《微机基础知识》PPT课件.ppt

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1、信息工程学院信息论教研室,1,微机原理与接口技术,主讲 王玉良,信息工程学院信息论教研室,2,教学计划,课堂教学：51学时 上机实验：5次（每次一个单元：3.5小时）课外作业：8 10次 期中考查：第8周 期末考试：第18周 成 绩：平时（包括上课出勤、交作业）20%，期中考查10%，上机实验10%，期末考试60%。,信息工程学院信息论教研室,3,教学计划（续）,讲授章节 上机实验：5次 第一章第八章 DEBUG 与 的绝大部分内容 指令练习（2次）不讲章节 编程设计（3次）第二章的第68节 第五章的第56节 第六章的第4节部分内容,信息工程学院信息论教研室,4,各章授课学时安排,第一章 微计

2、算机机基础知识 4 学时 第二章 微处理器与系统结构 7 学时 第三章 指令系统 8 学时 第四章 汇编语言及其程序设计 8 学时 第五章 内存储器及其子系统 5 学时 第六章 总线技术 4 学时 第七章 I/O接口与中断系统 7 学时 第八章 接口技术 8 学时 总计 51 学时,信息工程学院信息论教研室,5,教材及参考书,微机原理与接口技术 王玉良、吴晓非等编著，北京邮电大学出版社 微机原理与接口技术复习指导和习题解答 王玉良 吴晓非等编著，北京邮电大学出版社 微机原理与接口技术学习指导与实验雷丽文 等编，电子工业出版社,信息工程学院信息论教研室,6,第一章 微机基础知识,信息工程学院信息

3、论教研室,7,本章主要介绍：微机的基本概念、组成、工作原理、特点 计算机内的信息表示和运算,信息工程学院信息论教研室,8,第一节 微机的基本组成,信息工程学院信息论教研室,9,一、微机的基本硬件构成,微机的基本硬件由下列几部分组成：运算器（ALU）控制器（CTRL）存储器（MEM）输入设备（INE）输出设备（OUTE）总线（BUS）,信息工程学院信息论教研室,10,微机的硬件构成框图,信息工程学院信息论教研室,11,微机的基本硬件构成（续）,运算器（ALU-Arithmetic Logic Unit）进行算术运算（加、减、乘、除与移位）；进行逻辑运算（与、或、非、异或等）；为了提高存取数据的速

4、度，与ALU有关的部件还有寄存器阵列,信息工程学院信息论教研室,12,微机的基本硬件构成（续）,控制器（CTRL-Controller）它是计算机的控制中心，发布与控制计算机工作的各种命令，协调计算机内部以及主机与外设工作的各种关系。它有两个主要功能：一个是控制程序的运行；另一个是对不同的外部事件做出相应响应的能力。（这些外部事件是指：复位、停机、中断请求、总线请求、总线周期延长等）上述ALU+CTRL+REG阵列=CPU（中央处理器）,信息工程学院信息论教研室,13,微机的基本硬件构成（续）,存储器（MEM-Memory）记忆部件。它存储计算机操作的控制信息及各种命令信息（指令）和被处理加工

5、的信息（数据），包括存储加工的中间与最终结果。存储器内有两类信息：一类是命令信息（即指令），经译码并执行，放在代码区；另一类是数据，放在数据区。它们都以二进制形式存放。应注意：内存中的代码区和数据区中的信息具有不同的性质与功能，两个区域中的某些单元具有相同的信息，却具有完全不同的含义。,信息工程学院信息论教研室,14,微机的基本硬件构成（续）,输入设备与输出设备 称为外设，其作用是进行信息形式的转换，即外界的语言、文字、图像、机械动作等信息转换成计算机能识别的电信号表示的二进制数形式，或进行相反方向的转换。输入设备 如：键盘、鼠标、磁盘、光盘、游戏杆、扫描仪、数码相机、A/D转换器等 输出设备

6、 如：显示器、打印机、音响、绘图机、磁盘、光盘、D/A转换器等,信息工程学院信息论教研室,15,微机的基本硬件构成（续）,总线（BUS）总线是计算机各部件间传送信息的公共通路，它把计算机的各个部件连接成为一个整体。分为内部总线，外部总线。计算机内部的基本总线分为数据总线（DBUS），地址总线（ABUS），控制总线（CBUS）。通常又称为三总线。关于总线技术，将在第六章中专门介绍。,信息工程学院信息论教研室,16,二、中央处理器、微处理器和微控制器,中央处理器（CPU-Central Processing Unit）ALU+CTRL+REG阵列2.微处理器（MPU-MicroProcessing

