微机原理与接口技术（朱红） 第1章.ppt

第1章 微型计算机概述 第1台数字电子计算机 1946年ENIAC计算机公布 ENIAC（电子数字积分机与计算机）： 研制单位：美国宾夕法尼亚大学 用 途： 军事计算 运算速度：5000次/秒 体积价格：170平方米，30吨，140千瓦，40万美元 计算机的分代(按使用的元器件) 计算机的分代(按使用的元器件) 第三代（约1965-1973）中小规模集成电路(SSI,MSI)计算机 速度：几十万次～几百万次/秒 内存：半导体存储器 高级语言, OS, DBMS 计算机的发展 1946年研制成功第1台数字电子计算机 60年来发展速度之快大大超出人们的预料： 性能、体积、价格、··· 应用领域和装机数量 软件技术和软件产品 使用的元器件 第1代：电子管＋磁鼓 第2代：晶体管＋磁芯 第3代：中、小规模集成电路 第4代：大、超大规模集成电路 使用不同进制的原因 计算机中只使用二进制一种计数制的原因： 二进制中只有0和1两个符号，使用有两个稳定状态的电子器件就可以分别表示它们，而制造有两个稳定状态的电子器件要比制造有多个稳定状态的电子器件容易得多 二进制数的运算规则简单，易于进行高速运算 数理逻辑中的“真”和“假”可以分别用“1”和“0”来表示，这样就把非数值信息的逻辑运算与数值信息的算术运算联系了起来 使用八进制和十六进制的原因： 二进制数太长，书写、阅读、记忆均不便 八进制和十六进制与二进制之间的转换直观、方便 BCD整数（Binary Coded Decimal）称为“二进制编码的十进制整数”，使用4个二进位表示1个十进制数字，最高位仍为符号位。 数值信息的表示 计算机中的数值信息分类 整数和实数:它们都是用二进制表示的，但表示方法有很大差别。 实数的特点与表示方法 特点： 既有整数部分又有小数部分，小数点位置不固定 整数和纯小数是实数的特例 任何一个实数总可以表达成一个乘幂和一个纯小数之积 例如： 56.725 = 0.56725×102 －0.0034756 = -0.34756×10－2 实数的表示方法（记阶法）：用3个部分表示 乘幂中的指数：表示实数中小数点的位置 纯小数部分(尾数)：表示实数中的有效数字部分 数的正负(符号) 二进制实数的浮点表示 与十进制实数一样，二进制实数也可以用记阶法表示 例如： +1001.011B = + 0.1001011B×2 100 －0.0010101B = －0.10101B×2－10 可见，任一个二进制实数 N 均可表示为： N=±S×2P （其中， ±是该数的符号； S是N 的尾数；P是N的阶码） 因此，32位的单精度浮点数在计算机中可表示为： 字符在计算机中的表示 字符、字符集及其码表 文字的基本元素是字母和符号，统称为“字符” (character)，它包括：字母、数字、符号等 字符集：一组特定字符的集合 不同的字符集包含的字符数目与内容不同，如： 中文字符集、西文字符集、日文字符集等 字符的编码： 字符集中每个字符都使用二进位(code) 表示，称为该字符的编码 不同的字符其编码各不相同 字符集中所有字符的编码的一览表，称为该字符集的码表 标准ASCII字符集及其码表 1.4 微机系统的应用 尾 数 符号位 8位 23位 阶码 尾 数 符号位 8位 23位 阶码 N=±S×2P 1.符号位：正数为0，负数为1 2.阶码P：偏移量为127的移码 表示范围：0～255，实际范围 -127~128 实际值=表示值-127 3.尾数S：原码表示，绝对值在1与2之间，其中1和小数点隐含。 例1：010110000000000000000000 尾 数 符号位 8位 23位 阶码 N=±S×2P 1.符号位：该数是正数 2.阶码=126，实际值=126-127=-1 3.尾数：1011，因为隐含了1和小数点 故实际尾数=1.1011 实际值：+1.1011×2-1=0.11011=0.84375 例2：将178.125转换成32位浮点数 首先将178.125转换成二进制：001001=1.110010001×27 尾 数 符号位 8位 23位 阶码 阶码=7+127=134 转换结果： 01100100010000000000… b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 0 1 2 3 4 5