第1章 微机的基础知识

,单击此处编辑母版标题样式,*,第一章 微型计算机的基础知识,*,单击此处编辑母版文本样式,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,1,教材,微型计算机原理及应用, 许立梓等主编，机械工业出版社,微机原理及应用,课程简介,1.,课程性质及教学目的,微型计算机原理及应用,是学习微型计算机,基本知识和应用技能,的重要课程。本课程帮助学生,学会运用,指令系统和汇编语言,进行程序设计；掌握微型计算机的硬件组成及使用；熟悉各种,典型的接口芯片和接口技术,及其具体应用,；,为后继,计算机课程的学习及工程实际应用,打好基础。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,2,2.,课程教学安排,总学时：,56,80,；其中,实,验学时：,8,16,考试形式：笔试,+,实践操作,3.,学习好本课程的方法,复习好已学内容，及时完成作业；,预习好下一堂课的内容；,保持良好的学习心态；,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,3,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,4,第一章 微型计算机的基础知识,主要介绍微型计算机的发展，基本组成原理以及运算基础。,一、,微型计算机系统的概论,二、,数制及转换,三、,计算机中的数及编码,四、,计算机中数的运算方法,作业,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,5,一、微型计算机系统的概论,1、,微处理器,2、,微型计算机,3、,微型计算机系统,4、,微型计算机系统的主要技术指标,5、,微型计算机的应用概况,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,6,一般指的是由一片或几片大规模集成电路芯片组成的中央处理部件。,（,Central Processing Unit，,俗称,CPU,）, 基本组成：算术逻辑单元、控制器、寄存器组,发展简况,1、微处理器（,Microprocessor）,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,7,微处理器发展简况,由上个世纪70年代发展至今，经历了五代，它的划分是以其,数据总线,的宽度为标志的。,1971年，,4位,微处理器，典型产品是,Intel4004；,1972,年，,8位,微处理器，典型产品是,Intel8008；,时钟频率0.50.8,Mhz,，,其集成度是30000个晶体管/片。,1974年,，,8,位,微处理器，典型产品是,Intel8080/8085、MC6800、Z80；,时钟频率28,MHz，,其集成度是9000晶体管/片。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,8,微处理器发展简况,（接上页）,1978年,，,16,位,微处理器，典型产品是,Intel8086/8088，,MC68000，Z8000；1982,年，,Intel80286,（13,万）,。,时钟频率516,Mhz,，,集成度为29000个晶体管/片。,1985，,32位,微处理器，典型产品,Intel80386, Intel80486,（120,万）,，,Z80000， MC68020；,时钟频率1633,Mhz,集成度为27.5万个晶体管/片。,1992年以来,，,64位,微处理器，,Pentium Pro（,高能奔腾），,Pentium ；,时钟频率达1501000,Mhz,其集成度为2100万个晶体管/片,。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,9,2、微型计算机（,Microcomputer）,微型计算机,是指以微处理器为基础，配以内存(内存储器）和输入/输出接口电路。（裸机）,微型计算机,内存储器,微处理器,输入/输出接口,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,10,2、微型计算机（,Microcomputer）,典型的微机硬件系统，,CPU,通过三组总线将内存储器、,I/O,接口连接起来。,微型计算机的组成图：,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,11,3、微型计算机系统(,Microcomputer System) ,微型计算机系统,是指由微型计算机配以相应的外部设备（如打印机、显示器、键盘，硬盘、光盘等）、一些专用电路、电源和相关的软件。,（1）,微型计算机系统类型,（2）,微处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,12,微型计算机系统类型, 单片机又称“微控制器（,Microcontroller）”,和“嵌入式计算机”。它是把构成微型计算机的所有部件集成在一块芯片上。其体积小，功耗低，在智能化仪表及控制领域应用极广；, 单板机这是将构成微型计算机的一些功能部件安装在一块印刷电路板上。用于生产过程的实时控制和教学实验平台；, 个人计算机这是一种通用的微型计算机系统，广泛用于办公室和家庭、个人使用。个人计算机在商业、家庭、科学、工业和教学领域都得到广泛的应用。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,13,微处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系,控制器,算术逻辑单元,寄存器组,内存储器,输入/输出接口,输入/输出设备和外存储器,系统软件,应用软件,电源,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,14,4、微型计算机系统的主要技术指标,（1）,字长,（2）,运算速度,（3）,存储容量,（4）,主频,（5）,指令系统,（6）,外部设备的配置,（7）,软件的配置,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,15,（1）字长,计算机的,字长,是指,CPU,与输入/输出设备或内存储器之间,一次传送,二进制数据的位数。