7、 Unit）就是微型计算机的CPU 微控制器（MCU-McroController Unit）即MPU+MEM+I/O接口+BUS集成在一个芯片上，又称单片机 MCU+适当外设和相应的软件，可构成微控制系统，用在自控、仪器仪表、通信设备、家电、儿童玩具等嵌入式应用领域。,信息工程学院信息论教研室,17,三、微机系统,微型计算机系统指由硬件、软件组成的微机系统硬件：主机、外设、电源等软件：操作系统、编译程序、连接程序、调试 程序、诊断程序、应用软件、数据库等。,信息工程学院信息论教研室,18,第二节 微机的工作原理,信息工程学院信息论教研室,19,一、工作原理,微型计算机是采用“程序存储控制”的

8、原理工作的。这一原理是冯.诺依曼1946年提出的，它构成了计算机系统的结构框架。因此，计算机体系结构又称为冯.诺依曼结构。1946年第一台计算机（ENIAC)诞生，（电子数值集成计算机），就是采用冯.诺依曼结构框架。投资150万美元，占地150平米，重30吨，用了18800个电子管，耗电150KW，2KBytes内存，5000次/s，几小时出一次故障。,信息工程学院信息论教研室,20,二、工作过程,计算机的工作过程，一般来说可分为下述4步：1、输入程序和数据到内存2、翻译成机器码（自动或人工汇编）3、控制器控制程序运行4、输出结果,信息工程学院信息论教研室,21,二、工作过程（续）,例子：计算

9、Z=X+Y X在内存2000H中，Y在内存2001H中，Z在内存2002H中。程序在内存2100H中，A为CPU内的寄存器。PC指向程序的首地址，每取出一条指令，PC 自动加1或2，4；从内存取出指令MOV A，2000H 分析执行后再取下一条指令，重复直至CPU暂停。执行程序的过程 即CPU 不停的取指令、分析指令、执行指令。,信息工程学院信息论教研室,22,第三节 微机的特点、应用及发展方向,信息工程学院信息论教研室,23,微机特点,运算速度快（每秒几兆条指令到几千兆条指令或每秒几十亿次运算。MIPS（106），GIPS（10 9）处理能力强（如各种管理、计算、决策）能连续不间断地工作（多

10、任务、高效、高质量）能干几乎所有的工作,信息工程学院信息论教研室,24,应用,各行各业，无所不用科技、生产、学习、日常生活等各个方面,信息工程学院信息论教研室,25,发展方向,性能：运行速度不断提高，处理器字长不断增加（摩尔定律指出，每18个月计算机的运算速度就大体提高一倍，而价格则大约降低一半）功能：支持多媒体技术，并与网络技术全面结合体系结构：向多处理器和网络化过渡；向以通信为中心的体系结构发展；由冯.诺依曼体系结构向数据流结构发展可用性：从面向过程的机制向面向对象的机制转变，向智能化方向发展制造工艺：向超高集成度发展，制造光集成芯片、生物芯片，设计超导、量子、生物、光计算机,信息工程学院

11、信息论教研室,26,第四节 计算机运算基础,信息工程学院信息论教研室,27,一、进位计数制,计算机中全部信息（包括指令和数据）都是采用二进制数，为了书写方便，又经常采用十六进制。而人们在日常生活中又广泛采用十进制。二进、十六进、十进制都是进位计数制。,信息工程学院信息论教研室,28,一、进位计数制（续）,十进计数制 5188.888 10+3 10-3 该数中有5位都是8，但由于其位置不同，其值也不同，即“位值”不同。该数可看成两部分组成：数字值 如5，1，8 位值（权值），隐含着，如10-3 上面的十进数可表示为：5188.888=1035+1021+101 8+1008+10-18+10-

