《[精选]XXXX秋11级计算机硬件技术基础课程多媒体课件(第1-2次10454.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[精选]XXXX秋11级计算机硬件技术基础课程多媒体课件(第1-2次10454.pptx（88页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第一章第一章 微型计算机基础微型计算机基础 .1 .1 微型计算机系统的概念微型计算机系统的概念 1 1、微处理器、微型计算机、微处理器、微型计算机、微型计算机系统微型计算机系统 2 2、本课主要讲授内容及要求本课主要讲授内容及要求计算机中的数、编码及运算计算机中的数、编码及运算 1.1.微型计算机的运算基础微型计算机的运算基础 1.“三微三微”的概念的概念1、微处理器、微处理器(MPU)算术逻辑单元算术逻辑单元 其核心其核心cpu运算器和控制器运算器和控制器 寄存器组寄存器组 是微型计算机的核心部件是微型计算机的核心部件 控制部件控制部件2、微型计算机、微型计算机 MPU MPU 为核心为核
2、心为核心为核心 半导体存储器（半导体存储器（半导体存储器（半导体存储器（ROM/RAM)ROM/RAM)I/O(Input/Output)I/O(Input/Output)接口和中断系统接口和中断系统接口和中断系统接口和中断系统 系统总线（系统总线（系统总线（系统总线（CB DB AB)CB DB AB)集成在一集成在一集成在一集成在一个半导体个半导体个半导体个半导体芯片上芯片上芯片上芯片上组装在一组装在一组装在一组装在一块或数块块或数块块或数块块或数块印刷电路印刷电路印刷电路印刷电路板上板上板上板上多板微型计算机多板微型计算机多板微型计算机多板微型计算机单板微型计算机单板微型计算机单板微型计
3、算机单板微型计算机单片微型计算机单片微型计算机单片微型计算机单片微型计算机微型计算机的两大分支微型计算机的两大分支核心核心器件器件微处理器微处理器微控制器微控制器MicroProcessor Unit embedMicroController UnitMPUMCU微机组成结构的两大类型微机组成结构的两大类型冯冯.诺依曼型诺依曼型哈佛型哈佛型CPUI/O接口接口存储器存储器系统总线系统总线系统总线系统总线数据数据存储器存储器CPUI/O接口接口程序程序存储器存储器系统总线系统总线系统总线系统总线DBCBAB例：例：PC机机例：例：MCS-51单片机单片机3、微型计算机系统、微型计算机系统硬件系统
4、硬件系统软件系统软件系统硬件系统硬件系统n n微型计算机微型计算机n n微处理器：运算器、控制器微处理器：运算器、控制器微处理器：运算器、控制器微处理器：运算器、控制器n n内存储器内存储器内存储器内存储器n nROMROM：ROMROM、PROMPROM、EPROMEPROM、E E2 2PROMPROM、Flash ROM Flash ROM n nRAMRAM：SRAMSRAM、DRAMDRAM、iRAMiRAM、NVRAMNVRAMn nI/OI/O接口：并行、串行、中断接口、接口：并行、串行、中断接口、接口：并行、串行、中断接口、接口：并行、串行、中断接口、DMADMA接口接口接口接
5、口n n系统总线：数据、地址、控制总线（系统总线：数据、地址、控制总线（系统总线：数据、地址、控制总线（系统总线：数据、地址、控制总线（DBDB、ABAB、CBCB）n n外围设备外围设备n n输入输入输入输入/输出设备输出设备输出设备输出设备n nA/D A/D、D/AD/A转换器转换器转换器转换器n n开关量输入开关量输入开关量输入开关量输入/输出输出输出输出n n终端终端终端终端n n微型计算机微型计算机n n微处理器：运算器、控制器微处理器：运算器、控制器微处理器：运算器、控制器微处理器：运算器、控制器n n内存储器内存储器内存储器内存储器n nROMROM：ROMROM、PROMPR
6、OM、EPROMEPROM、E E2 2PROMPROM、Flash ROM Flash ROM n nRAMRAM：SRAMSRAM、DRAMDRAM、iRAMiRAM、NVRAMNVRAMn nI/OI/O接口：并行、串行、中断接口、接口：并行、串行、中断接口、接口：并行、串行、中断接口、接口：并行、串行、中断接口、DMADMA接口接口接口接口n n系统总线：数据、地址、控制总线（系统总线：数据、地址、控制总线（系统总线：数据、地址、控制总线（系统总线：数据、地址、控制总线（DBDB、ABAB、CBCB）n n外围设备外围设备n n输入输入输入输入/输出设备输出设备输出设备输出设备n nA
