微型计算机基础知识幻灯片.ppt

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1、微型计算机基础知识第1页，共97页，编辑于2022年，星期六本章主要内容本章主要内容本章主要内容本章主要内容1.1 概述概述1.2 微机中的数制和数的表示微机中的数制和数的表示 1.3 微机中常见的编码微机中常见的编码1.4 二进制数的运算及其电路二进制数的运算及其电路 第2页，共97页，编辑于2022年，星期六1.1 1.1 概述概述概述概述1.1.1 微型计算机的发展微型计算机的发展1.基本概念基本概念（1）微处理器微处理器（MPU）将中央处理单元（将中央处理单元（将中央处理单元（将中央处理单元（CPUCPU）控制器和运算器集成在控制器和运算器集成在控制器和运算器集成在控制器和运算器集成在

2、一片半导体芯片上。一片半导体芯片上。一片半导体芯片上。一片半导体芯片上。（2）微型计算机微型计算机 以微处理器以微处理器MPU为核心，再配以相应的半导体存为核心，再配以相应的半导体存储器（储器（ROM、RAM等）、等）、I/O接口和中断系统等，接口和中断系统等，并由系统总线连接起来组装在一块或数块印刷电并由系统总线连接起来组装在一块或数块印刷电路版上构成的计算机。路版上构成的计算机。第3页，共97页，编辑于2022年，星期六1.1.1 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3.单板微型计算机单板微型计算机（单板机单板机）把微处理器、半导体存储器、把微处理器、半导体存储

3、器、把微处理器、半导体存储器、把微处理器、半导体存储器、I/OI/O接口和中断电路等芯接口和中断电路等芯接口和中断电路等芯接口和中断电路等芯片组装在片组装在片组装在片组装在一块印刷电路板一块印刷电路板上的微型计算机。上的微型计算机。上的微型计算机。上的微型计算机。4.单片微型计算机单片微型计算机（单片机单片机）把微处理器、半导体存储器、把微处理器、半导体存储器、I/O接口和中断系统集成在接口和中断系统集成在一一块硅片块硅片上的具有完整功能的微型计算机。上的具有完整功能的微型计算机。5.微型计算机系统微型计算机系统 以微型计算机为核心，再配以相应的外围设备、电源、辅助电路以微型计算机为核心，再配

4、以相应的外围设备、电源、辅助电路和控制微型计算机工作的软件就构成了完整的微型计算机系统。和控制微型计算机工作的软件就构成了完整的微型计算机系统。目的目的：完成一定的功能。：完成一定的功能。第4页，共97页，编辑于2022年，星期六1.1.1 1.1.1 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2.微型计算机的发展微型计算机的发展 第一代第一代 8位机位机 智能芯片智能芯片Intel 4004（航天）微处理器（航天）微处理器(MPU)对对4位二进制数进行运算位二进制数进行运算 Intel 8008（8位）位）第5页，共97页，编辑于2022年，星期六MPU键盘键盘打印机打

5、印机存储器存储器CRT微机微机CPU1.1.1 微型计算机的发展微型计算机的发展第6页，共97页，编辑于2022年，星期六1.1.1 微型计算机的发展微型计算机的发展第二代第二代 8086/808816位机位机 内部结构一样内部结构一样 8086 8086数据线数据线数据线数据线1616位位位位 8088 8088数据线数据线数据线数据线8 8位（准位（准位（准位（准1616位机）位机）位机）位机）第四代第四代 80386/8048632位机位机 段页式管理，提高内存使用率段页式管理，提高内存使用率第三代第三代 80286加强型加强型16位机位机 里程碑里程碑 虚拟存储器虚拟存储器 描述符描述

6、符第7页，共97页，编辑于2022年，星期六1.1.1 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第五代第五代 8058632位机位机 93年年 Pentium“Pentium“奔腾奔腾奔腾奔腾”废弃了传统的三总线结构废弃了传统的三总线结构废弃了传统的三总线结构废弃了传统的三总线结构 采用南北桥芯片组，采用南北桥芯片组，PCI总线总线 多媒体信息处理多媒体信息处理 Pro-P632位机位机 96年年 加强型的加强型的加强型的加强型的“奔腾机奔腾机奔腾机奔腾机”750MHz”750MHz PII PIII CY双核技术双核技术，2006年年Intel公司推出公司推出32位全