12、28+10-38 对于有n位整数和m位小数的十进制数 N 可表示为：n-1 N=di 10i i=-m,信息工程学院信息论教研室,29,一、进位计数制（续）,十进制数有如下特点 每位数字di可取0，1，2，3,9十个值之一；逢10进1，即每位达到10向高位进1，本位回0，相邻高位的权值是本位权值的10倍。对于任意R进制表示的数N，可写成 n-1 N=di Ri i=-m 其中 di 可取0，1，2，R-1个值之一；逢R进1（R为进位计数制的基数（Radix)；R是大于或等于2的整数，Ri 称为di 的权值或位值。,信息工程学院信息论教研室,30,一、进位计数制（续）,当R=10 为十进制数（D

13、ecimal，书写后缀 D或省略）当R=2 为二进制数（Binary，书写后缀 B）当R=3 为三进制数（Trinary，书写后缀 T）当R=8 为八进制数（Octal，书写后缀 O或Q）当R=16 为十六进制数（Hexa-decimal,书写后缀 H）,信息工程学院信息论教研室,31,一、进位计数制（续）,2.二进计数制 101.11 特点：只有两个数字符号0，1 22 2 2 逢2 进1 计算机中广泛采用二进制的原因 容易实现，每位只取两个值，易用两个逻辑状态的器件表示；运算规则简单，只有三种加法和乘法；（运算规则为：R(R+1）/2）工作可靠，不同状态之间的转换是质变而非量变；电路设计可

14、借助布尔代数进行设计。,信息工程学院信息论教研室,32,一、进位计数制（续）,八进制和十六进制八进制每位可取0，1，2，7八个值之一，逢八进一。十六进制每位可取0，1，2，9，A,B,F十六个值之一，逢十六进一，大于9的数字借助于字母AF表示。在编程时，为了书写方便，常用十六进制表示。,信息工程学院信息论教研室,33,二、进位计数制间的转换,P进制数N R进制数 通常把N分为整数与小数部分分别转换1、整数部分转换 把R表示成P进制数 对P进制数N按P进制作除R取余方法进行例1.把八进制数N=303Q表示成十进制数（P=八进数，R=十进数）解：把R=10表示成八进数为12Q 对N=303Q按八进

15、制作除12Q取余运算,信息工程学院信息论教研室,34,二、进位计数制间的转换（续）,12Q,3 0 3 Q,2 3 Q,2 4,4 3,3 6,5 Q,D0=5,余数,12Q,2 3 Q,1 Q,1 2,1 1 Q,D1=9,余数,12Q,1 Q,0 Q,0,1 Q,D2=1,余数,303Q=195D,上述除法与十进制除法没有什么不同。每次除12Q之后取余数，而商再除以12Q，直到商为0停止。,信息工程学院信息论教研室,35,例2.把10 进制数29 转换成二进制数 解：由于2是十进制数集内之数，不必作变换；对于N=29 D 作除2 取余运算。,2 9,2,1 4,余数1（B0）,7,2,2,

16、3,2,1,2,0,余数0（B1）,余数1（B2）,余数1（B3）,余数1（B4）,29D=11101B,信息工程学院信息论教研室,36,二、进位计数制间的转换（续）,2.小数部分的转换 P进制纯小数转换为R进制小数 用乘R 取整 把R表示成P进制数 把数N按P进制乘R取整例1 把0.625转换成二进制数解：二进制数（0，1）都在十进制数内 把0.625乘2取整,0.625 21.250b-1=1,0.25 2 0.50b-2=0,0.5 2 1.0b-3=1,0.625=0.101B,信息工程学院信息论教研室,37,二、进位计数制间的转换（续）,用计算法和其他方法也可进行转换例1.二进制 八

17、进、十六进制 10100101.0001B=245.04Q=A5.1H例2.十六进制二进制；十六进制十进制 A5.1H=10 161+5160+1 16-1=160+5+0.0625=165.0625,信息工程学院信息论教研室,38,信息工程学院信息论教研室,39,三、无符号数的表示与运算,无符号数（纯数值）：只表示数值的大小，不涉 及数的正负号 符号数：既表示数的大小，又要表示数的正负 计算机中的二进制数可以分为符号数和无符号数，它们的表示与运算是不同的。,信息工程学院信息论教研室,40,三、无符号数的表示与运算（续）,加法运算（若运算器为8位）例1.计算 78H+87H=FFH 例2.计算