,通常,CPU,的数据总线的位数与计算机的字长是一致的,。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,16,（2）运算速度,运算速度,是以每秒钟能执行多少条指令来表示的，用来衡量计算机运算的快慢程度。,以,MIPS（Million,Instruction Per Second，,每秒百万条指令）为单位。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,17,（3）存储容量,存储容量,是衡量计算机系统中存储能力的一个指标，包括内存容量和外存容量。,内存容量以字节为单位，分,装机容量,和,最大容量,。,*,最大容量,是由,CPU,的地址总线决定。,*,装机容量,是由实际装机情况决定，或者由用户所要求的软件环境决定。,外存容量是指硬盘、光盘及软盘等容量。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,18,内存的最大容量和装机容量,例1：8088是20条地址线，则,最大内存容量,为,2,20,= 10241024=1,M；,例2：,Pentium Pro,是36条地址线，则,最大内存容量,为,2,36,= 64 1024 10241024=64,G。,事实上，目前,PC,机的实际装机容量一般为512,M,、,1G,、,2G,等,。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,19,（4）主频,主频,指计算机工作时,CPU,的,时钟频率,(,Clock Rate,)，,单位为,MHz，,是计算机工作的时间基准，用于协调整机的操作。,8086/8088的时钟频率为310,MHz。,主频,的高低在很大程度上决定了计算机的运算速度。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,20,（5）指令系统（,Instruction Sets),指令系统,是指,CPU,所能执行的全部指令的集合。,（,芯片制造商已完成,）,指令系统,功能是否齐全、寻址方式是否方便，直接影响计算机的工作能力。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,21,（6）外部设备的配置,外部设备的配置,是衡量一个计算机系统的综合性能的重要指标。,1、允许配置的外设数量，一般所配的外设越多，系统功能越强；,2、外设接口的标准和类型，接口性能的好坏直接影响系统的功能。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,22,（7）软件的配置,软件和硬件是计算机系统中两大资源,。,软件配置,直接影响计算机系统的使用和性能的发挥。必须配置的软件：,1、系统软件（操作系统、诊断程序、编辑程序等）；,2、程序设计语言（机器语言、汇编语言，高级语言）；,3、应用软件（软件包、数据库）。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,23,5、微型计算机的应用概况,（1）,科学计算（数值计算）,（2）,信息处理,（3）,过程控制,（4）,计算机辅助技术,（5）,人工智能,（6）,计算机仿真,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,24,（1）科学计算（数值计算）,科学研究和工程技术领域中有大量复杂的数值运算问题，是计算机应用最早的领域。,如：人造卫星的轨迹计算；,建筑设计中房屋抗震强度的计算；,气象预报中描述大气运动规律的微分方程的求解等。,特点：计算过程复杂，精度要求高,。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,25,（2）信息处理,用计算机对信息及时地加以记录、整理和计算，并加工为人们所要求的形式。,如：数据处理、事务处理、企业管理和情报检索等都属于信息处理的范畴。,特点,：数据量很大，计算过程比较简单,。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,26,（3）过程控制,过程控制,是指将计算机应用于自动控制系统。,所谓自动控制系统是一种不需要人工干预的过程（包括机械加工过程、热力学过程和化学过程等）和对象进行控制的系统。,特点：实时性要求及时采集检测数据，经过计算机计算后及时对被控对象进行自动控制和调节。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,27,（4）计算机辅助技术,包括：,计算机辅助设计(,CAD，Computer,Aided Design)；,计算机辅助制造(,CAM，Computer,Aided Manufacturing);,计算机辅助教育(,CAI， Computer Assisted Instruction);,等等。,特点：综合利用计算机的计算、逻辑判断、信息处理的功能，并具有很强的人机交互特性。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,28,（5）人工智能,人工智能,是研究如何制造出智能机器和智能系统来模拟人类的智能活动，以延伸人的智能的科学。,研究领域包括计算机学习、计算机证明、景物分析、模拟人的思维过程、自然语言理解、自动程序设计、及机器人学等。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,29,（6）计算机仿真,计算机仿真,是一门建立仿真模型和进行仿真实验的技术。