《微型計算機概論》PPT課件.ppt

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1,微機原理與接口技術,PrincipleofMicrocomputer,andInterfaceTechnology,課程目標,微型計算機的基本工作原理匯編語言程序設計方法微型計算機接口技術建立微型計算機系統(tǒng)的整體概念，形成微機系統(tǒng)軟硬件開發(fā)的初步能力,要學啥呢，學了有啥用哦？！,3,微機原理的核心地位,數(shù)字邏輯電路,計算機基礎,C語言,微機原理,微機控制,DCS系統(tǒng),單片機,自動化儀表,技術基礎課,,,。。。。。。,。。。。。。,教材及主要參考書,教材：《微機原理與接口技術》，陳昌志等主編，科學出版社主要參考書：《微型計算機原理與接口技術（第3版）》，馮博琴主編，清華大學出版社《硬件技術基礎》，馮博琴主編，郵電出版社《微型計算機系統(tǒng)原理及應用（第2版）》，楊素行等編著，清華大學出版社,第1章微型計算機基礎概論,主要內(nèi)容：微型計算機系統(tǒng)計算機中的常用計數(shù)制、編碼及它們相互間的轉(zhuǎn)換二進制數(shù)的算術運算和邏輯運算符號數(shù)的表示及補碼運算二進制數(shù)運算中的溢出問題基本邏輯門及譯碼器BCD碼的加法運算,6,世界上第一臺現(xiàn)代意義的電子計算機是1946年美國賓夕法尼亞大學設計制造的ENIAC,1.1微型計算機的發(fā)展,計算機按性能、價格和體積等綜合指標，可分為巨型機、大型機、中型機、小型機、微型機和單片機。,7,電子計算機的發(fā)展：電子管計算機（1946-1956）晶體管計算機（1957-1964）中小規(guī)模集成電路計算機（1965-1970）超大規(guī)模集成電路計算機（1971-今）電子計算機按其性能分類：大型計算機中型計算機小型計算機微型計算機,微型計算機是第四代計算機的典型代表,8,微處理器微型機的核心部件，簡稱μP或MP（MicroProcessor）它將計算機中的運算器和控制器集成在一片硅片（芯片）上?？煞Q之為中央處理單元—CPU（CentralProcessingUnit）,9,,第一代（1971-1973年）：4位和低檔8位微處理器時代第二代（1973－1978年）：中高檔8位微處理器時代第三代（1978-1980年）：16位微處理器時代第四代（1983-1993年）：32位微處理器時期第五代（1993～1996）：Pentium微處理器的時代第六代（1997至今）：加強型Pentium時代第七代：64位CPU時代,微處理器的發(fā)展,10,第一代（1971-1973年）：4位和低檔8位,典型產(chǎn)品有Intel4004(1971年、4位)和Intel8008（1972年、8位）。特點:字長：4位或8位時鐘頻率：1MHz平均執(zhí)行指令時間：15~20μs集成度：2000管/片,11,Intel4004,12,第二代（1973－1978年）：中高檔8位,Intel8080，Motorola公司的M6800，Zilog公司的Z80，Intel公司的8085，Rockwell與MOSTechnology的6502等。特點:字長：8位時鐘頻率：2～4MHz平均執(zhí)行指令時間：1～2μs集成度：5000～10000管/片,13,8008,8085,14,第三代（1978-1980年）：16位,Intel公司的8086/8088、Motorola公司的M68000和Zilog公司的Z8000特點:字長：16位時鐘頻率：5～40MHz平均執(zhí)行指令時間：0.5μs集成度：20000～60000管/片,15,,8086,16,80286,17,第四代（1983-1993年）：32位,1983年Zilog公司推出Z8000微處理器1984年Motorola公司推出MC68020微處理器1985年，Intel公司推出能進行多任務處理的32位微處理器803861989年，Intel公司推出80486，同期有Motorola公司的M68040特點:字長：32位時鐘頻率：10～120MHz平均執(zhí)行指令時間：0.2μs集成度：幾十萬～上百萬管/片,18,80386,80486,19,第五代（1993～1996）：Pentium,1993年3月，Intel公司的奔騰（Pentium）時鐘頻率：60/66MHz運行速度：100MIPS集成度：310萬管/片1995年2月，Intel公司的PentiumPro時鐘頻率：166MHz以上集成度：550萬管/片1996年Intel公司的PentiumMMX（多能奔騰）,20,Pentium，傳說中的586,Pentiumpro,PentiumMMX,21,第六代（1997至今）：加強型Pentium時代,1997年到1999年，Intel公司的PentiumⅡ、PentiumⅢ、AMD公司的AMD-K7，這些芯片的集成度高達750萬管/片，時鐘頻率達到750MHz。2001年底，PentiumⅣ主頻高達2GHz，具有4200萬只晶體管，主流高端32位CPU市場的佼佼者。AMD公司的AthlonCPU，1.33GHz主頻及2GHz主頻。,22,PentiumⅡ,Celeron,23,PentiumⅢ_Katmai,PentiumⅢ,IntelPentiumⅢTualatin/Coppermine,24,IntelPentiumⅣ_423,IntelPentiumⅣ_478,25,第七代：64位CPU時代,2001年5月，Intel公司正式推出了第一種64位微處理器Itanium。Itanium由英特爾和惠普聯(lián)合開發(fā)，主要用于工作站和服務器機型，內(nèi)置2～4MB的3級緩存、工作頻率為800MHz及722MHz的產(chǎn)品，價格為1177美元至4427美元。AMD公司的AMD-K8,最新CPU,八核AMDFX系列六核INTEL酷睿i7系列，AMDFX系列，AMD羿龍ⅡX6系列,27,微型化、網(wǎng)絡化、智能化,微型計算機的發(fā)展現(xiàn)狀,超級流水線技術將流水線深度增加了一倍數(shù)據(jù)流單指令多數(shù)據(jù)擴展2（SSE2）指令集擴展MMX和SSE技術,更好的支持DVD播放，音頻和3D圖形數(shù)據(jù)處理，網(wǎng)絡流數(shù)據(jù)處理等采用了全新的一級（L1）指令高速緩存技術采用先進的400MHz系統(tǒng)總線具有雙通道RDRAM，可實現(xiàn)更高性能,28,1.1.2微型計算機的工作過程,馮?諾依曼存儲程序工作原理微型計算機的工作過程,29,馮?諾依曼計算機,存儲程序計算機又稱為馮?諾依曼型計算機。它以運算器為核心、以存儲器原理為基礎。所謂“存儲程序”，就是把處理問題的步驟、方法（用指令描述）和所需的數(shù)據(jù)事先存入存儲器中保存起來，工作時由計算機的控制部件逐條取出指令并執(zhí)行之，從而使計算機自動連續(xù)進行運算。,指令是對計算機發(fā)出的一條條工作命令,命令它執(zhí)行規(guī)定的操作。程序是實現(xiàn)某種任務的指令序列。計算機按程序安排的順序執(zhí)行指令。,30,馮諾依曼型計算機的結(jié)構示意圖,31,存儲程序工作原理程序中的指令必須采用二進制編碼，和數(shù)據(jù)一樣進行存儲。程序中的指令必須屬于執(zhí)行程序的計算機的指令系統(tǒng)。,32,微型計算機的工作過程就是執(zhí)行程序的過程，而程序由指令序列組成，因此，執(zhí)行程序的過程，就是執(zhí)行指令序列的過程，即逐條地從存儲器中取出指令并完成指令所指定的操作。,微型計算機的工作過程,執(zhí)行一條指令的五個基本操作：取指令：從存儲器某個地址單元中取出要執(zhí)行的指令送到CPU內(nèi)部的指令寄存器暫存；分析指令：或稱指令譯碼，把保存在指令寄存器中的指令送到指令譯碼器，譯出該指令對應的微操作信號，控制各個部件的操作；取操作數(shù)：如果需要，發(fā)出取數(shù)據(jù)命令，到存儲器取出所需的操作數(shù)；執(zhí)行指令：根據(jù)指令譯碼，向各個部件發(fā)出相應控制信號，完成指令規(guī)定的各種操作；保存結(jié)果：如果需要保存計算結(jié)果，則把結(jié)果保存到指定的存儲器單元中。