7、/D A/D、D/AD/A转换器转换器转换器转换器n n开关量输入开关量输入开关量输入开关量输入/输出输出输出输出n n终端终端终端终端软件系统软件系统n n系统软件系统软件n n操作系统操作系统操作系统操作系统n n编译系统编译系统编译系统编译系统n n监控程序监控程序监控程序监控程序n n汇编程序汇编程序汇编程序汇编程序n n程序设计语言程序设计语言程序设计语言程序设计语言n n机器语言机器语言机器语言机器语言n n汇编语言汇编语言汇编语言汇编语言n n高级语言高级语言高级语言高级语言n n应用软件应用软件 把汇编语言把汇编语言源程序翻译成机源程序翻译成机器语言目标程序器语言目标程序的语言
8、处理程序的语言处理程序 自汇编程序自汇编程序 交叉汇编程序交叉汇编程序本课的主要内容及要求微型计算机微型计算机 MPU 微处理器微处理器 存储器存储器（内存）（内存）I/O接口接口系统系统总线总线连线连线编程编程综合应用综合应用器件的器件的器件的器件的外特性外特性外特性外特性掌握规律掌握规律掌握规律掌握规律具体机型：具体机型：MCS-51单片微型计算机单片微型计算机Single-Chip MicrocomputerSingle-Chip MicrocomputerMicro-ControllerMicro-ControllerMCS-51MCS-51单片机的基本组成单片机的基本组成单片机的基本
9、组成单片机的基本组成一、中央处理器一、中央处理器一、中央处理器一、中央处理器CPUCPU二、时钟电路二、时钟电路二、时钟电路二、时钟电路三、内部存储器三、内部存储器三、内部存储器三、内部存储器四、定时器四、定时器四、定时器四、定时器/计数器计数器计数器计数器(T/C)T/C)五、并行五、并行五、并行五、并行I/OI/O口口口口六、串行口六、串行口六、串行口六、串行口七、中断控制系统七、中断控制系统七、中断控制系统七、中断控制系统 1 14 4 微型计算机运算基础（微型计算机运算基础（p12)p12)1.4.1 1.4.1 计算机中数的表示方法计算机中数的表示方法 1.4.2 1.4.2 计算机
10、中的编码计算机中的编码 1.4.3 1.4.3 计算机中的运算计算机中的运算重点解决：重点解决：计算机的重要职能之一计算机的重要职能之一处理数处理数 在计算机中如何表示一个数？在计算机中如何表示一个数？不同性质数的运算规则和算法不同性质数的运算规则和算法。1.几个重要概念几个重要概念2.复习不同进制数之间的互换复习不同进制数之间的互换3.机器数与真值机器数与真值4带符号数的原码、反码、补码带符号数的原码、反码、补码5数的定点与浮点表示数的定点与浮点表示1.4.1计算机中数的表示方法计算机中数的表示方法1 1 几个重要概念几个重要概念 重点概念重点概念重点概念重点概念1 1 1 1：计算机中的数
11、据都是以二进制形式进行存储和运算的计算机中的数据都是以二进制形式进行存储和运算的计算机中的数据都是以二进制形式进行存储和运算的计算机中的数据都是以二进制形式进行存储和运算的 重点概念重点概念重点概念重点概念2 2 2 2：在在在在计计计计算算算算机机机机中中中中存存存存储储储储数数数数据据据据时时时时，每每每每类类类类数数数数据据据据占占占占据据据据固固固固定定定定长长长长度度度度的的的的二二二二进制数位，而不管其实际长度。一般长度为字节的整倍数进制数位，而不管其实际长度。一般长度为字节的整倍数进制数位，而不管其实际长度。一般长度为字节的整倍数进制数位，而不管其实际长度。一般长度为字节的整倍数
12、重点概念重点概念重点概念重点概念3 3：计算机中不仅要处理无符号数，还要处理带符号和带计算机中不仅要处理无符号数，还要处理带符号和带计算机中不仅要处理无符号数，还要处理带符号和带计算机中不仅要处理无符号数，还要处理带符号和带小数点的数。小数点的数。小数点的数。小数点的数。例如：在八位微机中，例如：在八位微机中，例如：在八位微机中，例如：在八位微机中，整数整数整数整数216216存储为存储为存储为存储为11011000B11011000B整数整数整数整数5656存储为存储为存储为存储为0000111000111000BB重点概念重点概念重点概念重点概念4 4：机器数与真值机器数与真值机器数与真值
