第1章 微型计算机的基础知识.ppt
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1、第第1章章 微型计算机的基微型计算机的基础知识础知识参考书参考书1.王永山王永山微型计算机原理与应用,微型计算机原理与应用,西安电子科技大学西安电子科技大学2.王忠民王忠民微型计算机原理,西安微型计算机原理,西安电子科技大学电子科技大学3.周明德周明德微机原理与接口技术,微机原理与接口技术,人民邮电出版社人民邮电出版社4.雷丽文微机原理与接口技术,雷丽文微机原理与接口技术,电子工业出版社电子工业出版社5.许兴存微型计算机接口技术,许兴存微型计算机接口技术,电子工业出版社电子工业出版社学习微机原理的意义学习微机原理的意义1.电类专业的主干课,必修课。电类专业的主干课,必修课。电类专业的主干课,必
2、修课。电类专业的主干课,必修课。2.许多电类专业的考研课,计算机等级考许多电类专业的考研课,计算机等级考许多电类专业的考研课,计算机等级考许多电类专业的考研课,计算机等级考试的重要课程试的重要课程试的重要课程试的重要课程 。3.许多后续课程的基础,如许多后续课程的基础,如许多后续课程的基础,如许多后续课程的基础,如单片机原理单片机原理单片机原理单片机原理 嵌入式系统嵌入式系统嵌入式系统嵌入式系统 DSPDSP原理原理原理原理计计计计算机网络算机网络算机网络算机网络计算机通信技术计算机通信技术计算机通信技术计算机通信技术前导课:前导课:前导课:前导课:计算机基础计算机基础计算机基础计算机基础讲授
3、计算机基础讲授计算机基础讲授计算机基础讲授计算机基础的相关知识,的相关知识,的相关知识,的相关知识,电路基础电路基础电路基础电路基础、模拟电模拟电模拟电模拟电子技术子技术子技术子技术、数字电子技术数字电子技术数字电子技术数字电子技术讲授有关讲授有关讲授有关讲授有关电路和电子技术的知识。电路和电子技术的知识。电路和电子技术的知识。电路和电子技术的知识。微机的应用:微机的应用:1 1科学和工程计算科学和工程计算科学和工程计算科学和工程计算 科科科科学学学学研研研研究究究究和和和和工工工工程程程程技技技技术术术术领领领领域域域域中中中中有有有有大大大大量量量量复复复复杂杂杂杂的的的的数值运算问题,是
4、计算机应用最早的领域。数值运算问题,是计算机应用最早的领域。数值运算问题,是计算机应用最早的领域。数值运算问题,是计算机应用最早的领域。特点:特点:特点:特点:计算过程复杂,精度要求高。计算过程复杂,精度要求高。计算过程复杂,精度要求高。计算过程复杂,精度要求高。2 2信息处理:信息处理:信息处理:信息处理:对对对对数数数数据据据据的的的的非非非非数数数数值值值值处处处处理理理理。如如如如信信信信息息息息的的的的收收收收集集集集、排排排排序序序序、分分分分类类类类、统统统统计计计计、检检检检索索索索。并并并并加加加加工工工工为为为为人人人人们们们们所所所所要要要要求求求求的形式,事物处理占整个
5、计算机应用的的形式,事物处理占整个计算机应用的的形式,事物处理占整个计算机应用的的形式,事物处理占整个计算机应用的8080。特点:特点:特点:特点:信息量大,计算过程简单。信息量大,计算过程简单。信息量大,计算过程简单。信息量大,计算过程简单。3 3办公自动化:办公自动化:办公自动化:办公自动化:各种文档、表格、图片等的处理。各种文档、表格、图片等的处理。各种文档、表格、图片等的处理。各种文档、表格、图片等的处理。4 4过程控制:过程控制:过程控制:过程控制:过程控制过程控制过程控制过程控制是指将计算机应用于自动控制系统是指将计算机应用于自动控制系统是指将计算机应用于自动控制系统是指将计算机应
6、用于自动控制系统所谓所谓所谓所谓自动控制系统自动控制系统自动控制系统自动控制系统是一种不需要人工干预的过是一种不需要人工干预的过是一种不需要人工干预的过是一种不需要人工干预的过程(包括机械加工过程、热力学过程和化学过程(包括机械加工过程、热力学过程和化学过程(包括机械加工过程、热力学过程和化学过程(包括机械加工过程、热力学过程和化学过程等)。程等)。程等)。程等)。过程控制是用计算机对工业过程进行自动而有过程控制是用计算机对工业过程进行自动而有过程控制是用计算机对工业过程进行自动而有过程控制是用计算机对工业过程进行自动而有效的检测与控制。效的检测与控制。效的检测与控制。效的检测与控制。特点:实
7、时性特点:实时性特点:实时性特点:实时性要求及时采集检测数据,经要求及时采集检测数据,经要求及时采集检测数据,经要求及时采集检测数据,经过计算机计算后及时对被控对象进行自动控制过计算机计算后及时对被控对象进行自动控制过计算机计算后及时对被控对象进行自动控制过计算机计算后及时对被控对象进行自动控制和调节。和调节。和调节。和调节。5 5民用事业民用事业民用事业民用事业 通讯、交通管理、家用电器、多媒体教学、通讯、交通管理、家用电器、多媒体教学、通讯、交通管理、家用电器、多媒体教学、通讯、交通管理、家用电器、多媒体教学、家用电脑等。家用电脑等。家用电脑等。家用电脑等。6 6计算机辅助技术计算机辅助技
