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1、第1章微型计算机系统现在学习的是第1页，共105页（1 1）了解微型计算机的发展历史；）了解微型计算机的发展历史；（2 2）掌握）掌握微处理器的基本结构微处理器的基本结构(ALU(ALU、控制器、微操作控制、控制器、微操作控制电路、总线与总线缓冲器、寄存器阵列电路、总线与总线缓冲器、寄存器阵列)；（3）掌握）掌握微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构和和微型计算机系统的组微型计算机系统的组成成(CPU、存储器、存储器、I/O接口、总线接口、总线)；（4）掌握进位计数制及其转换）掌握进位计数制及其转换(信息分类、表示、进制规则、信息分类、表示、进制规则、进制转换进制转换)；（5）掌握计算机中的
2、数据表示）掌握计算机中的数据表示(原码、反码、补码原码、反码、补码)和逻辑和逻辑数据的编码；数据的编码；教学目的与要求教学目的与要求现在学习的是第2页，共105页1-1微型计算机的发展概况1 1电子计算机概述电子计算机概述 19461946年，世界上第一台电子数字计算机年，世界上第一台电子数字计算机ENIACENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator Electronic Numerical Integrator And Calculator）在美国宾夕法尼亚大学研制成功）在美国宾夕法尼亚大学研制成功.计算机的发展经历了电子管时代、
3、晶体管时代计算机的发展经历了电子管时代、晶体管时代(1958)(1958)、中小规模集成电路时代中小规模集成电路时代(1965)(1965)、大规模和超大规模集成电路大规模和超大规模集成电路时代时代(1970)(1970)，目前已进入巨大规模的集成电路时代。，目前已进入巨大规模的集成电路时代。电子计算机根据体积、性能、价格划分为巨型机、大型机、电子计算机根据体积、性能、价格划分为巨型机、大型机、中型机、小型机中型机、小型机。现在学习的是第3页，共105页（1）4位微处理器位微处理器n 1971年，年，Intel4004，4.2mm*3.2mm硅片上，硅片上，2250晶体管，晶体管，PMOS工艺
4、，频率工艺，频率108KHz，寻址，寻址640字字节。节。n随后随后Intel公司在公司在Intel4004的基础上，推的基础上，推出了出了Intel4040，它是第一片通用的，它是第一片通用的4位位微处理器。微处理器。现在学习的是第4页，共105页（2）8位微处理器位微处理器n1972年，年，8位微处理器位微处理器Intel8008，2000晶体晶体管，频率管，频率1MHz。运算能力是。运算能力是4004的的2倍。倍。n1974年，推出年，推出8位微处理器位微处理器Intel8080，集成，集成4500晶体管，晶体管，NMOS工艺，时钟频率为工艺，时钟频率为2MHz。n1976年，年，Int
5、el8085，1万晶体管，频率万晶体管，频率4MHz。现在学习的是第5页，共105页（3 3）1616位微处理器位微处理器n19781978年，年，1616位位80868086，集成，集成2.92.9万个晶体管，万个晶体管，HMOSHMOS工艺，频率工艺，频率5MHz5MHz、8MHz8MHz、10MHz10MHz。IBM PCIBM PC的的CPUCPU，数据总线数据总线1616位，地址总线位，地址总线2020位位。19821982年，年，1616位位8028680286，集成，集成13.413.4万万个晶体管个晶体管,频率频率25MHz25MHz。IBM PC/ATCPUIBM PC/AT
6、CPU，地址总线地址总线2424位。提出实模式、保护模式位。提出实模式、保护模式（虚拟存储管理和多任务）。引进段描（虚拟存储管理和多任务）。引进段描述符表，述符表，1GB1GB虚拟地址空间。虚拟地址空间。现在学习的是第6页，共105页（4 4）3232位处理器位处理器n19851985年，年，3232位位Intel80386Intel80386，27.527.5万个晶体管，万个晶体管，CHMOSCHMOS工艺，频率工艺，频率16/25/33MHz16/25/33MHz，数据及地址线，数据及地址线3232位，位，4GB4GB内存，支持分页机制。三种工作方式：实模内存，支持分页机制。三种工作方式：