,科研人员根据实际系统建立模型系统，并通过对模型系统的研究实验，以达到研制和开发实际系统的目的。,应用范围包括航空、航天、核能及其他工业控制等领域。,目前已推广到社会、经济、生物等领域。,利用计算机仿真可以方便、有效地对系统进行分析、设计、操作、预测和统筹等控制。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,30,二、 数制及转换,1、,数制,2、,各种数制的相互转换,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,31,1、数制,（1）,十进制数,（2）,二进制数,（3）,十六进制数,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,32,（1）十进制数（,Decimal,),具有,10,个数字符号,0,，,1,，,2,，, ,，,9,；,由低位向高位进位是按“,逢10进1,”的规则进行的；,基数为,10,，,第,i,位的权为10,i,。,其中,i=n，n-1， ，2，1，0，-1，-2， ,规定整数最低位的位序号,i=0。,例：(6543.21),10,=6543.21,D,=,6,10,3,+ 5,10,2,+ 4,10,1,+ 3,10,0,+ 2,10,-1,+,1,10,-2,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,33,（2）二进制数(,Binary,),具有,2,个数字符号,0,，,1,；,由低位向高位进位是按“,逢2进1,”的规则进行的；,基数为,2,，,第,i,位的权为2,i,。,其中,i=n，n-1， ，2，1，0，-1，-2， ,规定整数最低位的位序号,i=0,例：(1010.101),2,=1010.101,B,=1,2,3,+0,2,2,+ 1,2,1,+ 0,2,0,+ 1,2,-1,+ 0,2,-2,+ 1,2,-3,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,34,（3）十六进制数(,Hexadecimal,),1、,具有,16,个数字符号,0,，,1,，,2,，, ,，,9,，,A,，,B,，,C,，,D,，,E,，,F,；,2、由低位向高位进位是按“,逢16进1,”的规则进行的；,3、基数为,16,，,第,i,位的权为 16,i,。,其中,i=n，n-1， ，2，1，0，-1，-2， ,规定整数最低位的位序号,i=0,例：(19,BF.ABE),16,=19,BF.ABE,H,= 1,16,3,+ 9,16,2,+,11,16,1,+,15,16,0,+,10,16,-1,+,11,16,-2,+,14,16,-3,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,35,2、各种数制的相互转换,（1）,二进制、十六进制转换为十进制,（2）,十进制转换为二进制,（3）,二进制转换为十六进制,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,36,（1）二进制、十六进制转换为十进制,按权展开求和。,如：,10101.101,B,= 1 2,4,+ 12,2,+ 12,0,+ 12,-1,+ 12,-3,= 16 + 4 + 1 + 0.5 + 0.125,=21.625,D,19,B.AB,H,= 1,16,2,+ 9 16,1,+,11,16,0,+,10,16,-1,+,11,16,-2,= 256 +144 +11 + 0.625 +0.04296875,=411.66796875,D,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,37,（2）十进制转换为二进制,整数部分,小数部分,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,38,（3）二进制与十六进制之间的转换,四位二进制数正好等于一位十六进制数,000,1,1111 B,1,( 12,0,=1),2,( 12,1,=2),4,( 12,2,=4),8,( 12,3,=8),16,( 12,4,=16),2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,39,四位二进制与一位十六进制数的对应关系,四位二进制数,一位十六进制数,0000,B,1001,B,1000,B,5,H,4H,3,H,2H,6,H,0H,0010,B,0011,B,0100,B,0101,B,0110,B,7,H,0111,B,1111B,1110B,1101B,1100B,1011B,1010B,CH,BH,AH,9,H,8,H,1H,DH,EH,FH,0001,B,四位二进制数,一位十六进制数,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,40,二进制转换为十六进制数,例：1110110101100.10101,B = ?H,1,1101,1010,1100,.,1010,1,0001,1101,1010,1100,.,1010,1000,1,D,A,C,.,A,8,1110110101100.10101B,= 1,DAC.A8H,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,41,十六进制转换为二进制数,例：39,F.E1AH = ?B,3,9,F,.,E,1,A,0011,1001,1111,.,1110,0001,1010, ,= 11 1001 1111.1110 0001 101,B,39,F.E1AH,=,0011,1001,1111,.1110,0001,1010,B,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,42,整数部分除2取余法,例：19,D = ?B,高,低,余数,19,D,=,所以，我们可以得到：,10011,B,19,2 =9 1,9,2 = 4 1,4,2 =2 0,2,2 =1 0,1,2 = 0 1,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,43,小数部分乘2取整法,例：0 .625,D = ?B,0.625,2 = 1.25 ,1,0.25 ,2 = 0.5 0,0.5 ,2 = 1.0 1,低,高,整数,0.625,D,=,所以我们可以得到：,0.101B,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,44,三、 计算机中的数及编码,1、,机器数与真值,2、,带符号数、无符号数,3、,原码、补码及反码,4、,真值与补码之间的转换,5、,补码的运算,6、,二进制编码,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,45,1、机器数与真值,（1）在计算机中,数,是用二进制数来表示的。,（高电平代表“1”，低电平代表“0”),（2）,数的符号,在计算机中也是用二进制数表示的。,“,”用“,0,”表示， “,”用“,1,”表示。,例：有两个数：,真值,机器数,N,1,=1101001,N,2,=1101001,在计算机中的表示形式,：,N,1,：01101001,N,2,：11101001,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,46,2、带符号数、无符号数,（1）带符号数,用,0,表示,正数,，用,1,表示,负数,，这种表示数的方法，称为带符号数的表示方法，所表示的数称为带符号数。,带符号数的表示形式：, 22 22,1,0,0,1,0,1,1,0,0,0,0,1,0,1,1,0,符,号,位,数值部分,符,号,位,数值部分,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,47,2、带符号数、无符号数,（2）无符号数,如果把全部有效位都用来表示数的大小，即没有符号位，这种方法表示的数，叫,无符号数,。,无符号数表示形式：, 22 150,1,0,0,1,0,1,1,0,0,0,0,1,0,1,1,0,8位全部用来表示数值大小,8位全部用来表示数值大小,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,48,3、原码、反码及补码,思考,：,在计算机中一个数的大小和符号都用二进制来表示，那么在计算机中是如何进行运算的？,（1）,原码,（2）,反码,（3）,补码,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,49,思考?,在计算机中一个数的大小和符号都用二进制来表示，那么在计算机中是如何进行运算的？,例： 有一个钟显示时间是6点钟，而正确时间是1点钟，请问如何校正这个钟？,方法1：顺时针拨7个钟；671,方法2：逆时针拨5个钟；651,引进概念 模,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,50,概念模,模,一个计量器的容量，记为,M,，,或,mod M,。,模的特性,当一个计量器的模为,M,时，它在计量器里的表示形式与0一样，也就是说，,M =,0,。,所以，对时钟来说，,M,=12,：,方法1：67 =13 = 12+1 = 0 + 1=1,方法2： 67 = 6,5 = 1,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,51,概念模,同样，对一个,n,位二进制计数器，它的容量为2,n,，它的模为,M,=,2,n,。,假设，,n=8，,则,M,=2,8,=256。,也就是说对8位二进制计数器来说，256=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,8位计数器,1 256,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,52,（1）原码,定义：一个数的原码就是该数的机器数。,对正数,X=+X,6,X,5,X,4,X,3,X,2,X,1,X,0,（,X,i,= 0 或 1）,则：,X,原码,=,0,X,6,X,5,X,4,X,3,X,2,X,1,X,0,对负数,X=X,6,X,5,X,4,X,3,X,2,X,1,X,0,（,X,i,= 0 或 1）,则：,X,原,=,1,X,6,X,5,X,4,X,3,X,2,X,1,X,0,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,53,（2）反码,定义：正数的反码就等于它的原码；,负数的反码就是它的原码除符号位外，各位取反。,对正数,X=+X,6,X,5,X,4,X,3,X,2,X,1,X,0,（,X,i,= 0 或 1）,反码,X,反码,=,0,X,6,X,5,X,4,X,3,X,2,X,1,X,0,对负数,X=X,6,X,5,X,4,X,3,X,2,X,1,X,0,（,X,i,= 0 或 1）,反码 ,X,反码,=,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,54,（2）反码,例：,X,1,=100 1001 X,2,=100 1001,则 ：,X,1,原,=,0100 1001 ,X,2,原,=,1,100 1001,X,1,反,=,0100 1001 ,X,2,反,=,1,011 0110,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,55,（3）补码,定义：正数的补码就等于它的原码；,负数的补码就是它的反码加1。