,34,35,舉例,計算5CH＋2EH=？,36,模型機的結(jié)構,,37,因為模型機并不認識助記符，而只認識用二進制數(shù)表示的操作碼和操作數(shù)。因此，必須把以上程序?qū)懗啥M制數(shù)的形式，即用對應的機器指令代替每個助記符。,38,步驟一,39,步驟二,40,步驟三,41,步驟四,42,步驟五,43,步驟六,44,1.1.3微機系統(tǒng)的構成,區(qū)別3個概念,45,微型計算機系統(tǒng),硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng),外部設備,主機,應用軟件,系統(tǒng)軟件,I/O接口,總線,存儲器,CPU,運算器,控制器,寄存器組,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,微型計算機系統(tǒng)的一般結(jié)構,47,微型計算機硬件系統(tǒng)的概念結(jié)構,由CPU、總線、存儲器、I/O接口和外部設備構成,48,1）微處理器,微處理器簡稱CPU，是計算機的核心，主要包括：運算器控制器寄存器組,,CPU的典型結(jié)構,49,CPU的功能：,?進行算術和邏輯運算?能對指令進行譯碼并執(zhí)行規(guī)定的動作?可暫存少量數(shù)據(jù)?提供整個系統(tǒng)所需要的定時和控制?能和存儲器、外設交換數(shù)據(jù)?可以響應其他部件發(fā)來的中斷請求,50,運算器,運算器是計算機中加工和處理數(shù)據(jù)的功能部件，主要包括兩個功能：?對數(shù)據(jù)的加工處理，主要包括算術運算和邏輯運算，如加、減、乘、與、或、非運算等，這是運算器的重要功能，這些功能是通過運算器內(nèi)部的算術邏輯單元（ALU）來完成的；?暫時存放參與運算的數(shù)據(jù)和某些中間結(jié)果，通常是通過與ALU相連的寄存器組來實現(xiàn)。,51,控制器,由指令寄存器﹑指令譯碼器和操作控制電路組成。控制器是計算機內(nèi)“指揮”與“控制”整臺計算機各個功能部件協(xié)同動作、自動執(zhí)行計算機程序的功能部件，它要給出控制整臺機器各功能部件正常運行所需要的全部信號。,52,寄存器組,分為專用寄存器和通用寄存器。專用寄存器的作用是固定的,如SP﹑PC﹑FLAGS。通用寄存器如AX﹑BX等由程序員規(guī)定其用途。寄存器組中包括多種類型的寄存器，其中累加器是寄存器組中最繁忙的寄存器，在進行算術運算和邏輯運算時，它具有雙重功能：運算前用來保存一個操作數(shù)，運算后用來保存算術或邏輯運算的結(jié)果。數(shù)據(jù)寄存器是通過數(shù)據(jù)總線向存儲器或輸入／輸出設備送（稱為寫）或?。ǚQ為讀）數(shù)據(jù)的暫存單元。,53,2）存儲器,存儲器又叫內(nèi)存或主存,是微型計算機用來存放程序和數(shù)據(jù)（包括文字、圖像、聲音等）的記憶裝置。用于存放計算機工作過程中需要操作的數(shù)據(jù)和當前執(zhí)行的程序。,內(nèi)存,外存,隨機存取，速度快，容量小,順序存取/塊存取，速度慢，容量大,,,,54,有關內(nèi)存儲器的幾個概念：,?內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容?內(nèi)存容量?內(nèi)存的操作?