7、新位全新Core架构架构的的Core型微处理器。型微处理器。第8页，共97页，编辑于2022年，星期六1.1.2 微型计算机系统组成微型计算机系统组成1.1 概述概述第9页，共97页，编辑于2022年，星期六总线结构，系统中各部件总线结构，系统中各部件 “挂挂”在总线上在总线上主机结构突出特点是模块化结构主机结构突出特点是模块化结构CPU地址译码电路地址译码电路I/O 设备设备RAMROM地址信息地址信息片选信号片选信号I/O 接口接口DBABCB1.1.2 微型计算机系统组成微型计算机系统组成第10页，共97页，编辑于2022年，星期六1.CPU(中央处理单元）中央处理单元）MPU(微处理器

8、微处理器)嵌入系统中与其他电路嵌入系统中与其他电路及芯片组合称为及芯片组合称为CPU微机的微机的核心核心部件部件，主要由运算器和控制器构成主要由运算器和控制器构成 运算器（运算器（ALU）主要负责算术运算和逻辑运算）主要负责算术运算和逻辑运算控制器由指令寄存器、指令译码器和控制电路组成控制器由指令寄存器、指令译码器和控制电路组成并按指令的要求对微机各部件发出相应的控制信息并按指令的要求对微机各部件发出相应的控制信息1.1.2 1.1.2 微型计算机系统组成微型计算机系统组成微型计算机系统组成微型计算机系统组成第11页，共97页，编辑于2022年，星期六2内存储器（主存）内存储器（主存）例如例如

9、:01001101 用于用于“记忆记忆”信息的存储元件，均采用集成信息的存储元件，均采用集成度高，容量大，体积小，功耗低的半导体存储度高，容量大，体积小，功耗低的半导体存储器芯片器芯片 字节（字节（Byte)基本单位，规定基本单位，规定 8位位二进制数称为二进制数称为一个一个字节字节 1.1.2 微型计算机系统组成微型计算机系统组成第12页，共97页，编辑于2022年，星期六 CPU执行访问内存的指令时，按指定的单元地执行访问内存的指令时，按指定的单元地址对相应存储单元进行址对相应存储单元进行“读、写读、写”操作。操作。一个字节数据空间称为一个存储单元，其中每一位一个字节数据空间称为一个存储单

10、元，其中每一位称为称为1Bit 微机的存储器是由许多存储单元集合而成，每微机的存储器是由许多存储单元集合而成，每一个存储单元唯一的对应一个单元地址，也称为一个存储单元唯一的对应一个单元地址，也称为存储器的物理地址，微机中的地址一般都用存储器的物理地址，微机中的地址一般都用十六十六进制进制数表示，如数表示，如30H1.1.2 1.1.2 微型计算机系统组成微型计算机系统组成微型计算机系统组成微型计算机系统组成第13页，共97页，编辑于2022年，星期六存存储储单单元元读读写写取数取数存数存数存储器容量（存储器容量（s）=存储单元数（存储单元数（p）数据位数（数据位数（i）1024B=1KB 10

11、24KB=1MB 1024MB=1GB 1024GB=1TB1.1.2 微型计算机系统组成微型计算机系统组成第14页，共97页，编辑于2022年，星期六字长：字长：一个基本信息单位所占用的最大二进一个基本信息单位所占用的最大二进 制位数制位数字：字：微机一条指令所能处理的一个基本信息微机一条指令所能处理的一个基本信息 单位单位例如例如：一个数据（一个数据（25、35.67、-0.0038；）一；）一 个字符（个字符（A、a、#、）等均称为一个字）等均称为一个字1.1.2 微型计算机系统组成微型计算机系统组成第15页，共97页，编辑于2022年，星期六 字长越长的微机，其运算速度越快，数的表示范

12、围字长越长的微机，其运算速度越快，数的表示范围越宽，数据的运算精度越高，机器的整体功能越强越宽，数据的运算精度越高，机器的整体功能越强字长是微机的主要性能指标之一！字长是微机的主要性能指标之一！80386 、80486、80586（pentium)为为32位机，位机，2001年推出的年推出的Itanium为为64位机位机51单片机字长为单片机字长为8位，称为位，称为8位机位机8086/8088CPU字长为字长为16位，称为位，称为16位机位机1.1.2 微型计算机系统组成微型计算机系统组成第16页，共97页，编辑于2022年，星期六3.总线总线 根据传送信息的内容与作用不同，总线分为：根据传送

13、信息的内容与作用不同，总线分为：数据总线数据总线DB（Data Bus）地址总线地址总线AB（Address Bus）控制总线控制总线CB（Control Bus）传送信息的公共导线传送信息的公共导线 数据总线数据总线DB：双向双向传输数据信息传输数据信息 其宽度（根数）与其宽度（根数）与MPU提供的数据线的引脚数提供的数据线的引脚数有关，表示微机的有关，表示微机的字长字长1.1.2 微型计算机系统组成微型计算机系统组成第17页，共97页，编辑于2022年，星期六控制总线控制总线CB：传送各种控制信号和状态信：传送各种控制信号和状态信号 对于每一根来说是单向传送的对于每一根来说是单向传送的 地