13、机器数与真值 2 2 不同进制数之间的互换不同进制数之间的互换 1 1 1 1、不同进制数转换成十进制数、不同进制数转换成十进制数、不同进制数转换成十进制数、不同进制数转换成十进制数按权展开法按权展开法按权展开法按权展开法 表示不同进制数的尾部字母：表示不同进制数的尾部字母：表示不同进制数的尾部字母：表示不同进制数的尾部字母：二二二二 B B B B，十六十六十六十六 H H H H ，八，八，八，八 Q Q Q Q ，十，十，十，十 D(D(D(D(可略可略可略可略)例：例：例：例：10101010B10101010B10101010B10101010B=12=12=12=127 7 7 7
14、+02+02+02+026 6 6 6+12+12+12+125 5 5 5+02+02+02+024 4 4 4+12+12+12+123 3 3 3+02+02+02+022 2 2 2+12+12+12+121 1 1 1+02+02+02+020 0 0 0=128+32+8+2=170=128+32+8+2=170=128+32+8+2=170=128+32+8+2=1702 2 2 2、十、十、十、十 二二二二 （1 1 1 1）整数部分）整数部分）整数部分）整数部分除以除以除以除以2 2 2 2取余法取余法取余法取余法直到商为直到商为直到商为直到商为0 0 0 0止止止止 （2
15、2 2 2）小数部分）小数部分）小数部分）小数部分乘以乘以乘以乘以2 2 2 2取整法取整法取整法取整法直到积为直到积为直到积为直到积为0 0 0 0止止止止 或达到精度要求止或达到精度要求止或达到精度要求止或达到精度要求止 例：例：例：例：100=B=H=Q 100=B=H=Q 例：例：例：例：0.625=B=H=Q0.625=B=H=Q 0.1=B=H=Q 0.1=B=H=Q 3 3、二进制数、八进制与十六进制数之间的互换、二进制数、八进制与十六进制数之间的互换、二进制数、八进制与十六进制数之间的互换、二进制数、八进制与十六进制数之间的互换 1 1 1 1）二）二）二）二 八八八八 三合一
16、三合一三合一三合一 2 2 2 2）八）八）八）八 二二二二 一分三一分三一分三一分三 3 3 3 3）二）二）二）二 十六十六十六十六 四合一四合一四合一四合一 （重点）（重点）（重点）（重点）4 4 4 4）十六）十六）十六）十六 二二二二 一分四一分四一分四一分四 （重点）（重点）（重点）（重点）例：例：例：例：0111 0110 B=76H 9BH=1001 1011B0111 0110 B=76H 9BH=1001 1011B0111 0110 B=76H 9BH=1001 1011B0111 0110 B=76H 9BH=1001 1011B 7 6 1001 1011 7 6 1
17、001 1011 7 6 1001 1011 7 6 1001 1011 例：例：例：例：0.1010 110 B=0.ACH 0.1010 110 B=0.ACH 0.1010 110 B=0.ACH 0.1010 110 B=0.ACH A C A C A C A C 不足四位补不足四位补不足四位补不足四位补0 0 0 0 问：问：问：问：01110110B=?Q01110110B=?Q01110110B=?Q01110110B=?Q 0.1010110B=?Q 0.1010110B=?Q 0.1010110B=?Q 0.1010110B=?Q4 4 4 4、用权表示数（用权表示数（用权表
18、示数（用权表示数（2 2 2 2n n n n 2 2 2 2n-1n-1n-1n-1 2 2 2 2n n n n-1 2-1 2-1 2-1 2n-1n-1n-1n-1-1-1-1-1）1 1 1 1）权权权权 n n n n位二进制数各位的权从高位到低位依次为：位二进制数各位的权从高位到低位依次为：位二进制数各位的权从高位到低位依次为：位二进制数各位的权从高位到低位依次为：n n n n位二进制数：位二进制数：位二进制数：位二进制数：B B B Bn-1n-1n-1n-1B B B Bn-2n-2n-2n-2B B B Bn-3 n-3 n-3 n-3 B B B B1 1 1 1B B
