第2章微型计算机基础知识.ppt.ppt

sd 第二章 微型计算机基础知识 本章学习目标 掌握微型计算机中的数制及其编码 掌握布尔代数和常见逻辑电路 了解微型计算机的常用技术术语和技术 §1微型机中的数制及其编码 一、数与数制 进位计数制，简称数制。 十进制：人们习惯采用的计数制是十进制。 0—9 十个不同的基数，逢十进一。 用D表示或省略。 二进制：计算机所采用的计数制是二进制。 只有0、1两个不同的基数，逢二进一。 用B表示。 因为计算机用晶体管截止、饱和两个状态下的输出电平1、0表示数字。 十进制与二进制转换 人机交互时采用十进制，计算机内数据存储、计算、处理用二进制，需要需要进行转换。在计算机中的解决方法是，利用接口技术作转换。 如：用键盘输入数据时使用十进制数，即输入电路使用的键盘是十进制数，输入接口电路将十进制数转换为二进制数后送到机器内部； 二、不同数制之间的转换 1、十进制数转换为二进制数 十进制数转换为二进制数的方法 整数部分转换方法：除以2取余，直到商为0为止。最后将所有余数倒序排列，得到转换结果。 小数部分转换方法：乘以2取整，直到满足精度要求为止。 例1：将十进制数100转换为二进制数 例2：将十进制数45.613转换成二进制数 2、二进制数转换为十进制数 转换方法：按权展开相加。 例如，一个8位的二进制数的各位的权值依次是27 、 26 、 25 、… 、20 。 如转换为十进制数的方法是： 3、十六进制数 优点：二进制数位数较多时，读写不方便。而使用十六进制表示简明。 十六进制数表示： 0~9、A、B、C、D、E、F十六个不同的基数 逢十六进一 用H表示。 二进制数转换为十六进制数 原理：四位二进制数对应一位十六进制，所以二进制整数转换为16进制时，从最低位开始，每四位一组（不足四位时高位补0）转换成一位十六进制数据即可。 例如：1011 0110B=B6H。 4位二进制数和一位十六进制数具有一一对应的关系。 十六进制数据和十进制数据之间的转换 通过二进制转换； 将十进制整数除以十六取余，小数部分乘以十六取整，可直接转换为十六进制数； 将十六进制数按权展开相加得到十进制数。 n+1位十六进制数的权值分别为16n、16n-1、…、162、161、160 三、数制数据的编码及其运算 在计算机中，数据分无符号数和带符号数。 无符号数用整个机器字长的全部二进制位表示数值位, 无符号位； 带符号数用最高位表示该数的符号位。 带符号数又有原码、补码和反码三种形式。 1、原码表示法 由于计算机中只能有0、1两种数，不仅数的数值部分在计算机中用0、1编码的形式表示，正、负号也只能用0、1编码表示。 一般用数的最高位（Most Significant Bit，MSB）表示数的正负符号。 原码表示法:一个数连同它的符号在机器中使用0、1进行编码。 例如，若用5位二进制数表示数据时，最高位表示符号，0表示正数，1表示负数，余下的四位表示数据： MSB=0表示正数，如＋1011B表示为01011B； MSB=1表示负数，如－1011B表示为11011B。 机器数和真值 把一个数在机器内的二进制形式称为机器数。 把这个数本身称为该机器数的真值。 上例的“01011B”和“11011B”就是两个机 器数。 它们的真值分别为＋1011B和－1011B。 真值为纯小数时，其原码形式为XSX1X2…Xn，其中XS表示符号位。例如， 若X＝0.0110，则[X]原＝X＝0.0110； 若X＝-0.0110，则[X]原＝1.0110 真值为纯整数时，其原码形式为 XSXnXn-1…X2X1，其中XS表示符号位。 8位二进制原码的表示范围为： -127~ -0 ~ +0~+127 16位二进制原码的表示范围为： -32767~ -0 ~ +0~+32767 原码表示中，真值0有两种不同的表示形式： [＋0]原＝00000， [－0]原＝10000 无符号数 没有符号位的数，称为无符号数。 无符号数的最大值比有符号数大一倍。 如字长为8位时，能表示的无符号数的最大值，即255，而8位有符号数的最大值，即+127。 8位二进制无符号数的表示范围为：0~255 16位二进制无符号数的表示范围为：0~65535 原码的优点是直观易懂，机器数和真值间的转换很容易，用原码实现乘、除运算的规则简单