14、址总线地址总线AB：CPU执行指令时，用于单向传送地址信息执行指令时，用于单向传送地址信息地地址址信信息息 操作数在存储器中的地址信息操作数在存储器中的地址信息指令代码在存储器中的地址信息指令代码在存储器中的地址信息1.1.2 微型计算机系统组成微型计算机系统组成第18页，共97页，编辑于2022年，星期六AB的宽度决定了微机系统的最大寻址能力的宽度决定了微机系统的最大寻址能力最大寻址空间最大寻址空间=2N，其中其中N为为AB的宽度的宽度51单片机单片机 N=16最大寻址空间最大寻址空间=216=65536 B=64 KB8086/8088CPU N=20最大寻址空间最大寻址空间 220=1M

15、B例例：1.1.2 1.1.2 微型计算机系统组成微型计算机系统组成微型计算机系统组成微型计算机系统组成第19页，共97页，编辑于2022年，星期六4.地址译码电路地址译码电路 凡是凡是“挂挂”在总线上部件都被系统分配一个地址在总线上部件都被系统分配一个地址域，域，CPU访问某部件时，由指令提供被访问部件访问某部件时，由指令提供被访问部件的地址信息，该地址信息经地址译码电路译码后的地址信息，该地址信息经地址译码电路译码后唯一唯一的产生一个的产生一个选通信号选通信号选通信号选通信号（也称（也称（也称（也称片选信号片选信号），将），将被选中的部件被选中的部件“门门门门”打开，使得数据得以传输打开，

16、使得数据得以传输打开，使得数据得以传输打开，使得数据得以传输 1.1.2 微型计算机系统组成微型计算机系统组成第20页，共97页，编辑于2022年，星期六5接口接口 接口是主机与外设连接的必然通路，是必经的接口是主机与外设连接的必然通路，是必经的“桥桥梁梁”。每个。每个接口接口可包含若干个可包含若干个端口端口，每个端口对应，每个端口对应一个端口地址，可由指令按地址访问端口一个端口地址，可由指令按地址访问端口接口功能接口功能：隔离主机与外设之间的数据隔离主机与外设之间的数据向外设传输控制信号和接收外设的状态信号向外设传输控制信号和接收外设的状态信号数据类型的转换数据类型的转换1.1.2 微型计算

17、机系统组成微型计算机系统组成第21页，共97页，编辑于2022年，星期六位数位数：1位、位、4位、位、8位、位、3232位和位和6464位机等位机等 1.1.3 微型计算机的分类微型计算机的分类功能和结构功能和结构功能和结构功能和结构：可分为单片机和多片机：可分为单片机和多片机 组装方式组装方式：单板机和多板机等：单板机和多板机等 1.1 1.1 概述概述概述概述第22页，共97页，编辑于2022年，星期六1.字长字长 例如，例如，例如，例如，8086/8088CPU8086/8088CPU内部寄存器为内部寄存器为内部寄存器为内部寄存器为16位，所以字长为位，所以字长为1616位，称为位，称为

18、1616位机，位机，8038680386、80486、8058680586（pentium）字长均为字长均为字长均为字长均为32位，故均称为位，故均称为32位机位机 1.1.4 微型计算机的主要性能指标微型计算机的主要性能指标 字长越长的微机，其运算速度越快，数的表示范围越字长越长的微机，其运算速度越快，数的表示范围越宽，数据的运算精度越高，机器的整体功能越强。宽，数据的运算精度越高，机器的整体功能越强。1.1 1.1 概述概述概述概述第23页，共97页，编辑于2022年，星期六2.存储器容量存储器容量 存储二进制信息的基本单位是位（存储二进制信息的基本单位是位（b b）。一般把）。一般把8

19、8个个个个二进制位组成的基本单元叫做字节（二进制位组成的基本单元叫做字节（二进制位组成的基本单元叫做字节（二进制位组成的基本单元叫做字节（B）。）。微机中通常以字节为单位表示存储容量，并且将微机中通常以字节为单位表示存储容量，并且将1024B简称为简称为简称为简称为1KB1KB 1024KB简称为简称为简称为简称为1MB（兆字节）（兆字节）1024MB1024MB简称为简称为1GB（吉字节）（吉字节）（吉字节）（吉字节）1024GB1024GB简称为简称为1TB（太字节）（太字节）存储器容量包括内存容量和外存容量。存储器容量包括内存容量和外存容量。1.1.4 微型计算机的主要性能指标微型计算机