19、 B B0 0 0 0权：权：权：权：2 2 2 2n-1n-1n-1n-12 2 2 2n-2n-2n-2n-22 2 2 2n-3 n-3 n-3 n-3 2 2 2 21 1 1 12 2 2 20 0 0 0 2 2 2 2）用权表示数）用权表示数）用权表示数）用权表示数例：例：例：例：111111111B=2111111111B=2111111111B=2111111111B=2n n n n-1-1-1-1，即，即，即，即n n n n个个个个1 1 1 1。011111111B=2 011111111B=2 011111111B=2 011111111B=2n-1n-1n-1n-
20、1-1,-1,-1,-1,即即即即n-1n-1n-1n-1个个个个1 1 1 1 最高位的权为：最高位的权为：最高位的权为：最高位的权为：2 2 2 2n-1n-1n-1n-1例：例：例：例：n=8,11111111B=FFH=2n=8,11111111B=FFH=2n=8,11111111B=FFH=2n=8,11111111B=FFH=28 8 8 8-1-1-1-1 01111111B=7FH=2 01111111B=7FH=2 01111111B=7FH=2 01111111B=7FH=28-18-18-18-1-1-1-1-1例：例：例：例：n n n n位二进制数表示无符号数的范围
21、：位二进制数表示无符号数的范围：位二进制数表示无符号数的范围：位二进制数表示无符号数的范围：0 0 0 02 2 2 2n n n n-1-1-1-1 n=8 0 n=8 0 n=8 0 n=8 0 2 2 2 28 8 8 8-1 0-1 0-1 0-1 0 255 255 255 255 n=16 0 n=16 0 n=16 0 n=16 0 2 2 2 216161616-1 0-1 0-1 0-1 065535655356553565535n=32n=32?N=64N=64?3.3.机器数与真值机器数与真值1 1）机器数：）机器数：）机器数：）机器数：能被计算机识别的数称为机器数。能被
22、计算机识别的数称为机器数。能被计算机识别的数称为机器数。能被计算机识别的数称为机器数。2 2）真值：）真值：）真值：）真值：机器数所代表的真实值称为机器数的真值。机器数所代表的真实值称为机器数的真值。机器数所代表的真实值称为机器数的真值。机器数所代表的真实值称为机器数的真值。3 3）对于无符号数其机器数与真值表示方法相同。对于无符号数其机器数与真值表示方法相同。对于无符号数其机器数与真值表示方法相同。对于无符号数其机器数与真值表示方法相同。例：真值：例：真值：例：真值：例：真值：100=64H=01100100B100=64H=01100100B对应的机器数：对应的机器数：对应的机器数：对应的
23、机器数：64H=01100100B64H=01100100Bnn位二进制数可表示的数的范围是：位二进制数可表示的数的范围是：位二进制数可表示的数的范围是：位二进制数可表示的数的范围是：0 02 2n n-1-188位二进制数可表示的数的范围是：位二进制数可表示的数的范围是：位二进制数可表示的数的范围是：位二进制数可表示的数的范围是：002 28 8-1-1，00，FFH,0,255FFH,0,2551616位二进制数可表示的数的范围是：位二进制数可表示的数的范围是：位二进制数可表示的数的范围是：位二进制数可表示的数的范围是：002 21616-1,0,FFFFH,0,65535-1,0,FFF
24、FH,0,65535例：例：例：例：01100100B01100100B其其其其8 8位全部为数值位。位全部为数值位。位全部为数值位。位全部为数值位。特点：特点：特点：特点：无符号数的无符号数的无符号数的无符号数的机器数与其真值为机器数与其真值为机器数与其真值为机器数与其真值为等值关系等值关系等值关系等值关系4 4）带符号数的机器数的表示方法带符号数的机器数的表示方法带符号数的机器数的表示方法带符号数的机器数的表示方法（重点和难点）（重点和难点）（重点和难点）（重点和难点）常见的有原码、反码和补码三种表示方式。常见的有原码、反码和补码三种表示方式。常见的有原码、反码和补码三种表示方式。常见的有
25、原码、反码和补码三种表示方式。特点：特点：特点：特点：带符号数的机器数与其真值表示方法不同，带符号数的机器数与其真值表示方法不同，带符号数的机器数与其真值表示方法不同，带符号数的机器数与其真值表示方法不同，两者的关系两者的关系两者的关系两者的关系不是等值关系，不是等值关系，不是等值关系，不是等值关系，仅是仅是仅是仅是一一对应关系一一对应关系一一对应关系一一对应关系。例如：在八位微机中，例如：在八位微机中，例如：在八位微机中，例如：在八位微机中，真值：真值：真值：真值：6565可表示成机器数（原码）为可表示成机器数（原码）为可表示成机器数（原码）为可表示成机器数（原码）为0 01000001B1