7、实模式、保护虚地址模式和虚拟式、保护虚地址模式和虚拟Intel8086Intel8086模式（同时模式（同时模拟多个模拟多个Intel8086Intel8086）。）。64TB64TB虚地址虚地址19891989年，年，3232位位8048680486，120120万晶体管，频率万晶体管，频率25M25M、33MHz33MHz、50MHz50MHz。把80386、浮点处理单元浮点处理单元80387及8KB高速缓冲存储器(Cache)集成在一块芯片，精简指令集计算机精简指令集计算机RISC,RISC,一个时钟周期一条指令一个时钟周期一条指令现在学习的是第7页，共105页（5 5）6464位微处理
8、器位微处理器n1993,Pentium,AB321993,Pentium,AB32位，外位，外DB64DB64位，位，60200M,31060200M,310万晶万晶体管体管,两条整数流水线超标量设计两条整数流水线超标量设计+动态转移预测，指令动态转移预测，指令数据数据CacheCache各各8KB8KB。8 8级流水。级流水。CMOS0CMOS0CPUFPU8KB Cache80486DXCPU1CPU2FPU8KB指令Cache8KB数据CachePentium现在学习的是第8页，共105页l19951995年，年，Pentium ProPentium Pro（高能奔腾），（高能奔腾），A
9、B36AB36位，位，Cache16KB+Cache16KB+256/512KB256/512KB二级二级Cache Cache。1414级流水。级流水。l19961996年，多媒体扩展年，多媒体扩展MMXMMX技术技术Pentium MMXPentium MMX（多能奔腾），片内（多能奔腾），片内Cache32KBCache32KB。5757条多媒体指令。条多媒体指令。l19971997年，年，Pentium Pentium：Pentium Pro+MMXPentium Pro+MMX技术技术+双重独立总线结双重独立总线结构（构（CacheCache及及CPUCPU到主内存独立到主内存独立）
10、.CPU1CPU2FPU16KB一级Cache256/512KB二级CachePentium ProCPU3CPU1 CPU2FPU32KB一级Cache512KB二级CachePentium CPU3现在学习的是第9页，共105页l1999,Pentium,0.251999,Pentium,0.25微米工艺，微米工艺，450M1.4GHz,70450M1.4GHz,70条条SSE(SSE(数据流单指多数数据流单指多数据扩展据扩展)指令增强音频、视频、指令增强音频、视频、3D3D效果。工作电压效果。工作电压1.6V.1.6V.l20002000年推出增加年推出增加144144条条SSE2SSE
11、2指令的指令的Pentium4Pentium4。1.53.6GHz,NetBurst1.53.6GHz,NetBurst架构架构,流水深度达到流水深度达到3131级。级。l20062006年，年，“Core”(Core”(酷睿酷睿)系列，系列，65ns65ns工艺，双核架构，执行工艺，双核架构，执行128128位位SSESSE指令，指令，6464位内存扩展技术，位内存扩展技术，6464计算。计算。l20032003年，年，AMDAMD公司公司6464位微处理器位微处理器Athlon 64Athlon 64，Athlon 64 Athlon 64 既确保当前既确保当前3232位应位应用程序能发挥
12、出卓越性能，也可支持下一代的用程序能发挥出卓越性能，也可支持下一代的6464位应用程序。位应用程序。整体性能、网络与通信、整体性能、网络与通信、3D3D图形图像处理、多媒体信息处理、通信能力图形图像处理、多媒体信息处理、通信能力提高。提高。现在学习的是第10页，共105页x86x86前前前前x86x86架构架构架构架构4 4位处理器位处理器位处理器位处理器 4004(1971,44004(1971,4位位位位,寻址寻址寻址寻址4K,2000/4K,2000/片片片片)8 8位处理器位处理器位处理器位处理器 8008(1972)8008(1972)、8080(1974)8080(1974)、80
