微机原理与接口技术-周荷琴第4版课件.ppt

第一章 绪论 主要内容 微型计算机的组成 计算机中数制及其转换 符号数的表示及运算 数的定点与浮点表示 §1.1 概 述 一、电子计算机的发展： 电子管计算机（1946-1956） 晶体管计算机（1957-1964） 中小规模集成电路计算机（1965-1970） 超大规模集成电路计算机（1971-今） 二、电子计算机按其性能分类： 大中型计算机/巨型计算机（Mainframe Computer） 小型计算机（Minicomputer） 微型计算机（Microcomputer） 单片计算机（Single-Chip Microcomputer） 微型计算机的发展是以微处理器的发展来表征的 微处理器的集成度每隔18-24个月就会翻一番，芯片的性能也随之提高一倍 摩尔定律 Intel CPU的发展见下页表 三、微型计算机的组成 AMD Athlon II X2 240/盒装 本周劲热排行第3位 参考价格： ￥380(全国) 接口类型：Socket AM3(938) 生产工艺：45纳米 主频：2.8GHz 二级缓存：L2=2×1M 核心数量：双核 AMD Phenom II X2 550/黑盒 参考价格： ￥740(全国) 接口类型：Socket AM3(938) 核心类型：Stars 生产工艺：45纳米 主频：3.1GHz 二级缓存：L2=2×512K 三级缓存：L3=6M 核心数量：双核 §1.2 计算机中的数制和编码 一、计算机中常用的进制数 人们最常用的数是十进制数，计算机中采用的是二进制数，同时有的时候为了简化二进制数据的书写，也采用八进制和十六进制表示方法。下面将分别介绍这几种常用的进制。 1、十进制数 十进制数是大家熟悉的，用0，1，2，…，8，9十个不同的符号来表示数值，它采用的是“逢十进一，借一当十”的原则。 例：求X1=1011，X2=-1011的原码。（8位）[X1]原[X2]原 0的表示形式（8位）[+0]原[-0]原特点A、原码与真值的对应关系简单。B、0的编码不唯一，处理运算不方便。C、8位数原码所表示的范围：-127～+127 特殊该数在原码中定义为： -0 在反码中定义为： -127 在补码中定义为： -128 对无符号数：２ = 128 4、 由补码求真值 某内存单元的内容是D2，为8位二进制数，其所表示的十进制数是多少？ [X]补 = D2H=1 1010010B X = [[X]补]补 = 补 = - 0101110B= - 2EH 所以：X = - 46 5、补码加减运算规则 通过引进补码，可将减法运算转换为加法运算。规则如下： 　　　[X+Y]补=[X]补+[Y]补 [X-Y]补=[X]补- [Y]补 [X-Y]补=[X]补+ [- Y]补 　 其中X，Y为正负数均可，符号位参与运算。 [例]：X=-0110100，Y=+1110100 求[X+Y]补 [X]原 [X]补= [X]反+1[Y]补= [Y]原所以： [X+Y]补= [X]补+ [Y]补 01110100 思考：X、Y及X+Y各是多少？ 6、符号数运算中的溢出问题 进(借)位—— 在加法过程中，符号位向更高位产生进位； 在减法过程中，符号位向更高位产生借位。 溢出—— 运算结果超出运算器所能表示的范围。 溢出的判断方法 方法１： 同号相减或异号相加——不会溢出。 同号相加或异号相减——可能溢出： 两种情况： 同号相加时，结果符号与加数符号相反——溢出； 　异号相减时，结果符号与减数符号相同——溢出。 方法２： 两个8位带符号二进制数相加或相减时，若 C7?C6＝1， 则结果产生溢出。 C7为最高位的进(借)位；C６为次高位的进(借)位。 [例]： 四、 计算机中常用的编码 1、十进制数的表示——BCD码 用4位二进制数表示一位十进制数。有两种表示法：压缩BCD码和非压缩BCD码。 压缩BCD码的每一位用4位二进制表示，0000~1001表示0~9，一个字节表示两位十进制数。 非压缩BCD