內(nèi)存的分類,55,內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容：,地址:每個單元都對應一個編號，以實現(xiàn)對單元內(nèi)容的尋址內(nèi)存單元的內(nèi)容:內(nèi)存單元中存放的信息,56,內(nèi)存容量,內(nèi)存所含存儲單元的個數(shù)，以字節(jié)為單位內(nèi)存容量的大小依CPU的尋址范圍而定（即CPU地址信號線的位數(shù)）,57,內(nèi)存操作,讀：將內(nèi)存單元的內(nèi)容讀出，原單元內(nèi)容不改變，即non-destructiveread；寫：CPU將信息寫入內(nèi)存單元，原單元中原內(nèi)容被覆蓋，即overlaywrite；刷新：把原來存儲的內(nèi)容重新再寫入一次。此操作對CPU透明，而且僅動態(tài)存儲器有此操作。,58,59,內(nèi)存的分類,隨機存取存儲器（RAM）按工作方式可分為只讀存儲器（ROM）,,60,3）輸入/輸出接口,I/O接口是計算機主機與外部設備之間進行通信的橋梁。,61,接口的分類：,串行接口并行接口輸入接口輸出接口,,,從傳送方式上,從總的功能上,62,接口的功能：,數(shù)據(jù)緩沖寄存信號電平或類型的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)主機與外設間的運行匹配,63,4）總線,總線是計算機中各個部件之間傳輸信息的公共通道，它由一組導線和相關的邏輯電路構成。,內(nèi)部總線：是指位于CPU內(nèi)部的總線，它把CPU內(nèi)部的各個部件連接起來。外部總線：是指主機與外部設備接口的總線，實際上是外設的接口標準。目前微機上流行的接口標準有IDE、EIDE（ATA）、SCSI、USB、IEEE1394等。,64,前端總線：是指CPU與存儲器、高速緩存、總線接口等部件之間的總線。其中的信號線依用途的不同可分為數(shù)據(jù)總線（DataBus，DB），地址總線（AddressBus，AB）和控制總線（ControlBus，CB）。系統(tǒng)總線：也稱為I/O通道總線，用于連接I/O接口。微機內(nèi)的系統(tǒng)總線已完全標準化，曾經(jīng)廣泛使用的有PCI總線、ISA總線、MCA總線、EISA總線等。目前比較流行的系統(tǒng)總線有PCI總線、PCI-E總線。,65,地址總線（AB）：用來傳送CPU輸出的地址信號，確定被訪問的存儲單元或I/O端口。地址線的根數(shù)決定了CPU的尋址范圍。若CPU的地址線根數(shù)為n，則CPU的尋址范圍=2n。數(shù)據(jù)總線（DB）：在CPU、存儲器、I/O接口等各部件之間傳送數(shù)據(jù)的公共通路。數(shù)據(jù)總線的根數(shù)決定一次最多可以傳送的數(shù)據(jù)的位數(shù)。控制總線（CB）：用來在各部件之間傳送各種控制信號、時序信號和狀態(tài)信息。,舉例,舉例,66,軟件系統(tǒng),運行、管理和維護計算機系統(tǒng)或為實現(xiàn)某一功能而編寫的各種程序及其相關資料的總和。,系統(tǒng)軟件,應用軟件,操作系統(tǒng)系統(tǒng)實用程序,,,軟件,,編譯程序匯編程序數(shù)據(jù)庫調(diào)試程序工具軟件,67,程序設計語言機器語言計算機直接執(zhí)行的二進制形式的程序匯編語言助記符語言表示的程序高級語言不依賴于具體機型的程序設計語言,易混淆概念區(qū)分,微處理器(CPU)計算機的核心，包括運算器、控制器和寄存器組，實現(xiàn)了運算和控制功能。微型計算機以CPU為核心，配上ROM、RAM、I/O口及系統(tǒng)總線等部件，構成了其硬件系統(tǒng)。單片機將CPU、ROM、RAM、I/O口等集成在一片超大規(guī)模集成電路芯片上的“微型計算機”微型計算機系統(tǒng)用于信息輸入輸出的外部設備以及控制計算機工作的各種軟件,,69,微型計算機的物理結(jié)構,微型計算機的硬件架構圖,70,微型計算機的物理結(jié)構示意圖,71,典型的主板結(jié)構,Intel845G芯片組,72,Intel965G芯片組,73,主板上的主要部件,CPU插座,74,芯片組（南北橋/HUB）內(nèi)存插槽：用于插入內(nèi)存條高速緩存（現(xiàn)已集成到CPU內(nèi)部）：用于提高內(nèi)存的訪問速度系統(tǒng)BIOS：硬件控制，系統(tǒng)配置CMOS：存放硬件配置參數(shù)總線擴展槽：PCI、PCI-E、ISA、AGP,75,串行、并行接口、鍵盤鼠標接口、USB接口：連接外部設備,76,軟/硬盤、光驅(qū)插座,77,芯片組：CPU的外圍控制芯片，通常為2片。