18、 78H+98H=10H 78H 78H+87H+98H FFH 10H 说明：因为是8位运算器，例2的结果就溢出了，原因是结果只能存放8位数。为了表示最高位的进位，计算机中可用一个进位标志CF（Carry Flag）=1来表示（若把CF=1考虑在内，结果为110H，这样结果就正确了）。,信息工程学院信息论教研室,41,三、无符号数的表示与运算（续）,减法运算（若运算器为8位）例1.计算 78H-87H=FFH 例2.计算 A8H-98H=10H 78H A8H-87H-98H F1H 10H 说明：因为是8位运算器，例1的结果就是错误的了，原因是高位有借位。为了表示最高位的借位，计算机中可用

19、一个借位标志BW（Borrow Flag）=1来表示（通常计算机中把CF与BW用同一标志来指示）。,信息工程学院信息论教研室,42,四、符号数的表示与运算,计算机中的符号数也是用二进制数表示和运算的。数值与符号都是用二进制数表示。一般规定，0表示正号，1表示负号，约定在数的最高位表示符号位。符号数通常有三种机器码表示法。即原码、反码和补码。,信息工程学院信息论教研室,43,四、符号数的表示与运算（续）,原码表示（1）定义 x原=,X(X=0)2N-1X(X=0),表示范围:(2N-1+1）（+2N-11）4位二进制原码表示的整数范围为：7+78位二进制原码表示的整数范围为：127+127,（2

20、）举例 用八位二进数写出X=+32 和Y=32 的原码表示如下 X原=0 010 0000B=20H Y原=1 010 0000B=A0H,符号位,数值,符号位,数值,信息工程学院信息论教研室,44,四、符号数的表示与运算（续）,（3）0 的原码有两种表示+0原=0000 0000B 0原=1000 0000B 原码表示简单直观，但运算时符号位与数值位要区别对待，不宜作加减运算。例1：X原+Y原=20H+A0H=C0H=1100 0000B 显然是错误的结果。因为两个数异号应做减法，所得的结果的符号就取决于绝对值大的数的符号。例2：X原+Y原=21H+A0H（+33与-32相加）(把符号位单独

21、处理，数值部分相减）=01H,信息工程学院信息论教研室,45,四、符号数的表示与运算（续）,反码表示与运算（1）定义 X反=,X(X=0)(mod 2N 1)(2N1)+X(X=0),（2）举例：用八位二进制数写出X=+32与Y=32的反码表示 X反=0 010 0000B（正数的反码是其自身）Y反=1 101 1111B(负数的反码是其对应正数求反）,信息工程学院信息论教研室,46,四、符号数的表示与运算（续）,（3）0 的反码有两种表示+0反=0 000 0000B 0反=1 111 1111B N位反码可表示的整数范围为：（2N-11）（2N-11）8位二进制反码表示范围：127+127

22、（4）反码运算规则 X+Y反=X反+Y反+循环进位 XY反=X反+Y反+循环进位例1.用反码计算 33-32=？33的反码为(0010 0001B=21H)-32的反码为对32求反（对0010 0000B求反=1101 1111=DFH)2 1 H 0 0+.D.FH+1（循环进位）,0 0,0 1,信息工程学院信息论教研室,47,四、符号数的表示与运算（续）,反码宜作加、减运算，但一次加法要通过两次加法运算来完成，降低了计算机的运算速度。计算机中常用补码表示符号数。补码表示与运算（1）定义 X补=,X（X=0）2N+X（X=0）（2N为模数）,补码的求法：根据定义，正数的补码是其自身；负数的

23、补码是用模数加上该负数，或者用其对应的正数（连同符号位）求反加1得到。,信息工程学院信息论教研室,48,四、符号数的表示与运算（续）,（2）举例 用八位二进制数写出X=+32和Y=32的补码表示 X补=0 010 0000B Y补=1 110 0000B（对应正数32=20H求反加1）求负数的补码有两种方法 其一是：对应正数求反加1 其二是：模数 对应的正数（如Y补=100H-20H=E0H)（3）0 的补码只有一种表示+0补=0000 0000B 0补=1111 1111+1=0000 0000B N位二进制补码表示的整数范围为：-2N 2N-1-1 N=8时，表示范围：-128+127 N