,对正数,X=+X,6,X,5,X,4,X,3,X,2,X,1,X,0,（,X,i,= 0 或 1）,补码 ,X,补,=,0,X,6,X,5,X,4,X,3,X,2,X,1,X,0,对负数,X=X,6,X,5,X,4,X,3,X,2,X,1,X,0,（,X,i,= 0 或 1）,补码 ,X,补,=,X,反,+1,=,1,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,56,（3）补码,例：,X,1,=100 1001 X,2,=100 1001,则 ：,X,1,原,=,0100 1001,X,1,反,=,0100 1001,X,1,补,=,0100 1001,X,2,原,=,1,100 1001,X,2,反,=,1,011 0110,X,2,补,=,X,反,+1,=,1011 011,1,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,57,4、真值与补码之间的转换,例1 已知,X=,+010 1010，,Y=010 1010,求它们的原码、反码和补码。,解： ,X,原,=,X,反,=,X,补,=,0,010 1010,Y,原,=,1,010,1010,Y,反,=1101 0101,Y,补,=,Y,反,+1,=,1101 0101+1,= 1101 0110,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,58,4、真值与补码之间的转换,例2 ,X,补,=1010 1101，,求真值,X。,解：因为补码的首位是1，则其真值,X,即为负数,X,反,=,X,补,1,=,1,010 1101 1,=,1,010 1100,X,原,=,1,101 0011,（,除了符号位，按位取反）,所以，,X= ,101 0011,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,59,5、补码的运算,补码的运算就是计算机中数的运算。,（1）,补码的加法规则,（2）,补码的减法规则,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,60,（1）补码的加法规则,规则,X,Y,补,= ,X,补,Y,补,例,X=+011 0110 ，Y=111 1001，,求,X+Y=？,解：首先按常规加法计算：,X= 011 0110 =,54D,Y= 111 100,1,=,121,D,所以，,X,+,Y=,67,D,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,61,（1）补码的加法规则,例,X=+011 0110 ，Y=111 1001，,求,X+Y=？,解：用补码的加法规则来求：,X,原,=,X,反,=,X,补,=,0,011 0110,Y,原,=,1,111 1001,Y,反,=,1000 0110,Y,补,=,Y,反,1,=,1000 0110,1,=,1000 011,1,X,补,= 0011 0110,+）,Y,补,= 1000 011,1,X,补,+,Y,补,=,1 011 1101,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,62,（1）补码的加法规则,例：根据规则：,X,Y,补,= ,X,补,Y,补,所以，,X+Y ,补,=,1,011 1101,X+Y ,反,=,1,011 1101,1=,1,011 1100,X+Y ,原,=,1100 0011,则：,X+Y=,100 0011,=,67,D,显然，补码的加法规则是正确的,。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,63,（2）补码的减法规则,规则,X,Y,补,= ,X +（,Y）,补,=,X,补,Y,补,例,X=+101,0101 ，,Y= + 110 0001，,求,X Y=？,解：首先按常规减法计算：,X= 101 0101 =,85D,Y= 110 000,1,=,97,D,所以，,X,Y=,12,D,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,64,（2）补码的减法规则,例,X=+101,0101 ，,Y= + 110 0001，,求,X Y=？,解：按补码的减法规则来求：,X,原,=,X,反,=,X,补,=,0,101,0101,Y= 110 0001,Y,原,=,1,110 0001,Y,反,=,1001 1110,Y,补,=,1001 111,1,X,补,=,0,101,0101,+）,Y,补,=,1,001 111,1,X,补,+,Y,补,=,1,111 0100,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,65,（2）补码的减法规则,例：根据补码的减法规则：,X,Y,补,=,X,补,Y,补,由 ,XY ,补,=,1,111 0100,XY ,反,=,1,111 0100 1=,1,111 0011,XY ,原,=,1000 1100,所以,XY = 000 1100B,=,12D,补码的减法规则也是正确的,，,事实上就是加法规则,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,66,6、二进制编码,二进制编码,是指用二进制代码来表示计算机中所要处理的数值、数字、字母和符号等，一般为若干位二进制数码的组合。,（1）,二进制编码的十进制数,（2）,字母和字符的编码,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,67,（1）二进制编码的十进制数,二进制编码的十进制数,就是,BCD,码,（Binary Coded Decimal）。,压缩,BCD,码,是用4位二进制数表示一位十进制数。