它有兩種架構：南北橋和HUB(加速中心)。南北橋結(jié)構北橋——提供CPU/主存/高速緩存的連接、AGP接口、PCI橋接南橋——提供USB、IDE(FDD/HDD)、串/并口及ISA橋接等例如：Intel4xx系列、VIA6xx系列、SiS6xx系列HUB結(jié)構GMCH——AGP接口、存儲器通道ICH——PCI橋接、IDE控制器、USB、串/并口FWH——系統(tǒng)BIOS、顯示BIOS、隨機數(shù)發(fā)生器例如：Intel8xx系列、9xx系列等,78,Intel80 x86CPU的地址線條數(shù),Intel80 x86地址條數(shù)存儲容量8086201MB8088201MB802862416MB80386~Pentium4324GB,返回,79,Intel80 x86CPU的數(shù)據(jù)線位數(shù),Intel80 x86數(shù)據(jù)位數(shù)80861680888802861680386~Pentium432,返回,80,1.2常用計數(shù)制,了解：各種計數(shù)制的特點及表示方法掌握：各種計數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換,81,1.定點小數(shù)的表示,定義：小數(shù)點準確固定在數(shù)據(jù)某個位置上的小數(shù)表示：表數(shù)范圍為：,82,2.整數(shù)的表示,定義：小數(shù)點定在數(shù)據(jù)的最低位右邊的一種數(shù)據(jù)表示：表數(shù)范圍為：,83,3.浮點數(shù)的表示,定義：小數(shù)點的位置可以左右移動的數(shù)據(jù)表示：,M：浮點數(shù)的尾數(shù)，或稱為有效數(shù)字，通常是純小數(shù)；R：階碼的基數(shù)E：階碼，為帶符號整數(shù)Es：階符，表示階碼的符號，決定浮點數(shù)范圍的大小Ms：尾符，尾數(shù)的符號位，安排在最高位，表示浮點數(shù)的正負,84,典型的浮點數(shù)格式：,,,,,,,,10.01011101?2+5的階碼為+5，表示把尾數(shù)的小數(shù)點向右移動5位就是小數(shù)點的實際位置,,Ms,Es,E,M,1位,1位,m位,n位,,,,,85,浮點數(shù)的規(guī)格化,規(guī)格化處理：整數(shù)部分必須是1,浮點數(shù)的表數(shù)范圍主要由階碼決定，精度則主要由尾數(shù)決定,規(guī)格化浮點數(shù),規(guī)定計算機內(nèi)浮點數(shù)的尾數(shù)部分用純小數(shù)表示，即小數(shù)點右邊第1位不為0,,,對不滿足要求的數(shù)，可通過修改階碼并同時左右移動小數(shù)點位置的方法，使其變?yōu)橐?guī)格化浮點數(shù),86,1.3二進制數(shù)的運算,無符號數(shù)算術運算有符號數(shù)邏輯運算,,,87,一、無符號數(shù)的運算1.算術運算,包括：加法運算減法運算乘法運算除法運算,88,注意點,對加法：1+1=0（有進位）對減法：0-1=1（有借位）對二進制數(shù)，乘以2相當于左移一位；除以2則相當于右移1位。,89,例7：,000010110100=00101100B000010110100=00000010B即：商=00000010B余數(shù)=11B,90,2.