13、85(1975)8085(1975)IA-16IA-16 80868086、80888088、8028680286IA-32 IA-32 PentiumPentium前前前前 8038680386、8048680486PentiumPentium早期架构早期架构早期架构早期架构 PentiumPentium、Pentium MMXPentium MMXP6P6架构架构架构架构 Pentium ProPentium Pro、Pentium IIPentium II、Pentium IIIPentium III、Pentium II/IIIPentium II/IIINetBurstNetBurs
14、t架构架构架构架构 Pentium 4Pentium 4、Pentium DPentium D IA-32结构的概要历史现在学习的是第11页，共105页表表1.1 80 x86系列微处理器概况系列微处理器概况 现在学习的是第12页，共105页1-3 微型计算机系统的组成结构微型计算机系统的组成结构程序存储原理（程序存储原理（Stored ProgramStored Program）：著名的美籍匈：著名的美籍匈牙利数学家冯牙利数学家冯诺依曼（诺依曼（Johaan Von NeumannJohaan Von Neumann，1903195719031957）提出，将指令组成程序和指令操作数据）提出
15、，将指令组成程序和指令操作数据以二进制形式存储在存储器里。以二进制形式存储在存储器里。n计算机硬件应由五个基本部分组成：计算机硬件应由五个基本部分组成：运算器、控运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。制器、存储器、输入设备和输出设备。现在学习的是第13页，共105页l 计算机的基本结构计算机的基本结构由由由由运算器、控制器运算器、控制器运算器、控制器运算器、控制器、存储器及输入、输出设备组成。、存储器及输入、输出设备组成。、存储器及输入、输出设备组成。、存储器及输入、输出设备组成。2 2现在学习的是第14页，共105页1.运算器：运算器：执行算术运算和逻辑运算功能部件。执行算术运算和逻辑
16、运算功能部件。nALU:Arithmetical/Logical Unit,完成算术、逻完成算术、逻辑及移位操作，采用二进制运算。辑及移位操作，采用二进制运算。n字长是计算机直接处理二进制位数。字长越字长是计算机直接处理二进制位数。字长越长，运算速度越快。长，运算速度越快。现在学习的是第15页，共105页2.存储器：存储程序、处理的数据、运算结存储器：存储程序、处理的数据、运算结果。果。l代码区存储指令，数据区存储数据；代码区存储指令，数据区存储数据；l容量容量:能存储二进制能存储二进制bit数量，如字节数。数量，如字节数。表示表示:存储单元数存储单元数位数位数/单元；单元；如如1K 8比特表
17、示比特表示1024个字节。每字节个字节。每字节8bit.现在学习的是第16页，共105页3.控制器：控制组成计算机的各个功能部件协调一控制器：控制组成计算机的各个功能部件协调一致工作。致工作。n功能：从内存取指、分析，发出控制信息，功能：从内存取指、分析，发出控制信息，执行某种操作。执行某种操作。n每条指令完成一次算术或逻辑运算，或是存每条指令完成一次算术或逻辑运算，或是存取数据的操作。取数据的操作。现在学习的是第17页，共105页4.输入输出设备：外设。输入输出设备：外设。l输入设备输入设备:将程序和数据输入计算机，存储在存将程序和数据输入计算机，存储在存储器中。储器中。l输出设备输出设备:
18、输出存储器中的程序、原始数据和输出存储器中的程序、原始数据和运算结果。运算结果。现在学习的是第18页，共105页5.总线总线n功能：是计算机系统中各功能部件间传送信功能：是计算机系统中各功能部件间传送信息的公共通道。息的公共通道。n分类：数据总线分类：数据总线(DB)、控制总线、控制总线(CB)、地址总、地址总线线(AB)。现在学习的是第19页，共105页一、微型计算机一、微型计算机1.1.微型计算机微型计算机组成：微处理器或称中央处理单元组成：微处理器或称中央处理单元(CPU)(CPU)、内部存贮器、内部存贮器(简称内存简称内存)、输入输出接口、输入输出接口(简称简称接口接口)及系统总线。及
19、系统总线。CPUROMRAMI/O接口接口外设外设图图1-1 1-1 微型计算机的典型组成结构微型计算机的典型组成结构系统总线系统总线系统软件系统软件现在学习的是第20页，共105页n中央处理器、微处理器和微控制器中央处理器、微处理器和微控制器n中央处理器（中央处理器（CPU）:运算器及控制器以及寄存运算器及控制器以及寄存器器作成独立部件用一片作成独立部件用一片VLSI实现。实现。n微处理器（微处理器（MPU Micro-Prosessing Unit）微型计算机的微型计算机的CPU，也即，也即P。n微控制器（微控制器（MCU Micro-Controller Unit）：）：P和存储器，以及