20、的主要性能指标第24页，共97页，编辑于2022年，星期六3.运算速度运算速度 微机的运算速度一般用每秒钟所能执行的指令条数来表示。微机的运算速度一般用每秒钟所能执行的指令条数来表示。微机的运算速度一般用每秒钟所能执行的指令条数来表示。微机的运算速度一般用每秒钟所能执行的指令条数来表示。4.系统总线系统总线系统总线的性能主要表现为它所支持的数据传送位数和系统总线的性能主要表现为它所支持的数据传送位数和总线工作时钟的频率。数据传送位数越多，总线工作总线工作时钟的频率。数据传送位数越多，总线工作时钟频率越高，则系统总线的信息吞吐率就越高，微时钟频率越高，则系统总线的信息吞吐率就越高，微机系统的性能

21、就越强。机系统的性能就越强。1.1.4 微型计算机的主要性能指标微型计算机的主要性能指标第25页，共97页，编辑于2022年，星期六5.外设扩展能力外设扩展能力 这主要指微机系统配接各种外部设备的可能性、灵活这主要指微机系统配接各种外部设备的可能性、灵活性和适应性。性和适应性。6.软件配置情况软件配置情况 软件是微机系统必不可少的重要组成部分，它配置是软件是微机系统必不可少的重要组成部分，它配置是否齐全，功能的强弱，是否支持多任务、多用户操作否齐全，功能的强弱，是否支持多任务、多用户操作等都是微机硬件系统性能可否得到充分发挥的重要因等都是微机硬件系统性能可否得到充分发挥的重要因素。素。1.1.

22、4 微型计算机的主要性能指标微型计算机的主要性能指标第26页，共97页，编辑于2022年，星期六 数值所使用的数码的个数称为基；数值每一位所具有的值数值所使用的数码的个数称为基；数值每一位所具有的值数值所使用的数码的个数称为基；数值每一位所具有的值数值所使用的数码的个数称为基；数值每一位所具有的值称为权。称为权。称为权。称为权。1.2 1.2 微机中的数制和数的表示微机中的数制和数的表示微机中的数制和数的表示微机中的数制和数的表示1.2.1 数制的基与权数制的基与权十进制十进制的基为的基为的基为的基为“10”“10”，即它使用的数码为，即它使用的数码为，即它使用的数码为，即它使用的数码为0 0

23、，1 1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7，8 8，9 9共有共有共有共有1010个。十进制各位的权是以个。十进制各位的权是以个。十进制各位的权是以个。十进制各位的权是以1010为底的幂，为底的幂，为底的幂，为底的幂，用用用用“D”“D”表示，如十进制数表示，如十进制数表示，如十进制数表示，如十进制数523791 D 523791 D 第27页，共97页，编辑于2022年，星期六二进制二进制的基为的基为的基为的基为“2”2”，即其使用的数码为，即其使用的数码为0、1，共两个。，共两个。，共两个。，共两个。二进制各位的权是以二进制各位的权是以二进制各位的权是以二进制各位的权是以2为

24、底的幂，用为底的幂，用为底的幂，用为底的幂，用“B”B”表示，如二进制数表示，如二进制数表示，如二进制数表示，如二进制数110111 B 110111 B 八进制八进制的基为的基为的基为的基为“8”“8”，即其数码共有，即其数码共有，即其数码共有，即其数码共有8 8个：个：个：个：0 0，1 1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7。八进制的权为以。八进制的权为以。八进制的权为以。八进制的权为以8 8为底的幂为底的幂为底的幂为底的幂 十六进制十六进制的基为的基为“16”，即其数码共有，即其数码共有16个：个：0，1，2，3，4，5，6，7，9，A，B，C，D，E，F。十六进制。十六进

25、制的权为以的权为以16为底的幂为底的幂 1.2.1 1.2.1 数制的权与基数制的权与基数制的权与基数制的权与基第28页，共97页，编辑于2022年，星期六1.十进制数转换成二进制数的方法十进制数转换成二进制数的方法1.2.2 数制的转换方法数制的转换方法思路思路思路思路：用：用2除该十进制数可得商数及余数，则此余数为除该十进制数可得商数及余数，则此余数为二进制代码的最小有效位（二进制代码的最小有效位（LSB）的值。再用）的值。再用2除该除该商数，又得商数及余数，则此余数为商数，又得商数及余数，则此余数为LSB左邻的二进左邻的二进制数代码。用同样的方法继续用制数代码。用同样的方法继续用2除下去