無符號數(shù)的表示范圍,一個n位無符號二進制數(shù)X，它可表示的數(shù)的范圍為：0≤X≤2n-1若運算結(jié)果超出這個范圍，則產(chǎn)生溢出。對無符號數(shù)：運算時，當最高位向更高位有進位（或借位）時則產(chǎn)生溢出。,91,例8：,最高位向前有進位，產(chǎn)生溢出8位（1字節(jié)）表示數(shù)的范圍：0～255,,00000000,,1,00000001,,11111111,,+,,,92,3.無符號二進制數(shù)的溢出判斷,無符號二進制數(shù)加法（或減法）中最高有效位Di的進（借）位為Ci，則兩個無符號二進制數(shù)相加（或相減）時，若最高有效位Di產(chǎn)生進位（或相減有借位），即Ci=1，則產(chǎn)生溢出。,在加法過程中，符號位向更高位產(chǎn)生進位；在減法過程中，符號位向更高位產(chǎn)生借位。產(chǎn)生溢出,,93,4.邏輯運算,與或非異或,,94,5.邏輯門,掌握：與、或、非門邏輯符號和邏輯關系（真值表）與非門、或非門的應用,95,“與”、“或”運算,任何數(shù)和“0”相“與”，結(jié)果為0任何數(shù)和“1”相“或”，結(jié)果為1,96,“非”、“異或”運算,“非”運算即按位求反兩個二進制數(shù)相“異或”：相同則為0，相異則為1,97,6.譯碼器,74LS138譯碼器：,,,,,,,,,,G1,G2A,,G2B,,C,B,A,Y0,Y7,?,?,?,?,,,,,,,,,98,掌握,74LS138譯碼器：各引腳功能輸入端與輸出端關系（真值表）,,99,二、有符號數(shù),計算機中的符號數(shù)可表示為：符號位+真值機器數(shù)“0”表示正“1”表示負,,,,機器數(shù)：符號數(shù)值化了的數(shù)；用一位表示符號的二進制數(shù)。機器數(shù)的真值：原來的數(shù)值。（包括+、-號）,100,例9：,+52=+0110100=00110100符號位真值-52=-0110100=10110100符號位真值,,,,,101,1.符號數(shù)的表示,原碼反碼補碼,,102,原碼：,最高位為符號位，用“0”表示正，用“1”表示負；其余為真值部分優(yōu)點：真值和其原碼表示之間的對應關系簡單，容易理解缺點：計算機中用原碼進行加減運算比較困難，0的表示不惟一,103,數(shù)0的原碼,8位數(shù)0的原碼：[+0]原=00000000[-0]原=10000000即：數(shù)0的原碼不惟一,104,原碼的定義,若二進制數(shù)X=Xn-1Xn-2…X1X0X2n-1>X≧0[X]原=2n-1-X=2n-1+︱X︱0≧X>-2n-1,,105,反碼,對一個機器數(shù)X：若X>0，則[X]反=[X]原若XX≧0[X]反=(2n-1)+X0≧X>-2n-1,,109,補碼,定義：若X>0，則[X]補=[X]反=[X]原若XX≧0[X]補=2n+X=2n-︱X︱0≧X>-2n-1,,113,特殊數(shù)10000000,該數(shù)在原碼中定義為：-0在反碼中定義為：-127在補碼中定義為：-128對無符號數(shù)，（10000000）B=128,114,符號數(shù)的表示范圍：,對8位二進制數(shù)：原碼：-127~+127反碼：-127~+127補碼：-128~+127,115,2.符號二進制數(shù)與十進制的轉(zhuǎn)換,對用補碼表示的二進制數(shù)：1）求出真值2）進行轉(zhuǎn)換,116,例12：,將一個用補碼表示的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)[X]補=00101110B真值為：0101110B正數(shù)所以：X=+46[X]補=11010010B真值為：-010010B負數(shù)從而有：X=[[X]補]補=[11010010]補=-0101110=-46,,,[X]原=[[X]補]補,117,3.