和性能价格比等方面都比上一代计算机有了较大突破。各种系统软件、等方面都比上一代计算机有了较大突破。各种系统软件、等方面都比上一代计算机有了较大突破。各种系统软件、等方面都比上一代计算机有了较大突破。各种系统软件、应用软件大量推出，功能配置空前完善，充分发挥了计算应用软件大量推出，功能配置空前完善，充分发挥了计算应用软件大量推出，功能配置空前完善，充分发挥了计算应用软件

10、大量推出，功能配置空前完善，充分发挥了计算机的功能，把计算机的发展和应用带入了一个全新时代。机的功能，把计算机的发展和应用带入了一个全新时代。机的功能，把计算机的发展和应用带入了一个全新时代。机的功能，把计算机的发展和应用带入了一个全新时代。大规模集成电路计算机（大规模集成电路计算机（大规模集成电路计算机（大规模集成电路计算机（1971197119711971年至今）年至今）年至今）年至今）1.1.11.1.11.1.11.1.1 计算机的发展史计算机的发展史计算机的发展史计算机的发展史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自动性自动性自动性自动性高速性高速性高速性高

11、速性逻辑性逻辑性逻辑性逻辑性通用性通用性通用性通用性准确性准确性准确性准确性特点特点特点特点1.1.21.1.21.1.21.1.2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从原理上从原理上从原理上从原理上数字计算机数字计算机数字计算机数字计算机模拟计算机模拟计算机模拟计算机模拟计算机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

12、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计算机的分类计算机的分类计算机的分类计算机的分类1.1.31.1.31.1.31.1.3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计算机的应用计算机的应用计算机的应用计算机的应用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1.21.21.21.2一个一个一个一个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

13、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S=an-1an-2a1a0.a-1a-2a-mS=an-1an-2a1a0.a-1a-2a-mS=an-1an-2a1a0.a-1a-2a-mS=an-1an-2a1a0.a-1a-2a-m =an-1R=an-1R=an-1R=an-1Rn-1 n-1 n-1 n-1+an-2 Ran-2 Ran-2 Ran-2 Rn-2 n-2 n-2 n-2+a1 R+a1 R+a1 R+a1

14、R1 1 1 1+a0 R+a0 R+a0 R+a0 R0 0 0 0+a-m R+a-m R+a-m R+a-m 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S S S S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：1.2.1 1.2.1 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 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

15、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+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

16、。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)

17、=(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

18、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 0

19、9 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

20、 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22.62

21、522.62522.62522.625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

22、 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=（0.1010.1010.1010.101）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)=(10

23、110.101)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430.25430.25430.25430.25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

24、：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

25、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

26、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

27、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

28、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 110101

29、110.01 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

30、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=

31、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1.2.21.2.21.2.21.2.2BCDBCDB

32、CDBCD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

33、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01100101011001010110010101100101，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

34、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

35、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 4010001000100010

36、0101010100001 00000001 00000001 00000001 00005 5 5 50101010101010101111111110001 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

37、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

38、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

39、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 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

40、数的符号位用负数的符号位用1 1 1 1表示表示表示表示,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

41、带符号数的表示1.1.1.1.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-32767-32767-32

42、767-32767+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

43、位数。为反码的位数。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，其计

44、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，如果现在时间是

45、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=68-2

46、=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=00000000=000

47、00000=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 2MOD 2n n n n,i,i,i

48、,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 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

49、。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 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

50、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=00000000=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