26、，就可得到除下去，就可得到该十进制数的二进制代码该十进制数的二进制代码 1.2 微机中的数制和数的表示微机中的数制和数的表示第29页，共97页，编辑于2022年，星期六如果十进制小数要转换成二进制小数，则要采取如果十进制小数要转换成二进制小数，则要采取如果十进制小数要转换成二进制小数，则要采取如果十进制小数要转换成二进制小数，则要采取“乘乘乘乘2 2取整取整取整取整法法法法”（乘以基数正序取整）。（乘以基数正序取整）。（乘以基数正序取整）。（乘以基数正序取整）。1.2.2 数制的转换方法数制的转换方法第30页，共97页，编辑于2022年，星期六一个十进制的小数乘以一个十进制的小数乘以2之后可能

27、有进位使整数位为之后可能有进位使整数位为之后可能有进位使整数位为之后可能有进位使整数位为1 1（当（当（当（当该小数大于该小数大于该小数大于该小数大于0.50.5时），也可能没有进位，其整数位仍为时），也可能没有进位，其整数位仍为时），也可能没有进位，其整数位仍为时），也可能没有进位，其整数位仍为0 0（当该小数小于（当该小数小于（当该小数小于（当该小数小于0.5时）。这些整数位的结果即为二进制时）。这些整数位的结果即为二进制时）。这些整数位的结果即为二进制时）。这些整数位的结果即为二进制的小数位结果。的小数位结果。的小数位结果。的小数位结果。1.2.2 数制的转换方法数制的转换方法第31页，

28、共97页，编辑于2022年，星期六2.二进制数转换成十进制数的方法二进制数转换成十进制数的方法思路思路：由二进制数各位的权乘以各位的数（：由二进制数各位的权乘以各位的数（0或或1）再）再加起来就得到十进制数加起来就得到十进制数 1.2.2 1.2.2 数制的转换方法数制的转换方法数制的转换方法数制的转换方法第32页，共97页，编辑于2022年，星期六二进制数小数各位的权是二进制数小数各位的权是2 2-1-1、2-2-2 注意注意：（：（1）一个二进制数可以准确地转换为十进制）一个二进制数可以准确地转换为十进制数，而一个带小数的十进制数不一定能够准确地用数，而一个带小数的十进制数不一定能够准确地

29、用二进制数来表示。二进制数来表示。（2 2）带小数的十进制数在转换为二进制数时，以小数点为）带小数的十进制数在转换为二进制数时，以小数点为）带小数的十进制数在转换为二进制数时，以小数点为）带小数的十进制数在转换为二进制数时，以小数点为界，整数和小数要分别转换。界，整数和小数要分别转换。界，整数和小数要分别转换。界，整数和小数要分别转换。1.2.2 数制的转换方法数制的转换方法第33页，共97页，编辑于2022年，星期六1.无符号数无符号数的表示法的表示法1.2 1.2 微机中的数制和数的表示微机中的数制和数的表示微机中的数制和数的表示微机中的数制和数的表示1.2.3 二进制数的表示二进制数的表

30、示一个二进制数一个二进制数N N可以表示为如下形式：可以表示为如下形式：其中，其中，n n为二进制数为二进制数N整数部分的位数；整数部分的位数；整数部分的位数；整数部分的位数；m为二进制数为二进制数N N小数部分的位数；小数部分的位数；小数部分的位数；小数部分的位数；B Bi为二进制数字符号为二进制数字符号0或或1。例如：例如：例如：例如：1101.1 B=121101.1 B=123 3+122 2+020+12-1。第34页，共97页，编辑于2022年，星期六2.带符号数带符号数的表示法的表示法1.2.3 二进制数的表示二进制数的表示（1）原码）原码 数数数数x的原码记作的原码记作的原码记

31、作的原码记作 x x 原，如机器字长为原，如机器字长为原，如机器字长为原，如机器字长为n n，则原码的定义如，则原码的定义如，则原码的定义如，则原码的定义如下：下：下：下：例如，当例如，当例如，当例如，当n=8时，时，+1原原原原=00000001 B，+127原原=01111111 B-1原原原原=10000001 B，-127原原原原=11111111 B=11111111 B第35页，共97页，编辑于2022年，星期六当当n=16时，时，+1原原=00000000 00000001 B，+127原原=00000000 01111111 B-1原原=10000000 00000001 B，

