第1章 微型计算机基础知识-2

1本次课主要教学内容计算机中常用计数制及其转换无符号数和带符号数的表示ASCII码、BCD码及其应用本章小结思考题分析、作业布置第1章微机系统概述2第1章1.3计算机中数据的表示方法计算机中的数字、文字、图画、声音和活动图像等均是数据。计算机只能识别和处理以二进制编码形式表现的数据。计算机内部数据分为：数值型数据非数值型数据3第1章1.3.1常用计数制及其转换1.数制基本概念十进制数：用0~9共10个数字及其进位表示数的大小。0~9称“数码”；全部数码个数称“基数”；“逢基数进位”原则计数称“进位计数制”。不同数值的各位有不同的“位权”，位权的值等于基数的若干次幂。4采用以下两种方法表达：（1）在数字后加写英文字母作为标识。如：B表示二进制数；D表示十进制数（可省略）；H表示十六进制数。（2）在数字括号外加计数制下标。如：二进制数11010011可写成(11010011)2。第1章5计数制间转换方法如表1.1所示第1章转换要求转换方法十进制整数转换为二进制整数和十六进制整数分别用基数2、16连续除十进制整数至商等于“0”，逆序排列所得余数十进制小数转化为二进制小数和十六进制小数连续用基数2、16乘十进制小数至乘积小数部分等于“0”，顺序排列乘积整数二进制数和十六进制数转换为十进制数用各位所对应的系数和基数，按“位权求和”的方法可得转换结果二进制数转换为十六进制数从小数点开始分别向左或向右，将每4位二进制数分成1组，不足位数补0，每组用1位十六进制数表示十六进制数转换为二进制数从小数点开始分别向左或向右，将每位十六进制数用4位二进制数表示6第1章数制转换例题分析【例1.1】将十进制整数53转换为二进制整数。按照转换规律——“除2倒取余”2︳53余数1低位2︳26余数02︳13余数12︳6余数02︳3余数12︳1余数1高位0所以，(53)10=(110101)27第1章【例1.2】将十进制小数0.8125转换为二进制小数。——“乘2顺取整”0.8125×2=1.625取整数位1高位0.625×2=1.25取整数位10.25×2=0.5取整数位00.5×2=1.0取整数位1低位所以，(0.8125)10=(0.1101)2若出现乘积小数部分一直不为“0”，可根据计算精度的要求截取一定位数。8第1章【例1.3】将十进制整数826转换为十六进制整数。——“除16倒取余”16︳826余数10（十六进制数A）16︳51余数316︳3余数30所以，(826)10=(33A)169第1章【例1.4】将二进制数(1010101.101)2转换为十进制数。——按位权展开求和(1010101.101)2=1×26+1×24+1×22+1×20+1×2－1+1×2－3=64+16+4+1+0.5+0.125=(85.625)1010【例1.5】将二进制数(11101001010.011011)2转换为十六进制数，从小数点开始分别向左或向右，将每4位二进制数分成一组。011101001010.0110110074A．6C转换结果：(11101001010.011011)2=(74A.6C)16第1章11【例1.6】将十六进制数(2E5.A7)16转换为二进制数，将每位十六进制数用4位二进制数表示。2E5．A7001011100101.10100111转换结果：(2E5.A7)16=(1011100101.10100111)2第1章12第1章1.定点数与浮点数的表示一个数及其符号在机器中加以数值化表示称“机器数”。机器数所代表的数称该机器数的“真值”。机器数的小数点位置事先约定，规定小数点位置不变的机器数称“定点数”；规定小数点位置可浮动的机器数称“浮点数”。1.3.2数值数据的表示13第1章2.机器数的表示（1）机器数的范围字长8位，无符号整数最大值：(11111111)2=(255)10，机器数范围0-255。字长16位，无符号整数最大值：(1111111111111111)2=(FFFF)16=(65535)10，机器数范围0-65535。机器字长为n时，无符号数表示范围是：0≤X≤2n－1若运算结果超出该范围产生溢出。14第1章（2）机器数的符号计算机中表示带符号数据，规定每个字长的最高位为符号位：“0”表示正数“1”表示负数15第1章（3）带符号数的原码、反码、补码表示原码：正数符号“＋”用“0”表示，负数符号“－”用“1”表示的二进制数称为原码。如字长为8位二进制数：X=+1011011B[X]原码=01011011BY=-1011011B[Y]原码=11011011B原码可表示整数范围：－(2n-1－1)~＋(2n-1－1)，n为机器字长。16第1章反码：对二进制数逐位求反得到的数称为该数的反码。带符号数：正数的反码与其原码相同，负数的反码为其原码除符号位以外的各位按位取反。如字长为8位二进制数时：[X]原码=01011011B[X]反码=01011011B[Y]原码=11011011B[Y]反码=10100100B17第1章补码：使符号位作为数参加运算，减法转加法处理，简化计算机控制线路，提高运算速度。正数的补码与其原码相同，负数的补码为其反码在最低位加1。