26、000001B真值：真值：真值：真值：6565可表示成机器数（原码）为可表示成机器数（原码）为可表示成机器数（原码）为可表示成机器数（原码）为1 11000001B1000001B01100000符号位符号位数值位数值位符号位：符号位：符号位：符号位：“0”“0”表示正表示正表示正表示正号号号号“1”“1”表示负表示负表示负表示负号号号号4 4 带符号数的原码、反码、补码带符号数的原码、反码、补码（1 1）原码）原码定定定定义义义义：在在在在表表表表示示示示带带带带符符符符号号号号数数数数时时时时，正正正正数数数数的的的的符符符符号号号号位位位位为为为为“0”“0”，负负负负数数数数的的的的符
27、符符符号号号号位位位位为为为为“1”“1”，数数数数值值值值位位位位表表表表示示示示数数数数的的的的绝绝绝绝对对对对值值值值，这这这这样样样样就就就就得得得得到了数的原码。到了数的原码。到了数的原码。到了数的原码。例如在八位微机中：例如在八位微机中：例如在八位微机中：例如在八位微机中：3838原原原原 100110100110原原原原00100110B00100110B 3838原原原原 100110100110原原原原10100110B10100110B计算公式：计算公式：计算公式：计算公式：对于字长为对于字长为对于字长为对于字长为n n位的机器数：位的机器数：位的机器数：位的机器数：当真值
28、当真值当真值当真值X0X0时，时，时，时，X X可表示为可表示为可表示为可表示为X Xn-2n-2X Xn-3n-3XX0 0；当真值当真值当真值当真值X X0 0时，时，时，时，X X可表示为可表示为可表示为可表示为X Xn-2n-2X Xn-3n-3XX0 0，则则则则X X的原码可定义为：的原码可定义为：的原码可定义为：的原码可定义为：XX原原原原0 0X Xn-2n-2X Xn-3n-3XX0 0X X 0X20X2n n1 1111 1X Xn-2n-2X Xn-3n-3XX0 02 2n n1 1X X2 2n n1 1|X|X|(2(2n n1 11)X01)X0 可见可见可见可
29、见n n位原码可表示数的范围为：位原码可表示数的范围为：位原码可表示数的范围为：位原码可表示数的范围为：(2(2n n1 11)1)(2(2n n1 11)1)则在八位微机中，码可表示数的范围为则在八位微机中，码可表示数的范围为则在八位微机中，码可表示数的范围为则在八位微机中，码可表示数的范围为127127至至至至127127求真值：求真值：求真值：求真值：带符号数的原码表示法简单易懂，而且与真值转带符号数的原码表示法简单易懂，而且与真值转带符号数的原码表示法简单易懂，而且与真值转带符号数的原码表示法简单易懂，而且与真值转换方便。换方便。换方便。换方便。原码的缺点：原码的缺点：原码的缺点：原码
30、的缺点：l l l l“0”0”的原码有两种形式，这在运算中非常不方便。的原码有两种形式，这在运算中非常不方便。的原码有两种形式，这在运算中非常不方便。的原码有两种形式，这在运算中非常不方便。00原原原原00000000B00000000B00原原原原 10000000B10000000B，即分为，即分为，即分为，即分为0 0和和和和0 0l l l l 原码在进行原码在进行原码在进行原码在进行两个异符号数相加两个异符号数相加两个异符号数相加两个异符号数相加或或或或两个同符号数相减两个同符号数相减两个同符号数相减两个同符号数相减时，时，时，时，需做需做需做需做减法运算减法运算减法运算减法运算，
31、由于微机中一般只有加法器而无减法器，由于微机中一般只有加法器而无减法器，由于微机中一般只有加法器而无减法器，由于微机中一般只有加法器而无减法器，所以，为了把所以，为了把所以，为了把所以，为了把减法减法减法减法运算转运算转运算转运算转变变变变为为为为加法加法加法加法运算就引入了反码和补运算就引入了反码和补运算就引入了反码和补运算就引入了反码和补码。码。码。码。原码的用途：原码的用途：原码的用途：原码的用途：l l l l 原码做原码做原码做原码做乘除法运算方便乘除法运算方便乘除法运算方便乘除法运算方便，两数的符号和数值分别处理，两数的符号和数值分别处理，两数的符号和数值分别处理，两数的符号和数值