32、-127原原=10000000 01111111 B1.2.3 1.2.3 二进制数的表示二进制数的表示二进制数的表示二进制数的表示注意注意注意注意：原码表示法中，最高位为符号位，正数为：原码表示法中，最高位为符号位，正数为0，负，负数为数为1。其余。其余n n-1位表示数的绝对值。原码表示数的位表示数的绝对值。原码表示数的范围是范围是 。8位二进制原码表示数的范位二进制原码表示数的范围是围是-127+127，16位二进制原码表示数的范围是位二进制原码表示数的范围是-32767+32767。第36页，共97页，编辑于2022年，星期六（2）反码）反码）反码）反码 数数数数x的反码记作的反码记作

33、x x 反，如机器字长为反，如机器字长为反，如机器字长为反，如机器字长为n，反码定义如下：，反码定义如下：，反码定义如下：，反码定义如下：1.2.3 1.2.3 二进制数的表示二进制数的表示二进制数的表示二进制数的表示例如，当例如，当n=8时，时，+1+1反反=00000001 B，+127反反反反=01111111 B-1-1反反=11111110 B，-127反反反反=10000000 B注意注意：最高位仍为符号位，正数为：最高位仍为符号位，正数为0，负数为，负数为1。反码表。反码表示数的范围是示数的范围是 。8位二进制数反码表示位二进制数反码表示数的范围是数的范围是-127+127，16

34、位二进制数反码表示数的位二进制数反码表示数的范围是范围是-32767+32767。第37页，共97页，编辑于2022年，星期六（3 3）补码）补码 数数x x的补码记作的补码记作的补码记作的补码记作x x 补，当机器字长为补，当机器字长为补，当机器字长为补，当机器字长为n时，补码定义如时，补码定义如下：下：1.2.3 1.2.3 二进制数的表示二进制数的表示二进制数的表示二进制数的表示例如，当例如，当n=8=8时，时，时，时，+1补补=00000001 B，+127补补=01111111 B=01111111 B-1补补=28-|-1|=11111111 B，-127补补补补=28-|-127

35、|=28-|-127|=10000001 B=10000001 B注意注意注意注意：最高位仍为符号位，正数为：最高位仍为符号位，正数为0，负数为，负数为1。补码。补码表示数的范围是表示数的范围是 。8位二进制数补码表位二进制数补码表示数的范围是示数的范围是-127+127，16位二进制数补码表示数位二进制数补码表示数的范围是的范围是-32767+32767。第38页，共97页，编辑于2022年，星期六3.真值与补码之间的转换真值与补码之间的转换1.2.3 二进制数的表示二进制数的表示（1）真值转换为补码）真值转换为补码 根据补码的定义可以完成真值到补码的转换。根据补码的定义可以完成真值到补码的

36、转换。（2）补码转换为真值）补码转换为真值正数补码正数补码正数补码正数补码转换为真值比较简单，由于正数的补码是其转换为真值比较简单，由于正数的补码是其本身，因此，正数补码的真值本身，因此，正数补码的真值x=x x 补补()负数补码负数补码与其对应的正数之间存在如下关系：与其对应的正数之间存在如下关系：与其对应的正数之间存在如下关系：与其对应的正数之间存在如下关系：x补补-x 补补补补x 补补补补求补运算求补运算求补运算求补运算第39页，共97页，编辑于2022年，星期六求补运算求补运算求补运算求补运算是将一个二进制数按位求反加是将一个二进制数按位求反加是将一个二进制数按位求反加是将一个二进制数

37、按位求反加1的运算的运算 1.2.3 1.2.3 二进制数的表示二进制数的表示二进制数的表示二进制数的表示例例1-5 求下列数的补码。求下列数的补码。设设设设x x=+127D，求，求x x补补补补。应用十进制数转换为二进制数的原则，可以得出应用十进制数转换为二进制数的原则，可以得出应用十进制数转换为二进制数的原则，可以得出应用十进制数转换为二进制数的原则，可以得出x=01111111B=01111111B。故。故。故。故 x 补补补补=+127补补=01111111B。设设x=-127D，求，求x x补补。对对x x补补补补进行求补运算便可得到进行求补运算便可得到进行求补运算便可得到进行求补

38、运算便可得到-x补补补补。因此，。因此，x 补补补补=-127=-127补补=+1=+1=10000001 B=+1=+1=10000001 B。第40页，共97页，编辑于2022年，星期六例例例例1-6 1-6 求以下补码的真值。求以下补码的真值。设设设设 x x补补补补=01111110 B，求，求x x。该补码的最高位为该补码的最高位为该补码的最高位为该补码的最高位为“0”，即符号位为，即符号位为“0”，该补码对应，该补码对应的真值是正数。则的真值是正数。则x=x x补补=01111110 B=+126D。设设设设x x补补补补=10000010 B，求，求，求，求x x。因为该补码的最