20、和存储器，以及I/O接口和总线在一个芯片中。接口和总线在一个芯片中。现在学习的是第21页，共105页现在学习的是第22页，共105页 2.微型计算机系统的组成微型计算机系统的组成1)硬件部分：物质基础硬件部分：物质基础n微型计算机微型计算机(CPU、存储器、存储器、I/O接口、总线和电源接口、总线和电源)n外部设备包括输入和输出设备外部设备包括输入和输出设备2)软件设备：灵魂软件设备：灵魂(1)系统软件系统软件n操作系统：资源、任务、文件管理和程序库。操作系统：资源、任务、文件管理和程序库。n程序设计语言的汇编、编译、解释、检测系统；程序设计语言的汇编、编译、解释、检测系统；n其他程序，如系统
21、诊断程序、故障定位程序、系统配置程序等；其他程序，如系统诊断程序、故障定位程序、系统配置程序等；(2)应用软件：用户编写或选购程序。驻留在外存中。应用软件：用户编写或选购程序。驻留在外存中。现在学习的是第23页，共105页 微型计算机系统的组成微型计算机系统的组成 微型计算机系统的组成图微型计算机系统的组成图 硬件微型机系统微型机系统外围设备外围设备过程控制过程控制I/O通道通道A/D,D/A转换器开关量等外部设备外部设备键盘、鼠标等输入设备显示器、打印机等输出设备 软驱、硬盘及磁带等外存储器主 机输入输出输入输出(I/O)接口电路接口电路微处理器微处理器(CPU)运算器(算术逻辑运算单元AL
22、U)控制器(控制单元CU)寄存器阵列(RA)内存储器内存储器RAM,ROM,EPROMEEPROM,Cash等系统软件系统软件软件软件用户（应用）软件用户（应用）软件现在学习的是第24页，共105页3.3.微处理器的基本结构微处理器的基本结构 CPUCPU是是微微型型计计算算机机的的核核心心部部件件，芯芯片片内内集集成成了了运运算算器器和和控控制制器器的的功功能能，并并集集成成了了少少量量的被称为寄存器的的被称为寄存器的高速存储单元高速存储单元。l算术逻辑单元算术逻辑单元ALU；l控制与定时部件控制器；控制与定时部件控制器；l内部总线内部总线l寄存器阵列寄存器阵列现在学习的是第25页，共105
23、页1）算术逻辑单元）算术逻辑单元ALU 数据通过内数据通过内部总线进入数据部总线进入数据寄存器寄存器,和标志寄和标志寄存器的存器的CF输入输入ALU,运算结果送运算结果送往数据寄存器往数据寄存器,结结果状态送标志寄果状态送标志寄存器存器,作为条件转作为条件转移指令的转移条移指令的转移条件件.现在学习的是第26页，共105页2）控制与定时部件控制器）控制与定时部件控制器1功能功能:取出指令、分析、执行取出指令、分析、执行2组成：指令、时序部件和微操作控制电路。组成：指令、时序部件和微操作控制电路。现在学习的是第27页，共105页(1)指令部件指令部件指令指针指令指针IP：指出要执行指令的首地址指
24、出要执行指令的首地址。l指令取出后自增指令取出后自增1，正常情况，总是顺序执行。，正常情况，总是顺序执行。l遇到跳转遇到跳转JMP、调子程序指令、调子程序指令CALL、返回、返回(RET)、或中断服务程序，装入新地址。或中断服务程序，装入新地址。指令寄存器指令寄存器IR：存放当前要执行指令。：存放当前要执行指令。指令译码器指令译码器ID：分析指令的部件。：分析指令的部件。8位操作码经译码位操作码经译码译出译出256种操作。种操作。现在学习的是第28页，共105页(2)时序部件：时序部件：一条指令可分解为若干基本微操作，这些微操作所对应的一条指令可分解为若干基本微操作，这些微操作所对应的脉冲信号
25、，在时间上有严格的先后次序，称作时序。脉冲信号，在时间上有严格的先后次序，称作时序。指令周期指令周期 15机器周期机器周期时钟周期时钟周期机器周期机器周期现在学习的是第29页，共105页(3)微操作控制电路：由译码器输出电位、节微操作控制电路：由译码器输出电位、节拍电位和外部状态等组合成控制信号。拍电位和外部状态等组合成控制信号。电路可由组合逻辑、微程序控制和可编程电路可由组合逻辑、微程序控制和可编程逻辑阵列组成。逻辑阵列组成。现在学习的是第30页，共105页3）内部总线）内部总线(1)片内总线片内总线:在在CPU内部传送信息内部传送信息l片外总线（系统总线）：连接片外总线（系统总线）：连接C