32、分别处理积的符号为两数符号位的异或运算结果积的符号为两数符号位的异或运算结果积的符号为两数符号位的异或运算结果积的符号为两数符号位的异或运算结果积的数值部分为两数绝对值相乘的结果积的数值部分为两数绝对值相乘的结果积的数值部分为两数绝对值相乘的结果积的数值部分为两数绝对值相乘的结果（2 2 2 2）反码）反码）反码）反码定定定定义义义义：正正正正数数数数的的的的反反反反码码码码表表表表示示示示与与与与原原原原码码码码相相相相同同同同；负负负负数数数数的的的的反反反反码码码码，可可可可将将将将负负负负数数数数原原原原码码码码的的的的符符符符号号号号位位位位保保保保持持持持不不不不变变变变、数数数数
33、值值值值位位位位按按按按位位位位取取取取反反反反得得得得到到到到，或或或或者者者者将将将将负负负负数数数数看看看看作作作作正正正正数数数数求求求求原原原原码码码码，再再再再将将将将所所所所有有有有位位位位按按按按位位位位取取取取反反反反得得得得到到到到。因因因因此此此此，在在在在n n位机器数的计算机中，数位机器数的计算机中，数位机器数的计算机中，数位机器数的计算机中，数X X的反码定义为：的反码定义为：的反码定义为：的反码定义为：XX反反反反0X0Xn-2n-2X Xn-3n-3XX0 0X0X2X0X2n n1 1111X1Xn-2n-2X Xn-3n-3XX0 0111B111B|X|X
34、|2 2n n1 1|X|X|(2(2n n1 11)X01)X0缺点：缺点：缺点：缺点：“0”“0”的反码也有两种表示法，即的反码也有两种表示法，即的反码也有两种表示法，即的反码也有两种表示法，即0 0和和和和0 0。0 0 反反反反00000000B00000000B0 0 反反反反11111111B11111111Bnn位反码表示数的范围与原码相同，位反码表示数的范围与原码相同，位反码表示数的范围与原码相同，位反码表示数的范围与原码相同，八位二进制反码表示的范围仍是八位二进制反码表示的范围仍是八位二进制反码表示的范围仍是八位二进制反码表示的范围仍是127127至至至至127127。例如八
35、位微机中：例如八位微机中：例如八位微机中：例如八位微机中：1111原原原原00001011B00001011B 1111反反反反00001011B00001011B 1111原原原原10001011B10001011B 1111反反反反11110100B11110100B 3838原原原原10100110B10100110B 3838反反反反11011001B11011001B 127127原原原原01111111B01111111B 127127反反反反01111111B01111111B 127127原原原原11111111B11111111B 127127反反反反10000000B100
36、00000B 00原原原原00000000B00000000B 00反反反反00000000B00000000B 00原原原原10000000B10000000B 00反反反反11111111B11111111B求求求求真真真真值值值值：由由由由反反反反码码码码求求求求得得得得原原原原码码码码，再再再再由由由由原原原原码码码码求求求求得得得得真真真真值值值值，即即即即可得到反码的真值。可得到反码的真值。可得到反码的真值。可得到反码的真值。例例例例如如如如：反反反反码码码码11011001B11011001B，符符符符号号号号位位位位为为为为1 1，将将将将数数数数值值值值位位位位按按按按位位位
37、位取反，得到原码取反，得到原码取反，得到原码取反，得到原码10100110B10100110B，其真值为，其真值为，其真值为，其真值为0100110B0100110B即十进制数即十进制数即十进制数即十进制数3838。（3 3 3 3）补码（难点）补码（难点）补码（难点）补码（难点）定义：定义：定义：定义：正数的补码表示与原码相同正数的补码表示与原码相同正数的补码表示与原码相同正数的补码表示与原码相同负数的补码等于它的反码末位加负数的补码等于它的反码末位加负数的补码等于它的反码末位加负数的补码等于它的反码末位加1 1即即即即XX补补补补XX反反反反11例如：例如：例如：例如：1111原原原原0