39、高位为因为该补码的最高位为因为该补码的最高位为因为该补码的最高位为“1”1”，即符号位为，即符号位为“1”，该补码对，该补码对，该补码对，该补码对应的真值是负数，其绝对值为：应的真值是负数，其绝对值为：应的真值是负数，其绝对值为：应的真值是负数，其绝对值为：|x|=+1=B+1=01111101 B+1=01111110 B=+126|=+1=B+1=01111101 B+1=01111110 B=+126 D D则则x=-126D。1.2.3 二进制数的表示二进制数的表示第41页，共97页，编辑于2022年，星期六1.2.4 微机中数的表示微机中数的表示定点法定点法浮点法浮点法定点机：用定点

40、表示的微机（定点机：用定点表示的微机（51单片机单片机)定点法表示整数，浮点法表示实数定点法表示整数，浮点法表示实数浮点机：用浮点表示的微机（浮点机：用浮点表示的微机（PC机机)1.2 微机中的数制和数的表示微机中的数制和数的表示第42页，共97页，编辑于2022年，星期六1.定点表示（单片机）定点表示（单片机）纯整数形式纯整数形式 纯小数形式纯小数形式 定点机中通常采用纯整数形式，以定点机中通常采用纯整数形式，以8位机为例，用位机为例，用8位二进制数表示一个纯整数，格式如下：位二进制数表示一个纯整数，格式如下：符号Pf为符号位：为符号位：0正数，正数，1负数负数1.2.4 1.2.4 微机中

41、数的表示微机中数的表示微机中数的表示微机中数的表示第43页，共97页，编辑于2022年，星期六 在微机中，对于带正、负号的数，其符号被数码化在微机中，对于带正、负号的数，其符号被数码化了，这种表示数据的形式称为机器数了，这种表示数据的形式称为机器数 注：注：机器数并机器数并不是不是指微机中的数指微机中的数 1.2.4 1.2.4 微机中数的表示微机中数的表示微机中数的表示微机中数的表示第44页，共97页，编辑于2022年，星期六2.浮点表示浮点表示（必须带小数点）（必须带小数点）对于任意一个二进制数对于任意一个二进制数N总可以表示为：总可以表示为：N=S2P其中其中S是数是数N的尾数，的尾数，

42、P是数是数N的阶码的阶码。格式如下：。格式如下：Pf阶码PSf尾数SPf为阶码的符号位，为阶码的符号位，0-正，正，1-负负Sf为尾数的符号位，为尾数的符号位，0-正，正，1-负负1.2.4 微机中数的表示微机中数的表示第45页，共97页，编辑于2022年，星期六111.0101B=1.110101210B =0.111010211B 当阶码当阶码P取不同数值时，尾数小数点位置取不同数值时，尾数小数点位置是可以变动的，因此称为浮点法数。是可以变动的，因此称为浮点法数。为了使微机在运行过程中不丢失有效数为了使微机在运行过程中不丢失有效数字，提高运算精度，一般都采用二进制字，提高运算精度，一般都采

43、用二进制浮点规格化数，所谓浮点浮点规格化数，所谓浮点规格化规格化是指是指1/2|S|1；即小数点后面的一位必须为；即小数点后面的一位必须为1，小数点前面一位为，小数点前面一位为01.2.4 微机中数的表示微机中数的表示第46页，共97页，编辑于2022年，星期六例例：若有二进制数：若有二进制数0.0011010B，规格化后的形式为，规格化后的形式为0.11010210B 用用8位二进制数的格式将其表示为浮点数：位二进制数的格式将其表示为浮点数：注：注：规格化后尾数超出三位小数部分自动舍去，所以用规格化后尾数超出三位小数部分自动舍去，所以用浮点数表示有可能产生误差浮点数表示有可能产生误差1.2.