24、=16时，表示范围：-32768+32767,信息工程学院信息论教研室,49,四、符号数的表示与运算（续）,（4）补码的运算规则 X+Y补=X补+Y补 XY补=X补+Y补 用补码可以很方便的进行符号数的加减运算 例1 若X=65，Y=-66，用补码计算X+Y=?X补=0100 0001B Y补=100H-42H=BEH=1011 1110 B 41H(+65)+BEH(-66)FFH(-1),信息工程学院信息论教研室,50,四、符号数的表示与运算（续）,用补码进行加减运算比反码省去了循环进位的修正运算，所以运算速度提高了。一般计算机中的符号数，均指用补码表示的数。利用补码，连同符号位一起，按无

25、符号数进行加减，简化了运算器的设计。在计算机中，减法运算是通过求负数的补码，而进行加法运算。,信息工程学院信息论教研室,51,四、符号数的表示与运算（续）,模的概念 模即一个系统的最大量程或此系统所能表示的最大的数，它是自然丢失的。如：手表，模为12；8点钟可以是：10-2=10+10（mod 12)田径跑道，模为400m；家庭的电表，水表，煤气表等，模为0。若等号两边同除以一个数（模），其余数相同，则该数称为模数。（10-2）12=0 8（余数）（10+10）12=1 8（余数）称（10-2）与（10+10）对 mod 12 是同余的，（-2）与（+10）对mod 12 互为补数。同理 28

26、（=100H）为模，01H与FFH，70H与90H互为补数。互补的两数之和（绝对值）一定为模数。N=KM+N（mod M）,信息工程学院信息论教研室,52,四、符号数的表示与运算（续）,符号数运算溢出的判别方法若运算结果超出了结果单元所能表达的范围就产生溢出。加减运算产生的溢出无法从结果中看出，必须用专门的信息位来表示。在CPU中，称为Flag寄存器，由于这些标志决定了程序分支的条件，也称为条件码（CC:Condition Code）。CPU 常设的标志有：C（Carry)进位标志，运算结果的最高位产生进位或借位。S或N（Sign或Negative）符号标志，反映运算结果的符号位。O或V（OV

27、erflow）溢出标志，反映符号数运算结果是否产生溢出。Z（Zero）零标志，反映运算结果是否为0。C与O是两个不同性质的标志，前者反映运算结果有无进（借）位，后者反映运算结果有无溢出。,信息工程学院信息论教研室,53,四、符号数的表示与运算（续）,下列几种情况，符号数运算时会产生溢出 正+正=负（正溢出）负+负=正（负溢出）正负=负（正溢出）负正=正（负溢出）值得指出的是：计算机在进行运算时，对参与运算的数并不知道是无符号数或带符号数，所以它在运算后对4个标志都会置位，只有程序员知道参与运算的数是符号数或无符号数。在计算机中，OF置位是根据次高位和最高位的进位的异或判别的。即 OF=C7 C

28、6,信息工程学院信息论教研室,54,四、符号数的表示与运算（续）,运算举例例1 X=FEH，Y=FFH，求X+Y=?并判断标志位。FEH CF=1(有进位）+.F.FH SF=1（为负数）OF=0（没溢出）（有进位不一定有溢出）FDH ZF=0（结果不为0）例2 X=70H，Y=50H，求X+Y=?并判断标志位。70H CF=0(无进位）+50H SF=1（为负数）OF=1（有溢出）（有溢出不一定有进位）C0H ZF=0（结果不为0）,信息工程学院信息论教研室,55,运算举例（续）例3 X=30H，Y=40H，求X+Y=?并判断标志位。30H CF=0(无进位）+40H SF=0（为正数）OF

29、=0（没溢出）（即无进位又无溢出）70H ZF=0（结果不为0）例4 X=80H，Y=80H，求X+Y=?并判断标志位。80H CF=1(有进位）+.80H SF=0（为正数）OF=1（有溢出）（即有溢出又有进位）00H ZF=1（结果为0）要搞清楚CF与OF的区别。,四、符号数的表示与运算（续）,信息工程学院信息论教研室,56,五、十进制数的二进制表示与运算,表示方法BCD码（Binary Coded Decimal）要表示一位十进制数，至少要用4位二进制数，常用下面两种表示方法：压缩的（组合的）BCD码：一个字节表示两位BCD码。非压缩（非组合）的BCD码：一个字节表示一位BCD码，高 4