26、PU、存储器和、存储器和I/O接口接口4）寄存器阵列）寄存器阵列(1)存放待处理数据存放待处理数据累加器累加器 通用寄存器组通用寄存器组(2)存放地址码存放地址码程序计数器程序计数器 堆栈指示器堆栈指示器(3)存放控制信息存放控制信息指令寄存器指令寄存器 标志寄存器标志寄存器(4)起数据缓冲作用起数据缓冲作用数据总线缓冲寄存器数据总线缓冲寄存器 地址总线缓冲器地址总线缓冲器现在学习的是第31页，共105页1.程序的局部性原理：在某一较短的时间间隔，频繁访问程序的局部性原理：在某一较短的时间间隔，频繁访问某某一局部存储器地址一局部存储器地址的现象。的现象。2.多级存储体系的组成多级存储体系的组成
27、CPU高速缓存cache主存主存外外(辅辅)存存内存内存外存外存半导体半导体磁光介质磁光介质二、存储器：内存二、存储器：内存+外存外存现在学习的是第32页，共105页n内存内存存放当前运行的程序和数据。存放当前运行的程序和数据。n特点：快，容量小，随机存取，特点：快，容量小，随机存取，CPU直接访问。直接访问。n由半导体存储器构成由半导体存储器构成nRAM、ROMn外存外存存放非当前使用的程序和数据。存放非当前使用的程序和数据。n特点：慢，容量大，顺序存取特点：慢，容量大，顺序存取/块存取。需调入内存后块存取。需调入内存后CPU才能访问。才能访问。n由磁、光存储器构成，也可以由半导体存储器构成
28、由磁、光存储器构成，也可以由半导体存储器构成n磁盘、磁带、磁盘、磁带、CD-ROM、DVD-ROM、固态盘、固态盘现在学习的是第33页，共105页随机存取存储器随机存取存储器（RAM）只读存储器（只读存储器（ROM）(MOS型型)FLASH存储器（闪存）：存储器（闪存）：电擦除、非易失电擦除、非易失 (MOS型型)静态静态SRAM动态动态DRAM掩模掩模ROM可编程型可编程型ROM（PROM）可读写可读写ROMEPROMEEPROM双极型双极型:TTL晶体管晶体管CacheMOS型型3.3.半导体存储器半导体存储器现在学习的是第34页，共105页CPU寄存器寄存器内部内部cache主板主板ca
29、che主存主存(DRAM)辅助存储器辅助存储器大容量辅助存储器大容量辅助存储器速度快、访问频度高速度快、访问频度高造价高、功耗大造价高、功耗大、集成度小、集成度小微型机存储系统的层次结构微型机存储系统的层次结构双极型双极型高速高速SRAM高速高速DRAM软硬盘软硬盘磁带磁带光盘光盘现在学习的是第35页，共105页目标：目标：l系统存储速度接近最快的存储器，容量接近最系统存储速度接近最快的存储器，容量接近最大存储器。大存储器。现在学习的是第36页，共105页4.4.存储器组织：存储器组织：8086CPU 8086CPU现在学习的是第37页，共105页三、三、I/OI/O接口接口 微微型型计计算算
30、机机广广泛泛地地应应用用于于各各个个部部门门和和领领域域，所所连连接接的的外外部部设设备备是是各各式式各各样样的的。它它们们不不仅仅要要求求不不同同的的速速率率、电电平平、格格式式，而而且且要要求求时时序序不不同同，有有时时还还要要考考虑虑是是模模拟拟信信号号，还是数字信号。还是数字信号。n可编程并行接口可编程并行接口8255:CPU与外设数据；与外设数据；n可编程定时器可编程定时器8253：实时时钟、：实时时钟、DRAM刷新；刷新；n可编程串行接口可编程串行接口8251：同、异步，全双工；：同、异步，全双工；n常用外设接口设计：常用外设接口设计：74系列；系列；nA/D、D/A变换器变换器；
31、n82598259中断控制器：中断过程控制；中断控制器：中断过程控制；n8237DMA8237DMA控制器：外设和存储器直接交换；控制器：外设和存储器直接交换；现在学习的是第38页，共105页总总线线:用用来来传传送送信信息息的的一一组组通通信信线线。实实现现微微型型机机内内部部各各部部件间的信息交换。件间的信息交换。1.总线标准总线标准：1）物理特性：总线的根数、排列、插头插座。）物理特性：总线的根数、排列、插头插座。2）功能特性：）功能特性：n地地址址总总线线AB:单单向向输输出出，一一次次直直接接访访问问存存储储器器/IO端端口口地地址址范围；范围；20根地址线寻址空间根地址线寻址空间1
