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1、原理 第1章 微型计算机概述(1),微机原理,任课教师：杨琳办公室：9号楼6楼信息处理教研室（624）电话：QQ:50944299网站：,原理 第1章 微型计算机概述(2),本课程的学习目的,通过本课程的学习后，学生应初步具有分析与设计简单的微机应用系统软硬件的能力。并为后续的微机应用课程（如单片机，接口技术等）打下基础，最终目标为培养学生设计完整的微机应用系统的能力。,原理 第1章 微型计算机概述(3),课程内容,概述 入门知识介绍16位和32位微处理器Pentium的指令系统存储器、存储管理和高速缓存技术微型计算机与外设的数据传输键盘和鼠标显示器和工作原理和接口技术打印机的工作原理和接口技
2、术软盘、硬盘和光盘子系统总线,原理 第1章 微型计算机概述(4),学习方法,在了解微型计算机的基本工作原理和弄清有关基本概念、基本组成、基本结构的基础上，结合当今计算机的发展，了解一些最新的技术。本课程在开始的章节内容较为抽象、繁杂，应注意多与实践结合，同时，在后面章节中再次涉及到有关内容，可以再回到前面的章节中，重复进行有关部分的学习。可通过典型实例的学习，精选习题、练习及加强实验环节等途径提高硬件设计和软件编程的能力。本课程的学习过程中要注意原理与应用相结合；软件与硬件相结合。本课程的实验是学习的重要一环，它对加深有关内容的理解及提高动手能力很重要。在实验过程中要多动脑筋，多动手，达到学习
3、目标。,原理 第1章 微型计算机概述(5),成绩评定标准,学习小组：自由组合，每组3到5人。平时成绩：占总评40%出勤：5%学习积极性：10%作业：50%实验：35%期末考试：闭卷考，占总评60%,原理 第1章 微型计算机概述(6),第1章 微型计算机概述,本章重点为:CPU功能和内部模块微型计算机的基本结构微型计算机的性能指标微型计算机的数据类型及编码,原理 第1章 微型计算机概述(7),1.1 微型计算机的特点和发展,微型机的特点 体积小、重量轻。价格低廉 可靠性高、结构灵活 应用面广,原理 第1章 微型计算机概述(8),1.2 微型机的分类,按规模分类单片机个人计算机笔记本电脑掌上电脑按
4、微处理器的字长分类4位微处理器8位微处理器16位微处理器32位微处理器,原理 第1章 微型计算机概述(9),1.3 微处理器、微型计算机和微型计算机系统,逻辑运算部件,累加器和寄存器组,控制器,内部总线,微处理器,存储器（ROM、RAM）,输入输出接口,系统总线,微型计算机,外围设备,系统软件,微型计算机系统,原理 第1章 微型计算机概述(10),1.4 计算机的基本结构和工作原理,人脑的简单计算,原理 第1章 微型计算机概述(11),CPU内部包含如下三部分：,算术逻辑部件累加器和寄存器组 控制器,原理 第1章 微型计算机概述(12),微型计算机构成,CPU、存储器输入/输出接口电路系统总线
5、,原理 第1章 微型计算机概述(13),微型计算机构成,原理 第1章 微型计算机概述(14),微型计算机的基本结构,原理 第1章 微型计算机概述(15),微型计算机系统,微型机系统软件操作系统CPU的运行和管理 文件管理 存储器管理 一系列语言处理程序汇编程序高级语言翻译程序数据库系统应用软件外部设备,设备管理 人机界面 程序员界面,原理 第1章 微型计算机概述(16),微型机的应用,科学计算信息处理过程控制仪器、仪表控制家用电器和民用产品控制,原理 第1章 微型计算机概述(17),微型机的性能指标,CPU的位数和主频 内存容量和速度 硬盘容量,原理 第1章 微型计算机概述(18),补充：微型
6、计算机的数据类型常见名词术语（1）,位：一个二进制位,是计算机中信息表示的最小单位。例如：1010B就有4个二进制位。字节：相邻的8个二进制位。例：1011 0110 B为一个字节字：计算机内部进行数据传递、处理的基本单位。在PC微机中常把一个字定义为16位，即2个字节。例：0111 1010 1110 1100B 即为一个字。字长：一个字所包含的二进制位数。例：16位微处理器的字长为16。,二进制数1011 0011有几位？,数1011 0011 0011 1110B有几个字节？,原理 第1章 微型计算机概述(19),补充：微型计算机的数据类型 常见名词术语（2）,双字（Double Wor
7、d)：32位，4个字节，是32位微计算机的字长。四字（Quad Word)：64位，8个字节，是32位微处理器的双倍精度字。双四字（DQW）：128位，16个字节。模：模是计量器的最大容量。一个4位寄存器能够存放00001111共计16个数，因此它的模为24。,原理 第1章 微型计算机概述(20),计算机中的数据可分为数和码：数：用来直接表示量的多少，有大小之分，能够进行加减等运算。如二进制数，十六进制数。码：通常指代码或编码，在计算机中用来描述某种信息。如ASCII码，国标码。,原理 第1章 微型计算机概述(21),计算机中常用的进位计数制,原理 第1章 微型计算机概述(22),二十进制之间