8、术计算机辅助技术计算机辅助技术CAD-CAD-计算机辅助设计计算机辅助设计计算机辅助设计计算机辅助设计(Computer Aided Computer Aided Design)Design),是计算机绘图,使设计过程半自动,是计算机绘图,使设计过程半自动,是计算机绘图,使设计过程半自动,是计算机绘图,使设计过程半自动化和自动化。化和自动化。化和自动化。化和自动化。CAM-CAM-计算机辅助制造计算机辅助制造计算机辅助制造计算机辅助制造(Computer Aided Computer Aided Manufacturing);Manufacturing);是数控机床,围绕数控机是数控机床,围绕
9、数控机是数控机床,围绕数控机是数控机床,围绕数控机床有一组自动化设备用以完成加工件的运输、床有一组自动化设备用以完成加工件的运输、床有一组自动化设备用以完成加工件的运输、床有一组自动化设备用以完成加工件的运输、组装、加工、测量等功能。组装、加工、测量等功能。组装、加工、测量等功能。组装、加工、测量等功能。CAI-CAI-计算机辅助教育计算机辅助教育计算机辅助教育计算机辅助教育(Computer Computer Assisted Instruction);Assisted Instruction);特点:综合利用计算机的计算、逻辑判断、信特点:综合利用计算机的计算、逻辑判断、信特点:综合利用计
10、算机的计算、逻辑判断、信特点:综合利用计算机的计算、逻辑判断、信息处理的功能,并具有很强的人机交互特性。息处理的功能,并具有很强的人机交互特性。息处理的功能,并具有很强的人机交互特性。息处理的功能,并具有很强的人机交互特性。第一章:微型计算机的基础知识第一章:微型计算机的基础知识1.1 计算机中的数和编码系统计算机中的数和编码系统 一、数制及数制转换一、数制及数制转换一、数制及数制转换一、数制及数制转换 二、计算机中数的表示及运算二、计算机中数的表示及运算二、计算机中数的表示及运算二、计算机中数的表示及运算 三、信息的编码方法三、信息的编码方法三、信息的编码方法三、信息的编码方法 1.2 微型
11、计算机系统概述微型计算机系统概述 一、计算机的基本结构及工作原理一、计算机的基本结构及工作原理一、计算机的基本结构及工作原理一、计算机的基本结构及工作原理二、微型计算机的基本结构与系统组成二、微型计算机的基本结构与系统组成二、微型计算机的基本结构与系统组成二、微型计算机的基本结构与系统组成 1.1 1.1 计算机中的数和编码系统计算机中的数和编码系统一、数制及数制转换一、数制及数制转换1.计数制及十进制数计数制及十进制数2.二进制数二进制数3.十六进制数十六进制数4.数制书写约定数制书写约定5.不同数制之间的转换不同数制之间的转换u十进制十进制人们日常使用最多的是十进制数,是根据人们日常使用最
12、多的是十进制数,是根据人们日常使用最多的是十进制数,是根据人们日常使用最多的是十进制数,是根据“逢十进一逢十进一逢十进一逢十进一”的的的的原则进行计数的。一个十进制数,它的数值是由原则进行计数的。一个十进制数,它的数值是由原则进行计数的。一个十进制数,它的数值是由原则进行计数的。一个十进制数,它的数值是由数码数码数码数码0 0、1 1、2 2、8 8、9 9来表示的。数码所处的位置不同,代表来表示的。数码所处的位置不同,代表来表示的。数码所处的位置不同,代表来表示的。数码所处的位置不同,代表数的大小也不同。从右起的第一位是个位,第二位是十数的大小也不同。从右起的第一位是个位,第二位是十数的大小
13、也不同。从右起的第一位是个位,第二位是十数的大小也不同。从右起的第一位是个位,第二位是十位,第三位是百位、位,第三位是百位、位,第三位是百位、位,第三位是百位、。“权权权权”:个、十、百、千、万个、十、百、千、万个、十、百、千、万个、十、百、千、万在数学上叫做在数学上叫做在数学上叫做在数学上叫做“权权权权”。十进制数的权是以。十进制数的权是以。十进制数的权是以。十进制数的权是以1010为底的幂。为底的幂。为底的幂。为底的幂。“基基基基”:所使用的数码的个数称为所使用的数码的个数称为所使用的数码的个数称为所使用的数码的个数称为“基基基基”(如十进制数(如十进制数(如十进制数(如十进制数中基为中基
14、为中基为中基为1010)。)。)。)。“数值数值数值数值”:每一位上的数码与该位:每一位上的数码与该位:每一位上的数码与该位:每一位上的数码与该位“权权权权”的乘积表示了该的乘积表示了该的乘积表示了该的乘积表示了该位数值的大小。位数值的大小。位数值的大小。位数值的大小。1 1、计数制及十进制数、计数制及十进制数数码:数码:如如 0、1、2、9进位:进位:如如 逢十进一逢十进一基:基:如如 R10权:权:如如 10i(i为序号)为序号)计数制四要素计数制四要素例题:例题:5555.55555.5 5 5 5 5 .55 5 5 5 .5 序号:序号:序号:序号:3 2 1 0 3 2 1 0 .