一个字节表示两位十进制数。,如：1001 0110,B,表示 96,D,非压缩,BCD,码,是用一个字节表示一位十进制数。高4位总是0。,如： 0000 1001,B,表示 9,D,两种,BCD,码的编码对照表,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,68,两种,BCD,码的编码对照表,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,69,（2）字母和字符的编码,计算机不仅要处理数值问题，还要处理大量的非数值问题，这就必须引入文字、字母，某些专用的符号，这就是目前应用最广泛的字符编码系统,ASCII,码。,（,American Standard Code for Information Interchange，,美国信息交换标准码,）,例：大写字母“,A,”,的,ASCII,码就是,41,H,;,小写字母“,n,”,的,ASCII,码就是,6,FH,;,数字“,8,”,的,ASCII,码就是,38,H,;,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,70,American Standard Code for Information Interchange,美国信息交换标准码,高3位,低4位,000,001,010,011,100,101,110,111,0000,nuLL,0,P,、,p,0001,1,A,q,0010,2,B,0011,3,C,0100,4,0101,5,1110,n,1111,?,o,详细参考教材,P.14,表1-3,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,71,四、 计算机中数的运算方法,1、,补码的加减法运算,2、,溢出判断,3、,逻辑运算,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,72,1、补码的加减法运算,规则,X,Y,补,= ,X,补,Y,补,X,Y,补,= ,X +（,Y）,补,=,X,补,Y,补,因此，加法或减法都是用补码的加法来进行运算的。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,73,2、溢出判断,例：,X=+100 0101 ，Y= +110 0111 ，,求,X+Y=？,解： ,X,原,=,X,反,=,X,补,=,0,100 0101,Y,原,=,Y,反,=,Y,补,=,0,110 0111,X,补,=,0,100 0101,（69D）,+） ,Y,补,=,0,110 0111,（103,D）,X,补,+,Y,补,=,1,0,10 1100,（172,D）,因此，得 ,X+Y ,补,=,1,0,10 1100,由于其符号位是1，表明,X+Y,的真值是负数，这显然与实际情况不符合，出错？,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,74,2、溢出判断,例：,分析,：8位字长的计算机可以表示的数据范围？,（1）不带符号数，8位全部是数据，,M,=2,8,=256,D,（2）带符号数，1位是符号，7位是数据，,M,=2,7,=128,D,因此8位字长的计算机表示带符号数时，128,D=0，,而,X+Y =,69D+103D=172D,128,D,两数之和超出了8位字长的计算机可表示的范围,计算出错！,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,75,2、溢出判断,例：,X=,0,100 0101 ，Y=,0,110 0111 ，,而，,X,补,+,Y,补,=,1,0,10 1100,结论,： 当两个正数相加时，其和变成负数，我们称这情况为,溢出,。同样当两个负数相加，其和变成正数，亦为,溢出,。,当计算机发生溢出时，其计算结果肯定是错误的。,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,76,3、逻辑运算,计算机中的逻辑运算包括,（1）,逻辑“或”,（2）,逻辑“与”,（3）,逻辑“非”,（4）,逻辑“异或”,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,77,（1）逻辑“或”,（,OR）,符号“”（或,“+”），,按位或运算,运算规则（1）00=0,（2）01=1,（3）10=1,（4）11=1,例 0101 01011100 1010=？,0101 0101, 1100 1010,11,0,1 1111,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,78,（2）逻辑“与”,（,AND）,符号“”（或“ ”），按位与运算,运算规则（1）0 0=0,（2）0 1=0,（3）1 0=0,（4）1 1=1,例 0101 01011100 1010=？,0101 0101, 1100 1010,0,1,00 0000,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,79,（3）逻辑“非”,（,NOT）,符号“”，按位非运算,运算规则（1） 0=1,（2） 1=0,例 0101 0101=1010 1010,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,80,（4）逻辑“异或”,（,XOR）,符号“,”，按位异或运算,运算规则（1）0,0=0,（2）0,1=1,（3）1,0=1,（4）1,1=0,例 0101 0101,1100 1010=？,0101 0101, 1100 1010,1,00,1 1111,2024/9/28,第一章 微型计算机的基础知识,81,第一章 作业,P17,4（1）（3）,6（1）（3）,7,8（1）（2）,