8、的转换,例：求十进制56D的二进制表示及二进制数10110110B的十进制表示。56=125+124+123=0011 1000 B1011 0110B=127+125+124+122+121=182D,原理 第1章 微型计算机概述(23),十六二进制的转换,例：用二进制数表示2396H。2 3 9 6 2396H=0010 0011 1001 0110B十六二进制：将每位十六进制数用4位二进制数表示，不足4位的前面补0。,0010,0011,1001,0110,原理 第1章 微型计算机概述(24),二十六进制的转换,例：求二进制数 10 1011 0110 B的十六进制表示。10 1011
9、0110 B 10 1011 0110 B=2B6H二十六进制：从右至左将每4个二进制位用一个十六进制数表示。,2,B,6,原理 第1章 微型计算机概述(25),二十进制编码,BCD（Binary-Coded Decimal）码专门解决用二进制编码表示十进数的问题。最常用的是8421编码，其方法是用4位二进制数表示1位十进制数，自左至右每一位对应的位权是8、4、2、1。,原理 第1章 微型计算机概述(26),压缩BCD码每一位数采用4位二进制数来表示，即一个字节表示2位十进制数。例如：1000 1001B表示十进制数89D。,原理 第1章 微型计算机概述(27),非压缩BCD码每一位数采用8位
10、二进制数来表示，即一个字节表示1位十进制数。而且只用每个字节的低4位来表示09，高4位为0。例如：十进制数89D，采用非压缩BCD码表示为二进制数是：00001000 00001001B,原理 第1章 微型计算机概述(28),数的表示法-整数,无符号数:以二进制形式表示。8位无符号数的表示范围是：0000 0000 B1111 1111 B即：025516位无符号数的表示范围是0000 0000 0000 0000B1111 1111 1111 1111B即：065535,28-1,216-1,原理 第1章 微型计算机概述(29),带符号数原码：正数的符号位为0，负数的符号位为1。其它位按照一
11、般的方法来表示数的绝对值。用这样的表示方法得到的就是数的原码。当机器字长为8位二进制数时：X101 1011 X原码 0 101 1011 Y101 1011 Y原码 1 101 1011,原理 第1章 微型计算机概述(30),原码的表示范围 1原码0 000 0001 1原码1 000 0001 127原码0 111 1111 127原码1 111 1111（2n-11）（2n-11）其中n为机器字长。8位:12712716位:3276732767,原理 第1章 微型计算机概述(31),反码：对于一个带符号的数来说，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。8位反
12、码实例：+1011011与-1011011的反码。,原理 第1章 微型计算机概述(32),反码的表示范围 1反码0000 0001 1反码1111 1110 127反码0111 1111 127反码1000 0000（2n-11）（2n-11）其中n为机器字长。8位:12712716位:3276732767,原理 第1章 微型计算机概述(33),补码:正数的补码与原码相同，负数的补码为其为其反码在最低位加1。例：（1）X1011011，求其原码、补码。X原码0101 1011 X补码0101 1011（2）Y101 1011，求其原码、补码。Y原码1101 1011 Y反码1010 0100
13、Y补码1010 0101,原理 第1章 微型计算机概述(34),原理 第1章 微型计算机概述(35),补码表示的整数范围：2n-1（2n-11）n为机器字长。8位：12812716位：3276832767 当运算结果超出这个范围时，就不能正确表示数了，此时称为溢出。,原理 第1章 微型计算机概述(36),补码与真值间的转换正数补码的真值等于补码的本身；例：X补码01011001B，求其真值；X1011001B（89）D,原理 第1章 微型计算机概述(37),负数补码转换为其真值时，将负数补码按位求反，末位加1，即可得到该负数补码对应的真值的绝对值。例：X补码11011001B，求其真值X X（
14、1011001求反1）B（01001101）B（0100111）B（39）D,原理 第1章 微型计算机概述(38),定点数和浮点数,定点数定点整数:小数点约定在最低位的右边。定点小数:小数点约定在符号位之后。浮点数 如果要处理的数既有整数部分，又有小数部分，则采用定点数会遇到麻烦。为此可以采用浮点数，即小数点的位置不固定。,原理 第1章 微型计算机概述(39),字符的表示法,ASCII（American Standard Code for Information Interchange）码是美国信息交换标准代码的简称，用于给西文字符编码；包括英文字母的大小写、数字、专用字符、控制字符等；这种编码由7位二进制数组合而成，可以表示128种字符；在ASCII码中，按其作用可分为：34个控制字符；10个阿拉伯数字52个英文大小写字母；32个专用符号,