15、-1.-1 权:权:权:权:10103 3 10102 2 10 101 1 10 100 0.1010-1-1按权展开相加按权展开相加按权展开相加按权展开相加 5555.55555.55 5 10103 3+5+5 10102 2+5+5 10101 1+5+5 10100 0+5+5 1010-1-15000 +500 +50 +5 +0.55000 +500 +50 +5 +0.5数码在数中的位置不同,其值也不同。数码数码在数中的位置不同,其值也不同。数码与与“权权”的乘积就是该位数值大小。的乘积就是该位数值大小。权权数码数码数值数值2 2、二进制数、二进制数l以以以以2 2 2 2为为
16、为为基基基基数数数数的的的的数数数数制制制制称称称称为为为为二二二二进进进进位位位位计计计计数数数数制制制制,它它它它只只只只包包包包括括括括0 0 0 0和和和和1 1 1 1两两两两个个个个数数数数码码码码,很很很很容容容容易易易易用用用用电电电电子子子子元元元元件件件件的的的的两两两两种种种种不不不不同同同同的的的的状状状状态态态态来来来来表表表表示示示示,例例例例如如如如,用用用用高高高高电电电电平平平平表表表表示示示示1 1 1 1,用用用用低低低低电电电电平表示平表示平表示平表示0 0 0 0。所以,计算机中通常采用二进制数。所以,计算机中通常采用二进制数。所以,计算机中通常采用二
17、进制数。所以,计算机中通常采用二进制数。l二进制数的计数特征:二进制数的计数特征:二进制数的计数特征:二进制数的计数特征:逢二进一逢二进一逢二进一逢二进一,运算简单。,运算简单。,运算简单。,运算简单。l在加、减、乘、除四则运算中,乘法实质上是在加、减、乘、除四则运算中,乘法实质上是在加、减、乘、除四则运算中,乘法实质上是在加、减、乘、除四则运算中,乘法实质上是做移位加法,除法则是移位减法。做移位加法,除法则是移位减法。做移位加法,除法则是移位减法。做移位加法,除法则是移位减法。返回本节四要素四要素数码数码:0、1进位进位:逢二进一:逢二进一基基:R2权权:2i(i为序号)为序号)例题例题1
18、1:1101.111101.11 1 1 0 1 .1 1 1 1 0 1 .1 1序号:序号:序号:序号:3 2 1 0 3 2 1 0.-1 -2.-1 -2权:权:权:权:2 23 3 2 22 2 2 21 1 2 20.0.2 2-1 -1 2 2-2-2按权展开相加:按权展开相加:按权展开相加:按权展开相加:1101.111101.111 1 2 23 3+1+1 2 22 2+0+0 2 21 1+1+1 2 20 0+1+1 2 2-1-1+1+1 2 2-2-2 8 +4 +0 +1 +0.5 +0.258 +4 +0 +1 +0.5 +0.25权权数码数码值值例题例题2 2
19、:1010 101011010 101011010 10101128+126+124+122+120 256+64 +16 +4 +1341特点:位数多,难识别,易错。特点:位数多,难识别,易错。3 3 十六进制数十六进制数u为为了了书书写写和和阅阅读读方方便便,经经常常采采用用十十六六进进制制数数作作为为二二进进制制的的缩缩写写形形式式,这这样样书书写写长长度短。度短。u在计数时,逢十六进一。在计数时,逢十六进一。u而十六进制数与二进制数转换方便。而十六进制数与二进制数转换方便。四要素四要素数码数码:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F进位:进位:逢十六进一逢十六进
20、一基基:R16权权:16i(i为序号)为序号)例题例题37B163162+7161+11160 891105C89.A16=5163+12162+8161+9160+1016-1=23689.62510特点:位数少,易于书写特点:位数少,易于书写。十十进进制制数数、二二进进制制数数、十十六六进进制制数数对对照照表表 计算机中采用二进制的原因计算机中采用二进制的原因可行性可行性(物理实现方便)(物理实现方便)简易性简易性(运算简单)(运算简单)4个加、减公式,个加、减公式,十进制十进制55个个可靠性可靠性两个状态控制简单,传输可靠。两个状态控制简单,传输可靠。u计算机用二进制计算机用二进制u人用
