微型计算机原理及应用(第三版)电子教案第1章.ppt

微型计算机原理及应用 (第三版) 总 目 录 第1章　计算机基础知识 第2章　微型计算机的基本组成电路 第3章　微型计算机的基本工作原理 第4章　16位微处理器 第5章　86系列微型计算机的指令系统 第6章　微型计算机的程序设计 第7章　微型计算机汇编语言及汇编程序 第8章　输入/输出接口 第9章　中断控制器、计数/定时控制器及DMA控制器 第10章　A/D及D/A转换器 第11章　32位微处理器 第12章　PC总线及整机结构 第13章 MCS-51单片计算机 第14章 微型计算机在自动控制系统中的应用 　第1章　计算机与信息化社会 1.1　数制 1.2　逻辑电路 1.3　布尔代数 1.4　二进制数的运算及其加法电路 习题 现代计算机是在微电子学高速发展与计算数学日臻完善的基础上形成的，可以说现代计算机是微电子学与计算数学相结合的产物。微电子学的基本电路元件及其逐步向大规模发展的集成电路是现代计算机的硬件基础，而计算数学的数值计算方法与数据结构则是现代计算机的软件基础。 微电子学与计算数学发展至今已是内容繁多、体系纷纭，已有不少专著分别阐述。本章只是简要地阐述计算机中最基本的电路元件及最主要的数学知识。对于已学过这些知识的读者，本章将起到复习和系统化的作用。对于未曾接触过这些内容的读者，本章的内容是必要的入门知识，因为这些内容都是以下各章的基础。本章的目的是使本书能够自成系统，读者不必依赖于更多的参考书籍。 1.1 数制 数制是人们利用符号来记数的科学方法。数制可以有很多种，但在计算机的设计与使用上常使用的则为十进制、二进制、八进制和十六进制。 1.1.1 数制的基与权 数制所使用的数码的个数称为基；数制每一位所具有的值称为权。 十进制(decimal system)的基为“10”，即它所使用的数码为0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，共有10个。十进制各位的权是以10为底的幂，如下面这个数： 其各位的权为个、十、百、千、万、十万，即以10为底的0幂、1幂、2幂等。故有时为了简便而顺次称其各位为0权位、1权位、2权位等。 二进制(binary system)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，如下面这个数： 其各位的权为1，2，4…，即以2为底的0次幂、1次幂、2次幂等。故有时也依次称其各位为0权位、1权位、2权位等。 八进制(octave system)的基为“8”，即其数码共有8个：0，1，2，3，4，5，6，7。八进制的权为以8为底的幂，有时也顺次称其各位为0权位、1权位、2权位等。 十六进制(hexadecimal system)的基为“16”，即其数码共有16个：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F。十六进制的权为以16为底的幂，有时也称其各位的权为0权、1权、2权等。 在微型计算机中这些数制都是经常用到的，但在本书后面的内容中，二进制和十六进制更为常用，希望初学者注意。 1.1.2 为什么要用二进制 电路通常只有两种稳态：导通与阻塞、饱和与截止、高电位与低电位等。具有两个稳态的电路称为二值电路。因此，用二值电路来计数时，只能代表两个数码：0和1。如以1代表高电位，则0代表低电位，所以，采用二进制，可以利用电路进行计数工作。而用电路来组成计算机，则有运算迅速、电路简便、成本低廉等优点。 1.1.3 为什么要用十六进制 用十六进制既可简化书写，又便于记忆。如下列一些等值的数：1000(2)=8(16)(即8(10)) 1111(2)=F(16)(即15(10)) 11 0000(2)=30(16)(即48(10)) 1.1.4 数制的转换方法 由于我们习惯用十进制记数，在研究问题或讨论解题的过程时，总是用十进制来考虑和书写的。当考虑成熟后，要把问题变成计算机能够“看得懂”的形式时，就得把问题中的所有十进制数转换成二进制代码。这就需要用到“十进制数转换成二进制数的方法”。在计算机运算完毕得到二进制数的结果时，又需要用到“二进制数转换为十进制数的方法”，才能把运算结果用十进制形式显示出来。 1. 十进制数转换成二进制数的方法 一般可用下列方法求一个十进制数的二进制代码： 用2除该十进制数可得商数及余数，则此余数为二进制代码的最小有效位(LSB)的值。 再用2除该商数，又可得商数和余数，则此余数为LSB左邻的二进制数代码。 用同样的方法继续用2除下去，就可得到该十进制数的二进制代码。 【例1.1】求13的二进制代码。其过程如下： 结果为：1101。 上面是十进制整数转换成二进制数的“除2取余法”。 如果十进制小数要转换成二进制小数，则要采取“乘2取整法”： 一