第一章
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第一章 计算机的基本知识. 计算机中数据信息的表示方法 微型计算机系统. § 1-1 计算机中数据信息的表示方法. 二进制位的表示 编码系统 带符号数的表示 浮点数的表示. 一、 二进制位的表示. 1 byte = 8bit 1word =2byte =16bit. 最高位 最低位 8 bit D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0

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第一章 计算机的基本知识

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Presentation Transcript


第一章 计算机的基本知识

计算机中数据信息的表示方法

微型计算机系统


§1-1计算机中数据信息的表示方法

二进制位的表示

编码系统

带符号数的表示

浮点数的表示


一、二进制位的表示

1byte = 8bit

1word =2byte =16bit

最高位 最低位

8bit D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

高字节

低字节


8位数能表示的二进制数的范围为:00~FFH8位数能表示的十进制数的范围为:0~255

16位数能表示的二进制数的范围为:00~FFFFH16位数能表示的十进制数的范围为:0~65535

例如:8位机中数356用十六进制如何表示?

十六进制用两个字节表示为:256+100=0164H


二、编码系统

1、BCD( Binary-Coded Decimal )

BCD码表示方法有多种,如8421、2421、5211、4311码,最常用的是8421码。

例:(1)有BCD码0100100101111000.000101001001,它表示的十进制数是多少?

(2)若十进制数为0 .011101100100,写出它的BCD码表示?

2、ASCII


ASCII将符号分成:数字(0~9)、英文字母和字符

0~9对应的ASCII为:30H~39H

A~Z对应的ASCII为:41H~5AH

a~z对应的ASCII为:61H~7AH

例:数字3对应的ASCII为33H,数字35对应的ASCII为33H和35H


三、带符号数的表示

1.机器数和真值

机器数:已经数码化了的连同符号位在一起的数。

真值:原来的数值称机器数的真值。

如有两个数N1=1001100, N2= -1001100,其机器数表示为:N1=01001100,N2= 11001100

2. 机器数的三种表示法:原码、反码和补码

(1)原码表示法的原则是:


在二进制原码表示的数中,符号位为 0表示正数,符号位为1表示负数。其余各位为数值位。

8位二进制原码可表示数值范围:+127~ -127

例如:X1=105,X2= -105,X3=0求个数的原码。

[X1]原=01101001, [X2]原=11101001

[+0]原= 00000000, [-0]原=10000000

结论:两个数同号相加,两个数异号相减。

(2)反码表示法的原则是:


  • ①正数:其反码与原码相同,最高符号位为0,其余为数值位。

  • 负数:其反码最高符号位为1,其余为数值位按位取反。

  • 例如:X1=28,X2= -28,X3=0求个数的反码。

  • [X1]反=00011100, [X2]反=11100011

  • [+0]反= 00000000, [-0]反=11111111

    (3)补码表示法的原则是:

  • 正数:其补码与原码相同,最高符号位为0,其余为数值位。


  • 负数:其补码最高符号位为1,其余为数值位按位取反加1。

  • 8位二进制补码可表示数值范围:+127~ -128

  • 例1:X1=28,X2= -28,X3= -4求个数的补码。

  • [X1]反=00011100, [X2]反=11100011, [X3]反= 11111011

  • [X1]补=00011100, [X2]补=11100100, [X3]补=11111100

  • 例2:X=50 - 10?

  • [X]补= [50]补+ [-10]补 , [50]补=00110010

  • [-10]原 =10001010, [-10]反=11110101 , [-10]补=11110110

  • [X]补=00110010+11110110=00101000=40


例3:求两补码01000100与01000010的和

01000100+ 01000010=10000110

例4:求两补码10001000与11101110的和

10001000+ 11101110=01110110

比较上述两例得到下面结论:

在微处理器中设置了一个溢出标志。若发生溢出,溢出标志位为1,它的标志符号位遭到破坏,结果就会出错。


5、浮点表示法

浮点表示法就是小数点在数中的位置是浮动的。

任意一个数N都可以表示为:N=be·m

例:某机器数(用浮点数表示)0000101111000000,求真值。已知:阶码部分占6位,尾码部分占10位,以2为底。

0 00010 1 111000000

+2 (-0.111)2 (-11.1)2= -3.5

符号位

符号位

阶码部分

尾码部分


练习题

1.下列最小的数是 ,最大的数是 。为什么?

a.(00000100)2 b.(00000100)8 c. 100 d. 100H

2.分别用ASCII码和BCD码表示7和25。

3.现有一带符号数的反码为10010100,请写出其真值。

4.某计算机浮点数的存储格式为:

阶符 阶码 数符 尾数

阶码以2为底,定点整数,原码表示,尾数规格化,定点纯小数,补码表示,若浮点数代码为0AF00000H,则其阶码的十进制真值是多少?尾数的十进制真值是多少?这个浮点数的十进制真值是多少?

0 1 7 8 9 31


3.解:对10010100按位求反得11101011

- 1101011= -107

4.解:浮点数代码得十六进制表示为:0AF00000

浮点数二进制表示为:

0000 1010 1111 0000 0000 0000 0000 0000

+ 10 - 0.111

(1)从图可知阶码得十进制真值为+10

(2)因尾数的补码为: 111 0000 0000 0000 0000 0000

尾数的原码为: 001 0000 0000 0000 0000 0000

尾数的真值为:(0.001)2= = 0 .125

(3)浮点数的真值为:(- 10000000)2= - 128

阶码

尾码


§1-2 微型计算机系统

复习

微机软件

微机的硬件系统


指令:是指挥计算机进行某种操作的命令。

指令系统:计算机所能执行的全部指令构成了计算机的指令系统。

程序:是指令的有序集合,是为完成特定任务 而编制的指令序列。

原程序:用某种符号语言编写的程序。

编译过程:在编辑器(如edit、EDLIN等)编写原程序后,形成一个原文件(.asm),运行汇编程序masm后,产生了目标文件(.obj),再运行连接程序link,产生一可执行文件(.exe)。

§1.2.1 复习


§1.2.2 计算机软件

软件:是各种程序的集合。

系统软件

软件

应用软件

系统软件:由机器设计者提供的为使用和管理计算机的软件。如解释或编译程序、系统管理程序、故障检查诊断程序、操作系统等。

应用软件:为解决某种实际问题编制的程序。如图书管理软件、财务软件、档案管理软件等。


§1.2.3 微机硬件系统

微机的分类

微机系统硬件的组成

微机系统的工作原理

IBM系列微机


一、微机的分类

1.按微处理器的字长可分为:

4位、8位、16位、32位和64位机

2.按微机的结构可分成:

单板机、单片机和PC机

单板机:把微处理器芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和小键盘等必要的输入/输出设备装配在一块印刷电路板上构成的微机。

单片机:是将CPU、部分存储器和输入/输出接口等部件集成在一块芯片内,封装构成的微机。

PC机:是由微处理器、存储器、输入/输出接口构成。


地 址 总 线

微处理器

输入/输出

接口电路

外围设备

存储器

数 据 总 线

控 制 总 线

二、微机系统硬件的组成


存储器

控制器

运算器

三、微机系统的工作原理

计算机中有两股流在运动:一是数据,二是控制信号

输入设备

输出设备


1.3 常用的信息编码(续)

  • 校验:应使代码里连同校验位共有奇数个1。

    补奇:当数值部分中1的个数为偶数时,可通过置校验位 为“1”,使整个代码“1”的个数为奇数。

    例如:7位信息代码1100011中,有偶数个“1”,为满足奇校验,校验位取“1”,即11100011。

  • 偶校验:应使代码里连同校验位共有偶数个1。

    补偶:当数值部分中1的个数为奇数时,可通过置校验位为“1”,使整个代码“1”的个数为偶数。

    例如:7位信息代码1100011中,有偶数个“1”,为满足偶校验,校验位取“0”,即01100011。


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