如：X=+1011011B[X]原码=01011011B[X]补码=01011011BY=-1011011B[Y]原码=11011011B[Y]补码=10100101B补码表示的整数范围是：－2n-1~＋（2n-1－1），n为机器字长。8位补码可表示整数范围－128~＋127，16位补码可表示整数范围－32768~＋32767。18第1章（4）补码与真值之间的转换已知某机器数真值可通过补码定义完成真值到补码的转换；反之，若已知某数补码也可通过以下方法求值。（1）正数补码的真值等于补码的本身；（2）负数的补码求其真值时，可除符号位以外将补码有效值按位求反后在末位加1。19第1章例题分析【例1.7】已知X=–43，用8位二进制表示X的原码、反码和补码。解：二进制数为X=–(101011)2按相关转换方法可得：[X]原码=(10101011)2[X]反码=(11010100)2[X]补码=[X]反码+1=(11010101)220第1章【例1.8】[X]补码＝(01010101)2，求真值X。解：[X]补码符号位是“0”，该数是正数：X＝＋(1010101)2＝＋(1×26＋1×24＋1×22＋1×20)＝＋(64＋16＋4＋1)10＝(＋85)1021第1章【例1.9】[X]补码＝(10110011)2，求真值X。解：[X]补码符号位是“1”，该数是负数：X＝－([0110011]求反＋1)2＝－(1001100＋1)2＝－(1001101)2＝－(1×26＋1×23＋1×22＋1×20)＝－(64＋8＋4＋1)10＝(－77)1022第1章（5）带符号数的加减运算与数据溢出补码加法：[X+Y]补码=[X]补码+[Y]补码补码减法：[X－Y]补码=[X]补码－[Y]补码=[X]补码+[－Y]补码数据溢出：运算后结果超过计算机所能表示的数值范围，将导致错误结果。计算机专门在CPU标志寄存器中设置溢出标志OF。当OF=“1”时表示运算结果产生溢出，OF=“0”时表示运算结果未溢出。23第1章1.3.3ASCII码与BCD码1.ASCII码ASCII码是“美国信息交换标准代码”的简称，包括大小写英文字母、数字、专用字符、控制字符等。ASCII码由7位二进制数组成，可表示27＝128种字符。一般用一个字节（8位二进制数）对字符进行编码，最高位为奇偶校验位，用以判别数码传送是否正确。24P19：表1.37位ASCII码编码表高3位代码低4位代码0123456700000101001110010111011100000NULDLESP0＠P、p10001SOHDC1！1AQaq20010STXDC22BRbr30011ETXDC3＃3CScs40100EOTDC4$4DTdt50101ENQNAK%5EUeu60110ACKSYN＆6FVfv70111BELETB'7GWgw81000BSCAN（8HXhx91001HTEM）9IYiyA1010LFSUB*：JZjzB1011VTESC+；K[k{C1100FFFS，＜L＼l|D1101CRGS－=M]m}E1110SORS．＞N↑n~F1111SIUS／？O←oDEL25128个字符中：34个起控制作用——“功能码”；94个供书写程序和描述命令用——“信息码”。包括：10个十进制数码；52个英文大、小写字母；32个专用符号。注意常用字符的ASCII码：“0”=31H,“9”=39H;“A”=41H,“a”=61H;“LF”=0AH（换行）,“CR”=0DH（回车）第1章26第1章2.BCD码BCD码又称“二—十进制编码”，常用8421-BCD编码，用4位二进制数表示1位十进制数，自左至右每个二进制位对应位权8、4、2、1。4位二进制数有0000-1111B共16种状态，而十进制数0-9只取0000-1001B的10种状态，其余6种状态闲置不用。27有压缩BCD码和非压缩BCD码两种表示：压缩BCD码用4位二进制数表示一位十进制数；如(57)压缩BCD＝01010111B非压缩BCD码用8位二进制数表示一位十进制数；如(57)非压缩BCD＝0000010100000111B第1章28第1章小结本章小结1.微机系统由硬件和软件组成。硬件主要有CPU、存储器、系统总线、接口电路及I/O设备等部件。软件由各种程序和数据组成。系统软件是对硬件功能的扩充与完善，操作系统配置在硬件上第一层，系统实用程序及应用程序都在操作系统上运行，受其统一管理和控制。292.计算机内部信息处理主要针对数值型数据和字符型数据。数值型数据用二、十、十六进制表示，计算机能直接识别二进制数，汇编语言编程多采用十进制和十六进制表示数据，各数制间相互转换有特定规律。第1章小结303.无符号数和带符号数在计算机中有规定表示方法。要理解带符号数的原码、反码、补码表示和应用特点。4.字符型数据在计算机中采用ASCII码表示，用二进制数表示十进数时采用BCD码表示。第1章小结31本章思考题与习题分析：┅本章作业：教材P23－24：四、数值转换题1.（2）2.（1）、（3）3.（4）4.（1）——要求有转换依据并写出转换过程。第2周的周一上交。32第1章内容到此结束谢谢!预习第2章的2.1节、2.2节