38、00001011B0001011B 1111反反反反0 00001011B0001011B 1111补补补补0 00001011B0001011B 1111原原原原1 10001011B0001011B 1111反反反反1 11110100B1110100B 1111补补补补1 11110101B1110101B 127127原原原原01111111B01111111B 127127反反反反01111111B01111111B 127127补补补补01111111B01111111B 127127原原原原11111111B11111111B 127127反反反反10000000B1000000
39、0B 127127补补补补10000001B10000001B 00原原原原00000000B00000000B 00反反反反10000000B10000000B00补补补补00000000B00000000B 00原原原原10000000B10000000B 00反反反反11111111B11111111B 128128补补补补10000000B10000000B补码的含义补码的含义补码的含义补码的含义:以时钟对时为例来说明，现由以时钟对时为例来说明，现由以时钟对时为例来说明，现由以时钟对时为例来说明，现由7 7点钟调到点钟调到点钟调到点钟调到4 4点钟。点钟。点钟。点钟。顺时针调：顺时针调
40、：顺时针调：顺时针调：7 7994 4（mod12mod12）逆时针调：逆时针调：逆时针调：逆时针调：7 73 344（mod12mod12）由于时钟上超过由于时钟上超过由于时钟上超过由于时钟上超过1212点时就会自动丢失一个数点时就会自动丢失一个数点时就会自动丢失一个数点时就会自动丢失一个数1212，这这这这 个个个个 自自自自 动动动动 丢丢丢丢 失失失失 的的的的 数数数数 叫叫叫叫 做做做做“模模模模”（modulemodule，简简简简 写写写写 为为为为modmod）由由补码的定义补码的定义得得求补码公式：求补码公式：l l l l 则则则则n n位补码表示数的范围为：位补码表示数
41、的范围为：位补码表示数的范围为：位补码表示数的范围为：22n1n1（2 2n1n111）l l l l 八位二进制补码表示的数值范围是八位二进制补码表示的数值范围是八位二进制补码表示的数值范围是八位二进制补码表示的数值范围是128128至至至至127127。优点：优点：优点：优点：0 0的补码为的补码为的补码为的补码为00000000B00000000B，只有这一种形式。，只有这一种形式。，只有这一种形式。，只有这一种形式。XX补补补补0X0Xn-2n-2X Xn-3n-3XX0 0X X0X20X2n n1 1111X1Xn-2n-2X Xn-3n-3XX0 01 12 2n n|X|X|2
42、 2n nX X2 2n n1 1XX0 0（mod2n）已知补码求真值：已知补码求真值：已知补码求真值：已知补码求真值：已知正数的补码求真值已知正数的补码求真值已知正数的补码求真值已知正数的补码求真值与与与与原原原原码码码码相相相相同同同同，只只只只要要要要将将将将符符符符号号号号位位位位的的的的0 0变变变变为为为为（正正正正号号号号），即即即即得到它的真值。得到它的真值。得到它的真值。得到它的真值。已知负数的补码求真值已知负数的补码求真值已知负数的补码求真值已知负数的补码求真值方方方方法法法法1 1：将将将将负负负负数数数数补补补补码码码码的的的的数数数数值值值值位位位位按按按按位位位位
43、取取取取反反反反再再再再加加加加1 1，将将将将符符符符号位的号位的号位的号位的1 1变为（负号），即得到它的真值。变为（负号），即得到它的真值。变为（负号），即得到它的真值。变为（负号），即得到它的真值。方法方法方法方法2 2：用公式：用公式：用公式：用公式：X=-(2X=-(2n n-X-X补补补补)已知已知已知已知 补码为补码为补码为补码为 0 01111111B,1111111B,其真值为其真值为其真值为其真值为+1111111B=1111111B=+7FH7FH 已知已知已知已知 补码为补码为补码为补码为 1 11111111B,1111111B,其真值为其真值为其真值为其真值为:1
44、10000000B+1=0000000B+1=1 10000001B,0000001B,其真值为其真值为其真值为其真值为01H01H或：或：或：或：X=X=（2 28 811111111B)=(00H-FFH)=111111111B)=(00H-FFH)=1小结：已知带符号数的机器数求真值小结：已知带符号数的机器数求真值1.1.已知已知已知已知正数正数正数正数的原码、反码、补码求真值，的原码、反码、补码求真值，的原码、反码、补码求真值，的原码、反码、补码求真值，只需将符号位的只需将符号位的只需将符号位的只需将符号位的“0”“0”改为正号改为正号改为正号改为正号“+”“+”即可。即可。即可。即可