32、MB;n数数据据总总线线DB：双双向向，访访问问一一次次存存储储器器或或外外设设最最多多交交换换数数据据位位数；数；16位数据总线最高精度位数据总线最高精度2-16。n控制总线控制总线CB:双向；双向；3）电气特性：信号连接方向和有效电平范围。）电气特性：信号连接方向和有效电平范围。4）时间特性：信号在什么时间有效。）时间特性：信号在什么时间有效。四、总线四、总线现在学习的是第39页，共105页微型计算机的性能微型计算机的性能1.1.运算速度：每秒执行指令条数。高能奔腾运算速度：每秒执行指令条数。高能奔腾1000MIPS1000MIPS。2.2.指令系统由复杂指令系统指令系统由复杂指令系统CI
33、SCCISC发展到发展到RISC(Reduced Instruction Set Computer);3.RISC(Reduced Instruction Set Computer);3.总线由单一总线发展到多总线。总线由单一总线发展到多总线。现在学习的是第40页，共105页（1 1）单总线结构）单总线结构系统的存储器和系统的存储器和I/OI/O都挂在单总线上。都挂在单总线上。简单易扩充，分时工作简单易扩充，分时工作,数据传输量受限。数据传输量受限。CPUROMRAMI/O接口单总线单总线2.总线结构总线结构：现在学习的是第41页，共105页（2 2）面向）面向CPUCPU的双总线结构的双总线
34、结构外设和主存无直接通路，外设和主存无直接通路，CPUCPU效率低。效率低。CPU存储器存储器I/O接口I/O接口I/O总线总线存储总线存储总线现在学习的是第42页，共105页（3 3）面向主存储器的双总线）面向主存储器的双总线信息和信息和CPUCPU速度高，高档微机。速度高，高档微机。CPU存储器存储器I/O接口接口I/O接口接口I/O总线高速存储总线高速存储总线现在学习的是第43页，共105页1.2计算机中的数和编码方法计算机中的数和编码方法1.2.1 数制数制 1.计算机内部信息分：计算机内部信息分：控制和数据信息。控制和数据信息。(1)控制信息指挥操作；控制信息指挥操作；(2)数据信息
35、是操作对象，数据信息是操作对象，分数值、非数值数据分数值、非数值数据。数值数据表示数量大小，有确定数值；数值数据表示数量大小，有确定数值；非非数数值值数数据据没没有有确确定定数数值值，包包括括字字符符、汉汉字字和和逻逻辑数据等。辑数据等。现在学习的是第44页，共105页 2.信息的二进制表示信息的二进制表示不不论论是是控控制制命命令令还还是是数数据据，在在计计算算机机内内部部用用“0”和和“1”两两个个基基本本符符号号即即基基2码码来来编编码码表表示示，方方便便存存储储、传传送和处理。原因：送和处理。原因：(1)基基2码码在在物物理理上上最最容容易易实实现现。高高、低低两两个个电电位位；脉冲有
36、、无；脉冲的正、负极性；脉冲有、无；脉冲的正、负极性；(2)编码及加减运算规则简单。编码及加减运算规则简单。(3)“1”和和“0”与逻辑数据与逻辑数据“真真”与与“假假”对应。对应。现在学习的是第45页，共105页3.数与数制数与数制 进位计数制是一种计数方法。如六十进制（进位计数制是一种计数方法。如六十进制（1小时小时=60分，分，1分分=60秒）秒）,十二进制（十二进制（1英尺英尺=12英寸，英寸，1年年=12月），十进制计数。月），十进制计数。数制：数制：用一组固定的用一组固定的数字符号和统一的规则数字符号和统一的规则表示数的方表示数的方法。法。基数：基数：每个数位用到的不同数字的个数。
37、每个数位用到的不同数字的个数。权：权：数字在不同的数位所代表的值是不同的，每个数字所数字在不同的数位所代表的值是不同的，每个数字所表示的数值等于它本身乘以与所在数位的权。表示的数值等于它本身乘以与所在数位的权。现在学习的是第46页，共105页4.4.任意任意K K进制数的表示进制数的表示任意一个任意一个K进制数进制数S表示为表示为:其中：其中：Si-S的的第第i位数码，可以是位数码，可以是K个符号中任何一个；个符号中任何一个；n,m 整数和小数的位数；整数和小数的位数；K-基数；基数；Ki-K进制数的权进制数的权;现在学习的是第47页，共105页(1)二进制(B、b)(2)八进制(O、Q)(3