補碼的運算,通過引進補碼，可將減法運算轉(zhuǎn)換為加法運算即：[X+Y]補=[X]補+[Y]補[X-Y]補=[X]補-[Y]補=[X+(-Y)]補=[X]補+[-Y]補,118,例13：,X=-0110100，Y=+1110100，求[X+Y]補=？[X]原=10110100[X]補=[X]反+1=11001100[Y]補=[Y]原=01110100所以：[X+Y]補=[X]補+[Y]補=11001100+01110100101000000,,自然丟失,,,最后得出：[X+Y]補=(+64)10,,119,帶符號數(shù)的表示范圍8位二進制符號數(shù)，原碼、反碼、補碼所能表示的范圍：原碼：11111111B～01111111B-127～+127反碼：10000000B～01111111B-127～+127補碼：10000000B～01111111B-128～+12716位二進制符號數(shù)，原碼、反碼、補碼所能表示的范圍：原碼：FFFFH～7FFFH-32767～+32767反碼：8000H～7FFFH-32767～+32767補碼：8000H～7FFFH-32768～+32767,4.符號數(shù)運算中的溢出問題,120,帶符號數(shù)運算時的溢出判斷兩個帶符號二進制數(shù)相加或相減時，若最高位?次高位＝1則結(jié)果產(chǎn)生溢出。,121,例14：,若：X=01111000，Y=01101001則：X+Y=即：次高位向最高位有進位，而最高位向前無進位，產(chǎn)生溢出。（事實上，兩正數(shù)相加得出負數(shù)，結(jié)果出錯）,C7=0，C6=1；C7?C6=1,+120,+105,-31,122,例15：,若X=-83，Y=-80，用補碼計算X+Y=？[X]補=10101101[Y]補=10110000[X]補+[Y]補=10101101-83+10110000-80101011101+93即：最高位向最高位有進位，而次高位向前無進位，產(chǎn)生溢出。（事實上，兩正數(shù)相加得出負數(shù)，結(jié)果出錯）C7?C6=1無溢出條件：C7=1，C6=1；C7=0，C6=0。用自陷中斷處理溢出。,,,123,1.4計算機中的編碼,BCD碼ASCII碼,,124,1.二—十進制數(shù)的表示,8421BCD碼,,用四位二進制數(shù)表示一位十進制數(shù),表1.1十進制數(shù)和二進制碼的對應關系,125,例15將十進制數(shù)138.16轉(zhuǎn)換為BCD碼解：將138.16的每一位用對應的BCD碼表示，可得(138.16)10=(000100111000.00010110)BCD例16將BCD碼000101110101.0101轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)解：(000101110101.0101)BCD=(175.5)10例17將二進制數(shù)00110101轉(zhuǎn)換為BCD碼。解：(00110101)2=(53)10=(01010011)BCD同一個8位二進制代碼表示的數(shù)，當認為它表示的是二進制數(shù)和認為它表示的是二進制編碼的十進制數(shù)時，數(shù)值是不相同的。例如00011000作為二進制數(shù)時，其值為24；但作為2位BCD碼時，其值為18。,126,BCD碼的存儲方式,壓縮BCD碼用4位二進制碼表示一位十進制數(shù)擴展BCD碼用8位二進制碼表示一位十進制數(shù),127,BCD碼的加法運算下面我們以壓縮BCD碼格式為例討論BCD碼的加法運算。例18用BCD碼求38+49。解：0011100038的BCD碼+0100100149的BCD碼1000000181的BCD碼,,對應十進制數(shù)為81，正確結(jié)果應為87，顯然結(jié)果是錯誤的。其原因是，十進制數(shù)相加應當是“逢十進一”，而計算機按二進制數(shù)運算，每4位為一組，低4位向高4位進位與十六進制數(shù)低位向高位的情況相當，是“逢十六進一”，所以當相加結(jié)果超過9時將比正確結(jié)果少6。