45、。2.2.已知负数的原码，其真值只需将原码的符号位的已知负数的原码，其真值只需将原码的符号位的已知负数的原码，其真值只需将原码的符号位的已知负数的原码，其真值只需将原码的符号位的“1”“1”改为负号改为负号改为负号改为负号“-”“-”即可。即可。即可。即可。3.3.已知负数的反码，先将它变为原码，再求真值。已知负数的反码，先将它变为原码，再求真值。已知负数的反码，先将它变为原码，再求真值。已知负数的反码，先将它变为原码，再求真值。或用公式计算：或用公式计算：或用公式计算：或用公式计算：真值真值真值真值x x=-=-（2 2n n-1 1-xx反反反反）4.4.已知负数的补码，数值位取反加已知负
46、数的补码，数值位取反加已知负数的补码，数值位取反加已知负数的补码，数值位取反加1 1，符号为改为，符号为改为，符号为改为，符号为改为-号，号，号，号，或或或或 用公式：用公式：用公式：用公式：X=-(2X=-(2n n-X-X补补补补)例：已知带符号数的机器数为例：已知带符号数的机器数为例：已知带符号数的机器数为例：已知带符号数的机器数为 56H 56H，求其真值。，求其真值。，求其真值。，求其真值。真值真值真值真值=+56H=+56H例：已知带符号数的机器数为例：已知带符号数的机器数为例：已知带符号数的机器数为例：已知带符号数的机器数为 0D6H 0D6H，求其真值。，求其真值。，求其真值。
47、，求其真值。若若若若0D6H0D6H是原码，则真值为：是原码，则真值为：是原码，则真值为：是原码，则真值为：-56H-56H 1 11010110B 1010110B -1010110B1010110B 若若若若0D6H0D6H是反码，则真值为：是反码，则真值为：是反码，则真值为：是反码，则真值为：-29H-29H -(0FFH-0D6H)-(0FFH-0D6H)若若若若0D6H0D6H是补码，则真值为：是补码，则真值为：是补码，则真值为：是补码，则真值为：-2AH -2AH -(00H-0D6H)-(00H-0D6H)当当n=8n=8时，时，几种码的几种码的表示范围表示范围原码原码原码原码反
48、码反码反码反码补码补码补码补码127127127127至至至至127127127127127127127127至至至至127127127127128128128128至至至至127127127127 当当n=16n=16时，时，几种码的几种码的表示范围表示范围原码原码原码原码反码反码反码反码补码补码补码补码32767327673276732767至至至至3276732767327673276732767327673276732767至至至至3276732767327673276732768327683276832768至至至至327673276732767327675 5 数的定点与浮点表示数
49、的定点与浮点表示计算机中如何表示实数中的小数点呢？计算机中如何表示实数中的小数点呢？计算机中如何表示实数中的小数点呢？计算机中如何表示实数中的小数点呢？计计计计算算算算机机机机中中中中不不不不用用用用专专专专门门门门的的的的器器器器件件件件表表表表示示示示小小小小数数数数点点点点，而而而而是是是是用用用用数数数数的的的的两两两两种不同的表示法来表示小数点的位置。种不同的表示法来表示小数点的位置。种不同的表示法来表示小数点的位置。种不同的表示法来表示小数点的位置。根根根根据据据据小小小小数数数数点点点点的的的的位位位位置置置置是是是是否否否否固固固固定定定定，数数数数的的的的表表表表示示示示方方
50、方方法法法法分分分分为为为为定定定定点点点点表示和浮点表示表示和浮点表示表示和浮点表示表示和浮点表示,相应的机器数称为相应的机器数称为相应的机器数称为相应的机器数称为定点数和浮点数定点数和浮点数定点数和浮点数定点数和浮点数。任意一个二进制数任意一个二进制数任意一个二进制数任意一个二进制数N N均可表示为：均可表示为：均可表示为：均可表示为：NNS2S2J J其中：其中：其中：其中：S S称称称称为为为为数数数数N N的的的的尾尾尾尾数数数数，表表表表示示示示数数数数N N的的的的全全全全部部部部有有有有效效效效数数数数字字字字，决决决决定定定定了了了了N N的精度。的精度。的精度。的精度。J