微型计算机原理及接口技术课件作者林志贵第1章节微型计算机基础知识.ppt

1.1 概述 §1.1.1 微型计算机的发展 §1.1.1 微型计算机的发展 2. 微型计算机的发展 §1.1.1 微型计算机的发展 §1.1.1 微型计算机的发展 §1.1.1 微型计算机的发展 位数：1位、4位、8位、32位和64位机等 1. 字长 例如， 8086/8088CPU内部寄存器为16位，所以字长为16位，称为16位机，80386、80486、80586（pentium）字长均为32位，故均称为32位机 2. 存储器容量 存储二进制信息的基本单位是位（b）。一般把8个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1024B简称为1KB 1024KB简称为1MB（兆字节） 1024MB简称为1GB（吉字节） 1024GB简称为1TB（太字节） 3. 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。 5. 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、灵活性和适应性。 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。 二进制的基为“2”，即其使用的数码为0、1，共两个。 二进制各位的权是以2为底的幂，用“B”表示，如二进制数110111 B 1. 十进制数转换成二进制数的方法 一个十进制的小数乘以2之后可能有进位使整数位为1（当该小数大于0.5时），也可能没有进位，其整数位仍为0（当该小数小于0.5时）。这些整数位的结果即为二进制的小数位结果。 2. 二进制数转换成十进制数的方法 二进制数小数各位的权是2-1、2-2… 1. 无符号数的表示法 2. 带符号数的表示法 当n=16时， [+1]原00000001 B，[+127]原01111111 B [- 1]原00000001 B，[- 127]原 B （2）反码 数x的反码记作[x]反，如机器字长为n，反码定义如下： （3）补码 数x的补码记作[x]补，当机器字长为n时，补码定义如下： 3. 真值与补码之间的转换 求补运算是将一个二进制数按位求反加1的运算 例1-6 求以下补码的真值。 ① 设[x]补B，求x。 该补码的最高位为“0”，即符号位为“0”，该补码对应的真值是正数。则x=[x]补B =+126D。 ② 设[x]补B，求x。 因为该补码的最高位为“1”，即符号位为“1”，该补码对应的真值是负数，其绝对值为： |x|= = +1 = B+1B +1B=+126 D 则x= -126D。 1. 二进制数的算术运算 “与”运算（AND） 例： 已知X= + 76，Y= - 69，求 X - Y= 溢出 1.4.3 二进制数的加法/减法电路 练习题 -69-76=？ OV=？ 答案：- 69- 76=溢出 OV=1 1.4.3 二进制数的加法/减法电路 结论 进行补码的加减运算，符号位和数值位一起参加运算，符号位进位略而不计。（注意，CPU表示数的范围，可能产生溢出） 运算器在进行加减运算时（X+Y或X-Y），并不区分操作数是否是带符号数 当 SUB=0时，Y不变，直接将两个操作数相加；当SUB=1时，将Y求补（取反加1），再进行相加运算 在相加的同时，ALU自动设置程序状态字（FR或PSW）的进借位标志位Cy和溢出标志位OV的值及其他有关的标志位 运算后，如果操作数是无符号数，通过判断Cy位的值，确定是否有进借位；如果操作数是带符号数，通过判断OV位的值，确定是否发生溢出，进而判断结果是否正确。（程序员做） 1.4.3 二进制数的加法/减法电路 问题：微机中数的加减运算为什么采用补码？ 原码：易于识别，但运算复杂，符号位往往需要单独处理 补码：运算方便，简化设计电路；在加减运算中，两个带符号数的补码，经加或减运算后即得到和或差的补码，符号位无需单独处理 1.4.3 二进制数的加法/减法电路 练习题 ① [65]BCD+[78]BCD=? ② [35]BCD+[82]BCD=? 1.3.2 BCD码 BCD码减法运算与加法运算同理 减法运算的调整原则：在运算过程中某位出现借位或非BCD码，相应位作减6调整，减去多借的6。也是有专门的指令来完成的 例： 58-25= [58]BCD [25]BCD - 结果仍为BCD码 33 4