21、十进制人用十进制十六进制十六进制4 4 数制书写约定数制书写约定u101 101 是二、十、十六进制数?是二、十、十六进制数?是二、十、十六进制数?是二、十、十六进制数?u在在在在书书书书写写写写计计计计算算算算机机机机程程程程序序序序时时时时,一一一一般般般般不不不不用用用用基基基基数数数数作作作作为为为为下下下下标标标标来来来来区区区区分分分分各各各各种种种种进进进进制制制制,而而而而是是是是用用用用相相相相应应应应的的的的英英英英文文文文字字字字母母母母作作作作后后后后缀来表示各种进制。缀来表示各种进制。缀来表示各种进制。缀来表示各种进制。例如:例如:例如:例如:u BB(BinaryB
22、inary)二进制二进制二进制二进制u DD(DecimalDecimal)十十十十进进进进制制制制(一一一一般般般般DD可可可可省省省省略略略略,即无后缀的数字为十进制数)即无后缀的数字为十进制数)即无后缀的数字为十进制数)即无后缀的数字为十进制数)u HH(HexadecimalHexadecimal)十六进制十六进制十六进制十六进制例题:例题:例:例:110011B、1011.1B例:例:110011D、325、65579例:例:110011H、54ABCH、FAD34H5 5、不同进制之间的转换、不同进制之间的转换原因:原因:原因:原因:由由由由于于于于我我我我们们们们习习习习惯惯惯惯
23、十十十十进进进进制制制制计计计计数数数数,所所所所以以以以在在在在研研研研究究究究问问问问题题题题或或或或讨讨讨讨论论论论解解解解题题题题的的的的过过过过程程程程时时时时,总总总总是是是是用用用用十十十十进进进进制制制制来来来来考考考考虑虑虑虑和和和和书书书书写写写写的的的的。当当当当考考考考虑虑虑虑成成成成熟熟熟熟后后后后,要要要要把把把把问问问问题题题题变变变变成成成成计计计计算算算算机机机机能能能能够够够够“认认认认识识识识”的的的的形形形形式式式式,即即即即把把把把问问问问题题题题中中中中的的的的所所所所有有有有十十十十进进进进制制制制数数数数转转转转换换换换成成成成二二二二进进进进制
24、制制制代代代代码码码码,因因因因此此此此需需需需要要要要用用用用到到到到“十十十十进进进进制制制制转转转转换换换换成成成成二二二二进进进进制制制制数数数数”的的的的方方方方法法法法。计计计计算算算算机机机机运运运运算算算算完完完完毕毕毕毕得得得得到到到到二二二二进进进进制制制制结结结结果果果果后后后后,又又又又需需需需要要要要用用用用到到到到“二二二二进进进进制制制制数数数数转转转转换换换换为为为为十十十十进进进进制制制制数数数数”的的的的方方方方法法法法。才才才才能能能能把把把把运运运运算算算算结结结结果果果果用用用用十十十十进进进进制制制制形形形形式式式式显显显显示示示示出出出出来来来来。
25、由由由由于于于于二二二二进进进进制制制制数数数数书书书书写写写写较较较较烦烦烦烦、易易易易错错错错,又又又又经经经经常常常常用用用用十十十十六六六六进进进进制制制制表表表表示示示示,这这这这就就就就需需需需要要要要二二二二进进进进制制制制与与与与十十十十六六六六进进进进制制制制数数数数之之之之间间间间的转换的转换的转换的转换 (1 1)二进制、十六进制)二进制、十六进制十进制十进制基本方法:按权展开相加基本方法:按权展开相加 利利用用十十进进制制数数的的运运算算法法则则求求和和,即即可可得得到到等值的十进制数。等值的十进制数。例题例题:101 101.101101 101.101BB=1 1
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