30、位为0。运算方法 由于BCD码需10种4位二进制编码 00001001，还有6种码10101111是非法编码。若出现非法编码，所得的结果就要 修正。计算机内十进制数（BCD码）运算仍采用二进制加法 器来实现。,信息工程学院信息论教研室,57,五、十进制数的二进制表示与运算（续）,BCD码运算（加法）例1 若X、Y为十进制数，X=38，Y=57，计算X+Y=?3 8（BCD码中没有字母，结果中的 F(1111)为非法码，+57 应在该位加6修正，以强迫其进位。）,8 F+0.6 9 5,例2 若X=28，Y=79，计算X+Y=?2 8+7.9 A 1 因为低4位有进位（AF=1）+6 6 高4位

31、A9，所以+66 10 7,信息工程学院信息论教研室,58,五、十进制数的二进制表示与运算（续）,BCD码运算（减法）例3 若X、Y为十进制数，X=75，Y=26，计算X-Y=?75（BCD码中没有字母，结果中的 F(1111)为非法码，-2 6 应在该位-6修正，使借高位的数得到修正。）,例4 X=30，Y=42，计算X-Y=?30-4 2 E E 因为低4位有借位（AF=1）-6 6 高4位也有借位（CF=1）8 8 所以 66修正,4 F-0 6 4 9,信息工程学院信息论教研室,59,五、十进制数的二进制表示与运算（续）,BCD码加法修正原则是：若运算结果低位大于9或AF（半进位）=1

32、，则结果+06；若运算结果高位大于9或CF（进位）=1，则结果+60;若 都满足时，则结果+66。BCD码减法修正原则是：若运算结果低位大于9或AF（半借位）=1，则结果-06；若运算结果高位大于9或CF（借位）=1，则结果-60;若 都满足时，则结果-66。说明：微机的CPU中都有专门的十进制运算调整部件DAA，还设有专门的十进制加减运算调整指令DAA与DAS等。,信息工程学院信息论教研室,60,浮点数大纲不要求，所以不讲。,信息工程学院信息论教研室,61,六、数的浮点表示及运算,浮点数的表示 任何一个R进制数N都可写成 N=MRP 其中 R是基数（Radix）M是尾数（Mantissa）P

33、是阶（Power）尾数M的符号是该数的符号，而阶P也有符号，P决定了该数中小数点的位置。若P不变（固定），则小数点固定，称为定点数。若P不固定，则小数点位置不固定，称为浮点数（Float）。若R固定，则数N则由M和P决定。（在计算机中，R=2）,信息工程学院信息论教研室,62,六、数的浮点表示及运算（续）,一个浮点数可表示如下：,Sp.,Pn,Sm,Mr,其中，Sp 是阶 P 的符号位；Pn是阶 P 的绝对值部分，称为阶码；Sm是尾数 M 的符号位，也是浮点数 N 的符号位，称为尾符或数符；Mr是尾数的绝对值部分，称为尾码。关于浮点数的两个概念 规格化：移动小数点的位置，使其尾数变成其标准格式

34、的过程。对阶：移动一个浮点数的小数点位置，使两个数的小数点位置对齐（阶码相同）的过程。IEEE浮点数格式 IEEE浮点数格式分为单精度和双精度两种。单精度数为32位，双精度数为64位。,信息工程学院信息论教研室,63,六、数的浮点表示及运算（续）,单精度浮点数（阶码：8位（含阶符），尾数：24位（含尾符）双精度浮点数（阶码：11位，尾数：53位）,IEEE浮点数规定：规格化浮点数的小数点在数符Sm的后面，且小数点前有一个隐含的“1”。即，尾数可表示12之间的数。,信息工程学院信息论教研室,64,六、数的浮点表示及运算（续）,单精度浮点数的表示 阶码=0，表示阶为-127；阶码=7FH，表示阶为

35、0；阶码=80H，表示阶为+1；阶码=FFH，表示阶为+128。32位浮点数所能表示的绝对值最小的非零数值为：12-127=5.877 10-39 若小于该数，则表示为机器零，用全0表示。32位浮点数所能表示的绝对值最大的数值为：22128=6.8 1038 若超出该范围，则产生上溢出。例1+1.0=1.0 20,浮点数表示为：0 011,1111,1 0000B=3F800000H 例2-3.0=-1.5 21,浮点数表示为：1 100,0000,0 100,00B=C0400000H,信息工程学院信息论教研室,65,六、数的浮点表示及运算（续）,例3-128.0625=-(127+2-4)