44、4 微机中数的表示微机中数的表示第47页，共97页，编辑于2022年，星期六设若有设若有m位阶码，位阶码，n为尾数，则数为尾数，则数N的表示范围为：的表示范围为：注：注：1）规格化后尾数超出三位小数部分自动舍去，所以用浮点数表示）规格化后尾数超出三位小数部分自动舍去，所以用浮点数表示有可能产生误差。有可能产生误差。2）当微机字长确定以后，阶码与尾数所占的位数由操作系统决定。）当微机字长确定以后，阶码与尾数所占的位数由操作系统决定。当阶码越长则尾数越短，数的表示范围越宽，但精度低；当阶码越长则尾数越短，数的表示范围越宽，但精度低；当阶码越短则尾数越长，数的表示范围越窄，但精度高当阶码越短则尾数越

45、长，数的表示范围越窄，但精度高1.2.4 1.2.4 微机中数的表示微机中数的表示微机中数的表示微机中数的表示第48页，共97页，编辑于2022年，星期六练习题练习题将下列十进制数用浮点表示法表示：将下列十进制数用浮点表示法表示：-3.756 +0.573答案答案：00101111 000001001.2.4 微机中数的表示微机中数的表示第49页，共97页，编辑于2022年，星期六 微机编码：用规定好的二进制组合表示微机编码：用规定好的二进制组合表示数据、字符、汉字等信息数据、字符、汉字等信息1.3.1 ASCII码码 ASC码是美国标准信息交换码，有两种版本码是美国标准信息交换码，有两种版本

46、 问题：问题：对于一些数据、字符、汉字等信息在微机中对于一些数据、字符、汉字等信息在微机中如何表示？如何表示？1.3 1.3 微机的编码微机的编码微机的编码微机的编码第50页，共97页，编辑于2022年，星期六96个个图形图形字符字符10个十进制数字个十进制数字52 个英文字符个英文字符34 个其他字符个其他字符32个个控制控制字符字符回车符、换行符、退格符回车符、换行符、退格符设备控制符和信息分隔符等设备控制符和信息分隔符等 7位二进制数表示一个字符，早期用于电信位二进制数表示一个字符，早期用于电信行业，后被移植入微机，可表示行业，后被移植入微机，可表示128个字符个字符1.3.1 ASCI

47、I1.3.1 ASCII码码码码第51页，共97页，编辑于2022年，星期六 采用采用8位二进制数表示一个字符的位二进制数表示一个字符的ASC码，最码，最高位为扩展位，最高位若为高位为扩展位，最高位若为0，则为基本，则为基本ASC码。码。最高位为最高位为1，则为扩展的，则为扩展的ASC码，一般用来表码，一般用来表示键盘上不可显示的功能键编码示键盘上不可显示的功能键编码 ASC码表中码表中:AZ 的的ASC编码是编码是 41H5AH a z 的的ASC编码是编码是 61H7AH 0 9 的的ASC编码是编码是 30H39H 1.3.1 ASCII1.3.1 ASCII码码码码第52页，共97页，

48、编辑于2022年，星期六 在微机中用二进制数表示十进制数的方法很多，在微机中用二进制数表示十进制数的方法很多，在微机中用二进制数表示十进制数的方法很多，在微机中用二进制数表示十进制数的方法很多，常用的有常用的有常用的有常用的有8421BCD8421BCD码，即用四位二进制数表示一位码，即用四位二进制数表示一位码，即用四位二进制数表示一位码，即用四位二进制数表示一位十进制数，因组成它的十进制数，因组成它的十进制数，因组成它的十进制数，因组成它的4 4位二进制数码的权为位二进制数码的权为位二进制数码的权为位二进制数码的权为8 8、4 4、2 2、1 1而得名。而得名。而得名。而得名。（参看（参看（

49、参看（参看8421BCD8421BCD码表码表码表码表 ）1.3 微机的编码微机的编码1.3.2 BCD码码第53页，共97页，编辑于2022年，星期六8421BCD编码表编码表 注：注：4位二进制数称为一位位二进制数称为一位8421BCD码字码字1.3.2 BCD码码第54页，共97页，编辑于2022年，星期六BCD码与非码与非BCD码码0 0000B1 0001B2 0010B3 0011B4 0100B5 0101B6 0110B7 0111B8 1000B9 1001BA 1010BB 1011BC 1100BD 1101BE 1110BF 1111B非非BCD码码冗余码冗余码非法码非

50、法码BCD码码注：注：在在09之间十进制数的之间十进制数的BCD码与十六进制是相同的，码与十六进制是相同的，10以后的称为非以后的称为非BCD码码1.3.2 BCD1.3.2 BCD码码码码第55页，共97页，编辑于2022年，星期六1.1.压缩压缩压缩压缩BCDBCD码码码码 是一个字节中存放两个十进制数字位是一个字节中存放两个十进制数字位如如：将十进制数：将十进制数8962用压缩用压缩BCD码表示码表示 1000 1001 0110 0010在主存中存放形式：在主存中存放形式：2.非压缩非压缩BCD码码 是指每个字节中只存放一个十进制数字位是指每个字节中只存放一个十进制数字位如如：将十进制