38、)十六进制(H、h)进位原则：逢二进一数码：0，1进位原则：逢八进一数码：0，1，2，3，4，5，6，7进位原则：逢十六进一数码：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F现在学习的是第48页，共105页(234.13)10=2102+3101+4100+1101+3102同理，任意一个二进制数、八进制数和十六进制数同理，任意一个二进制数、八进制数和十六进制数也可用位权表示。例如：也可用位权表示。例如：(101.11)2=122+021+120+121+122(124.36)8=182+281+480+381+682(AC.B5)16=A161+C160+B161+5162
39、现在学习的是第49页，共105页(4)二二-十进制十进制:二进制编码十进制数，二进制编码十进制数，BCD码码(Binary-Coded Decimal)十个符号，逢十进一。十个符号，逢十进一。8421BCD码。码。l非压缩型非压缩型BCDBCD码：码：用一个字节表示一位十进制数用一个字节表示一位十进制数。高高4 4位总是位总是00000000，低，低4 4位用位用00000000 10011001中的一种组合中的一种组合来表示来表示0 0 9 9中的某一个十进制数。中的某一个十进制数。l压缩型压缩型BCDBCD码：用一个字节表示两位十进制数。例码：用一个字节表示两位十进制数。例如，如，1000
40、0110B10000110B表示十进制数表示十进制数8686。现在学习的是第50页，共105页十进制十进制数码数码01234567898421码0000000100100011010001010110011110001001这种编码的特点是：这种编码的特点是：4个基个基2码之间满足二进制计数规则。而十进制数码之间满足二进制计数规则。而十进制数位之间是十进制计数规则，实质上是以二进制编码的十进制数。位之间是十进制计数规则，实质上是以二进制编码的十进制数。表表1-1 8421BCD码表码表现在学习的是第51页，共105页(67.9)10=(01100111.1001)BCD(10010110.01
41、10)BCD=(96.6)10现在学习的是第52页，共105页1.2.1 1.2.1 数制之间数制之间的转换1.2.2.1非十进制数到十进制数的转换非十进制数到十进制数的转换（1）按权展开法：相应的数字和权乘积，再按十进制求和。）按权展开法：相应的数字和权乘积，再按十进制求和。（2）二进制除以）二进制除以10求余：第一次得余数为最低十进制位，求余：第一次得余数为最低十进制位，商再除商再除10，直到商为直到商为0 0；（3）降幂比较法）降幂比较法例：例：24.AH=2161+4160+A16-1 =36.625注：注：AF分别用分别用1015代入代入现在学习的是第53页，共105页1.2.2.2
42、 二进制纯小数到十进制小数的转换二进制纯小数到十进制小数的转换(1)按权展开法按权展开法【例例1-9】11000000B=12-1+12-2=0.75(2)乘乘10取整取整【例例1-10】55H转换为十进制小数（保留两位有效数字）转换为十进制小数（保留两位有效数字）=0.33 55H 10=352H;整数为整数为03H；52H 10=334H;整数为整数为03H；34H 10=208H;整数为整数为02H；08H 10=50H;整数为整数为00H；现在学习的是第54页，共105页1.2.2.3 十进制到非十进制数的转换十进制到非十进制数的转换l十进制十进制 二进制的转换：二进制的转换：整数部分
43、：除整数部分：除2取余；小数部分：乘取余；小数部分：乘2取整。取整。【例例1】(97)10=(1100001)2【例例2】(0.6875)10=(0.1011)2l十进制十进制 十六进制的转换：十六进制的转换：整数部分：除整数部分：除16取余；小数部分：乘取余；小数部分：乘16取整。取整。(97)10=(61)16 (0.6875)10=(0.B)16以小数点为起点求整数和小数的每一位以小数点为起点求整数和小数的每一位。现在学习的是第55页，共105页表1-2十、二、八、十六进制数码的对应关系十进制二进制八进制十六进制00000B0Q0H10001B1Q1H20010B2Q2H30011B3Q
44、3H40100B4Q4H50101B5Q5H60110B6Q6H现在学习的是第56页，共105页70111B7Q7H81000B10Q8H91001B11Q9H101010B12QAH111011B13QBH121100B14QCH131101B15QDH141110B16QEH151111B17QFH现在学习的是第57页，共105页1.3.2 信信 息息 的的 编编 码码 1.ASCII字符编码即美国标准信息交换代码字符编码即美国标准信息交换代码(American Standard Code for Information Interchance)，用用7位二位二进制代码来对字符进行编码进制
