第1章 数据表示与运算

第1章微型计算机基础概论主要内容：微机系统的组成计算机中的常用计数制、编码及其相互间的转换无符号二进制数的算术运算和逻辑运算符号数的表示及补码运算二进制数运算中的溢出基本逻辑门及译码器1一、微型计算机系统2主要内容微机系统的基本组成微型机的工作原理31.

计算机的工作原理冯•诺依曼计算机的工作原理存储程序工作原理4冯•诺依曼机的特点：将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序，并放入存储器保存指令按其在存储器中存放的顺序执行；由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行；以运算器为核心，所有的执行都经过运算器。5冯•诺依曼计算机体系结构运算器存储器控制器输入设备输出设备62.系统组成

主机硬件系统外设微机系统系统软件软件系统应用软件CPU存储器输入/输出接口总线7微处理器微处理器简称CPU，是计算机的核心。主要包括：

运算器控制器寄存器组8存储器定义：

用于存放计算机工作过程中需要操作的数据和程序。9有关内存储器的几个概念内存单元的地址和内容内存容量内存的操作内存的分类10

内存单元的地址和内容每个单元都对应一个地址，以实现对单元内容的寻址。1011011038F04H内存地址单元内容11内存容量内存所含存储单元的个数，以字节为单位内存容量的大小依CPU的寻址范围而定（即CPU地址信号线的位数）12内存操作读：将内存单元的内容取入CPU，原单元内容不改变；写：CPU将信息放入内存单元，单元中原来的内容被覆盖。13内存储器的分类随机存取存储器（RAM）只读存储器（ROM）按工作方式可分为14输入/输出接口接口是CPU与外部设备间的桥梁CPUI/O接口外设15接口的分类串行接口输入接口并行接口输出接口数字接口模拟接口16接口的功能数据缓冲寄存；信号电平或类型的转换；实现主机与外设间的运行匹配。17总线基本概念分类工作原理常用系统总线标准及其主要技术指标（具体内容见后续课程）18软件系统软件：为运行、管理和维护计算机系统或为实现某一功能而编写的各种程序的总和及其相关资料。系统软件应用软件操作系统编译系统网络系统工具软件软件19二、计算机中的数制及编码20主要内容各种计数制的特点及表示方法；各种计数制之间的相互转换。211.常用计数法

十进制二进制十六进制22十进制特点：以十为底，逢十进一；有0-9十个数字符号。用D表示。权值表达式：23二进制特点：以2为底，逢2进位；只有0和1两个符号。用B表示。权值表达式：24十六进制特点：有0--9及A--F共16个数字符号，逢16进位。用H表示。权值表达式：25例：234.98D或（234.98）D1101.11B或（1101.11）BABCD.BFH或（ABCD.BF）H262.各种进制数间的转换非十进制数到十进制数的转换十进制到非十进制数的转换二进制与十六进制数之间的转换

27非十进制数到十进制数的转换按相应的权值表达式展开例：1011.11B=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2=8+2+1+0.5+0.25=11.755B.8H=5×161+11×160+8×16-1

=80+11+0.5=91.528十进制到非十进制数的转换到二进制的转换：对整数：除2取余；对小数：乘2取整。到十六进制的转换：对整数：除16取余；对小数：乘16取整。29二进制与十六进制间的转换用4位二进制数表示1位十六进制数例：25.5=

11001.1B=

19.8H11001010.0110101B=CA.6AH303.

计算机中的编码BCD码用二进制编码表示的十进制数ASCII码西文字符编码31BCD码压缩BCD码用4位二进制码表示一位十进制数扩展BCD码用8位二进制码表示一位十进制数32BCD码与二进制数之间的转换先转换为十进制数，再转换二进制数；反之同样。例：（00010001.00100101）BCD=11.25=（1011.01）B33ASCII码字符的编码，一般用7位二进制码表示。在需要时可在D7位加校验位。熟悉0---F的ASCII码34ASCII码的校验奇校验

加上校验位后编码中“1”的个数为奇数。例：A的ASCII码是41H（1000001B），

以奇校验传送则为C1H（11000001B）偶校验

加上校验位后编码中“1”的个数为偶数。上例若以偶校验传送，则为41H。35三、无符号数的运算

算术运算逻辑运算无符号数有符号数二进制数的运算36主要内容无符号二进制数的算术运算无符号数的表达范围运算中的溢出问题无符号数的逻辑运算基本逻辑门和译码器371.无符号数的算术运算加法运算（1+1=0（有进位））减法运算（0-1=1（有借位））乘法运算（注意乘数为2时的规律）除法运算（注意除数为2时的规律）38乘除运算例00001011×0100=00101100B

00001011÷0100=00000010B

即：商=00000010B

余数=11B392.无符号数的表示范围：

0≤

X≤2n-1若运算结果超出这个范围，则产生溢出。对无符号数：运算时，当最高位向更高位

有进位（或借位）时则产生

溢出。40[例]：

最高位向前有进位，产生溢出413.逻辑运算与或非异或424.逻辑门掌握：与、或、非门逻辑符号和逻辑关系（真值表）；与非门、或非门的应用。43“与”、“或”运算任何数和“0”相“与”，结果为0。任何数和“1”相“或”，结果为1。44“非”