因此，結(jié)果出錯。,128,解決的辦法：對二進制加法運算的結(jié)果采用“加6修正”，將二進制加法運算的結(jié)果修正為BCD碼加法運算的結(jié)果。兩個兩位BCD數(shù)相加時，對二進制加法運算結(jié)果修正的規(guī)則如下：(1)如果任何兩個對應位BCD數(shù)相加的結(jié)果向高一位無進位時，若得到的結(jié)果小于或等于9，則該位不需修正；若得到的結(jié)果大于9且小于16，則該位進行加6修正。,(2)如果任何兩個對應位BCD數(shù)相加的結(jié)果向高一位有進位時(即結(jié)果大于或等于16)，該位進行加6修正。(3)低位修正結(jié)果使高位大于9時，高位進行加6修正。這種修正稱為BCD調(diào)整。,129,下面通過例題驗證上述規(guī)則的正確性。例19用BCD碼求35+21。解：0011100035+00100001210101011056,,低4位，高4位均不滿足修正法則，所以結(jié)果正確，不需修正。,例20用BCD碼求25+37。解：0010010125+001101113701011100低4位滿足法則1+00000110加6修正0110001062結(jié)果正確,,,130,,11010111高4位滿足法則1+01100000加6修正000100110111137結(jié)果正確,例21用BCD碼求38+49。,解：0011100038,+0100100149,10000001低4位滿足法則2,+00000110加6修正,1000011187結(jié)果正確,,,例22用BCD碼求42+95。,解：0100001042,+1001010195,,,131,例21用BCD碼求91+83。解：1001000191+1000001183000100010100高4位滿足法則2+01100000加6修正000101110100174結(jié)果正確,,,例22用BCD碼求94+7。解：1001010094+00000111710011011低4位滿足法則1+00000110加6修正10100001高4位滿足法則3+01100000加6修正000100000001101結(jié)果正確,,,,132,例23用BCD碼求76+45。解：0111011076+010001014510111011低4位、高4位均滿足法則1+01100110同時加6修正000100100001121結(jié)果正確,,,,133,2.ASCII碼,字符的編碼，一般用7位二進制碼表示。在需要時可在D7位加校驗位。熟悉0～F的ASCII碼,134,ASCII碼的校驗,奇校驗加上校驗位后編碼中“1”的個數(shù)為奇數(shù)。例：A的ASCII碼是41H（1000001B），以奇校驗傳送則為C1H（11000001B）偶校驗加上校驗位后編碼中“1”的個數(shù)為偶數(shù)。上例若以偶校驗傳送，則為41H。,135,1.5計算機中常用術語,bit1Mb=1024?1024bit=220bit1Gb=230bit=1024Mb1Tb=240bit=1024GbByte1Byte=8bit1KB=1024Byteword：表示字長，有1bit，4bit，8bit等,136,1.計算機通信速率單位,波特率（BaudRate）通信通道中信號狀態(tài)每秒鐘變化的次數(shù)，是信息傳送速率的度量單位。位速率或比特率（bitpersecond,b/s）每秒傳送多少位。和波特率有關。與波特率不同。每秒字符（characterpersecondCPS）每秒傳送ASCII字符數(shù)。和通信協(xié)議有關。,,,,137,2.兼容性,兼容：若在一個系統(tǒng)上開發(fā)的硬件和軟件能夠在另外一個系統(tǒng)上成功地運行，則稱兩個系統(tǒng)是兼容的。向上兼容：若兼容性是從舊系統(tǒng)到新系統(tǒng)的單項發(fā)展，則稱為向上兼容。,