45、代码来对字符进行编码，最高位一般用做校验位。，最高位一般用做校验位。7位位ASCII码能表示码能表示27=128种不同的字符，其中包括种不同的字符，其中包括数码数码(0 9)，英文大、小写字母，标点符号及控制字符，英文大、小写字母，标点符号及控制字符等等，见表见表1-4。现在学习的是第58页，共105页表表1-3 美国标准信息交换码美国标准信息交换码ASCII(7位代码位代码)现在学习的是第59页，共105页ASCIIASCII码表有以下几个特点：码表有以下几个特点：(1)(1)一般最高位置为一般最高位置为“0”0”，即，即B7B7为为“0”0”。需要奇偶校验。需要奇偶校验时，最高位用做校验位
46、。时，最高位用做校验位。(2)ASCII(2)ASCII码共编码码共编码128128个字符，它们分别是：个字符，它们分别是：n3232个控制字符个控制字符，主要用于通信控制或对计算机设备的功能，主要用于通信控制或对计算机设备的功能控制，编码值为控制，编码值为0 03131（十进制）。（十进制）。n间隔字符间隔字符（也称空格字符）（也称空格字符）SPSP，编码值为，编码值为20H20H。n删除控制码删除控制码DELDEL，编码值为，编码值为7FH7FH。现在学习的是第60页，共105页9494个可印刷字符（或称有形字符）。个可印刷字符（或称有形字符）。l字符字符0 09 9编码编码0011000
47、00011000000111001.00111001.l英文字母的编码值满足英文字母的编码值满足A AZ(01000001 Z(01000001 01011010)01011010)；la az(01100001 z(01100001 01111010)01111010)正常的字母排正常的字母排序关系。有利于大小写字母之间的编码转换。序关系。有利于大小写字母之间的编码转换。现在学习的是第61页，共105页2.汉字的编码汉字的编码 汉汉字字的的输输入入、存存储储、输输出出过过程程中中所所使使用用的的编编码码是是不不一一样样的的，输输入入时时有有输输入入编编码码，存存储储时时有有汉汉字字机机内内码
48、码，输输出出时时有有汉汉字字字字形形码码。不不同同汉汉字字处处理理系系统统交交换用交换码换用交换码.现在学习的是第62页，共105页(2)交换码：计算机之间或计算机与终端间用交换码：计算机之间或计算机与终端间用 GB2312-1980汉字编码国标码，汉字编码国标码，收录汉字和图形收录汉字和图形7445个，由三部分组成。呈二维表，分布在个，由三部分组成。呈二维表，分布在87个区个区(行行)，每，每区最多区最多94个字符个字符(列列)。一个汉字由两个字节即一个汉字由两个字节即1616位二进位二进制数。制数。第一部分字母第一部分字母、数字和各种符号，有拉丁、俄文、日、数字和各种符号，有拉丁、俄文、日
49、文平假名与片假名、希腊字母、汉字拼音文平假名与片假名、希腊字母、汉字拼音682个。个。第二部分常用汉字第二部分常用汉字，3755个，按拼音字母顺序排列。个，按拼音字母顺序排列。第三部分二级常用字第三部分二级常用字3008个，按偏旁部首排列。个，按偏旁部首排列。现在学习的是第63页，共105页(3)(3)汉字机内码汉字机内码 每个汉字机内码是唯一的每个汉字机内码是唯一的，常用汉字字库物理位，常用汉字字库物理位置表示。两个字节表示的置表示。两个字节表示的国标码最高位国标码最高位D7D7置为置为 “1 1”。与。与ASCIIASCII区别区别例：例：“常常”国标码国标码 0110011 010001
50、1(33H23H)0110011 0100011(33H23H)机内码机内码 10110011 10100011(B3H A3H)10110011 10100011(B3H A3H)现在学习的是第64页，共105页(4)汉字输出码汉字输出码(字形码、汉字字模点阵码）字形码、汉字字模点阵码）1616点点阵阵256个个点点，需需32个个字字节节表表示示，表表示简体汉字。示简体汉字。2424点点阵阵576个个点点，需需72个个字字节节表表示示，表示宋体、楷体汉字。表示宋体、楷体汉字。现在学习的是第65页，共105页1.3.3 基本数据类型1)bit 1Mb=1024 1024bit=220bit 1