36、=-(1+2-11)27=-1.0004882812 27=1 100,0011,0 000,0000,0001,0000,0000,0000B=C3001000H（注：阶为+7，阶码为86H）教材改错：P22第十一行：3）-128.0625=-1.00000000001 27 应为-128.0625=-1.00048828125 27 P25倒数第3行（2）ZNVC 应改为：NZVCP26第4行：（6）NZVCD=10100 应改为：00100,信息工程学院信息论教研室,66,六、数的浮点表示及运算（续）,浮点数运算（1）加、减运算 对阶：使两个操作数的小数点对齐（使阶码相同）。尾数相加、减

37、。结果规格化（注意小数点前面有一位隐含的1）。舍入处理：修正对阶或规格化过程中被丢弃的有效位。溢出判断：若阶码出现上溢出，则浮点数就发生上溢出。对最终结果进行判断。（2）乘、除运算 参看教材 P22（尾数相乘/除，得积/商及余数的尾数；阶码相加/减，得出积/商的阶码）（3）浮点数的特点 表示的数值范围大；运算精度高；运算复杂，所需硬件设备多。,信息工程学院信息论教研室,67,七、逻辑变量的表示与运算,逻辑变量 只有两个值，“真”或“假”，1bit 可以表示一个逻辑变量。若“1”表示“真”，“0”表示”假”。逻辑运算 逻辑运算都是比特运算。与算术运算区别在于，前者只在对应的比特 之间进行，各位之

38、间没有进/借位，本位运算结果不影响其它位。常用的逻辑运算有：逻辑与、逻辑非、逻辑或、逻辑异或。1.逻辑与运算（AND）与运算通常用于屏蔽掉某些位（清0），保留某些位不变。例如：(A5H)AND(F0H)=A0H;屏蔽低4位（清0），保留高4位。2.逻辑或运算（OR）逻辑或运算通常把某些位置1，某些位不变。例如:(A5H)OR(0FH)=AFH;高 4 位不变，低 4 位置全1。,信息工程学院信息论教研室,68,七、逻辑变量的表示与运算（续）,逻辑非运算（NOT）把逻辑变量变成反码。例如：NOT(A5H)=5AH4.逻辑异或运算（XORExclusive OR）异或运算可以使某些位清0，某些位变

39、反。通常用于寄存器或内存单元清0。例1:(A5H)XOR（0FH）=AAH;高4位不变，低4位变反。例2：（A5H）XOR（A5H）=00 H；一个数自身异或，相当于清0。逻辑运算中，标志位CF、AF、SF、OF均无意义（虽然能置成某种状态）。CPU中设有专门的反映逻辑运算结果的标志。,信息工程学院信息论教研室,69,八、文字在计算机内的表示,计算机中的文字信息 计算机中的文字，不论外文或中文，都是用二进制编码表示的。文字信息主要用于人-机接口设备。如键盘、显示器、打印机等设备。信息代码必须有约定，才能使不同厂家生产的计算机及外部设备相 互间交换信息，这种约定的信息代码称为信息交换码。常用的信

40、息交换码有：ASCII码（7位）扩展的ASCII码（8位）EBCDIC码（8位）汉字编码（16位）等,信息工程学院信息论教研室,70,八、文字在计算机内的表示（续）,ASCII码 ASCII码是美国标准信息交换码的简称。（ASCIIAmerican Standard Code for Information Interchange）它用7位二进制编码，共有27=128个，扩展的ASCII码共有28=256个。基本ASCII码包括：数字10个：09（ASCII码：30H39H）大写字母26个：AZ（ASCII码：41H5AH）小写字母26个：a z（ASCII码：61H7AH）标点与运算符号：20多个（包括，？；！：。+-*/等）各种控制符：30多个（包括设备、文件、传输控制等，如回车、换行、空格、退格、删除、响铃、文始等等）教材后面附录B有基本ASCII码表，根据需要可以查看。,信息工程学院信息论教研室,71,课外作业,P25 题 1，7，8，9（2）（4）（6），13（01班交）题 15，16，19，20，21（02班交）作业每周交一次 每次交一个小班：第一次：01小班 第二次：02小班 第三次：03小班,