课件制作人：刘永华微机原理与接口技术第1章 概述课件制作人：刘永华第第2章章 微微 处处 理理 器器*1.1 微型计算机基本构成 1.1.1 硬件系统 1.1.2 软件系统 1.1.3 微型计算机的工作过程*1.2 数据表示与运算 1.2.1 进位计数制与不同基数制之间的转换 1.2.2 二进制数和十六进制数运算 1.2.3 数据表示 1.2.4 定点数与浮点数课件制作人：刘永华第第2章章 微微 处处 理理 器器*1.3 计算机语言基本概念 1.3.1 机器语言 1.3.2 汇编语言 1.3.3 高级语言 * 1.4 微机接口基本概念 1.4.1 接口的定义 1.4.2 为什么要专门研究接口 1.4.3 接口的分类课件制作人：刘永华1.1 微型计算机基本构成1.1.1 硬件系统 微型计算机的硬件系统概念框图如图1.1所示。图1.1 微型计算机硬件系统概念框图课件制作人：刘永华1.1 微型计算机基本构成微型计算机主要由如下几个部分组成：微处理器或称中 央处理单元(CPU)、内部存储器(简称内存)、输入/输出 接口(简称接口)及系统总线。 1. CPUCPU是一个复杂的电子逻辑元件，它包含了早期计算机 中的运算器、控制器及其他功能，能进行算术、逻辑及 控制操作。 2. 内存顾名思义，所谓内存就是指微型计算机内部的存储器。课件制作人：刘永华1.1 微型计算机基本构成3. 系统总线所谓系统总线就是用来传送信息的一组通信线。 由图1.1可以看到系统总线将构成微型计算机的 各个部件连接到一起，实现了微型计算机内部各 部件间的信息交换。由于这种总线在微型计算机 内部，故也将系统总线称为内总线。 4. 接口微型计算机广泛地应用于各个部门和领域，所连 接的外部设备是各式各样的。它们不仅要求不同 的电平、电流，而且要求不同的速率，有时还要 考虑是模拟信号，还是数字信号。课件制作人：刘永华1.1 微型计算机基本构成1.1.2 软件系统 1. 系统软件系统软件用来对构成微型计算机的各部分硬件， 如CPU、内存、各种外设进行管理和协调，使 它们有条不紊、高效率地工作。 2. 应用软件应用软件是针对不同应用、实现用户要求的功能 软件。例如，Internet网点上的Web页、各部门 的MIS(管理信息系统)程序、CIMS(计算机集成 制造系统)中的应用软件以及生产过程中的监测 控制程序等。课件制作人：刘永华1.1 微型计算机基本构成1.1.3 微型计算机的工作过程CPU进行简单的算术运算或逻辑运算，如从存储器取数、 将数据存放于存储器，或由接口取数、向接口送数。这 些都是一些基本操作，也称为CPU的操作。例如用微型计算机求解“7+10=?”这样一个极为简单的 问题时，必须利用指令告诉计算机该做的每一个步骤， 先做什么，后做什么。具体步骤就是： 7AL AL+10AL其含义就是把7这个数送到AL里面，然后将AL中的7和 10相加，把获得的结果存放在AL里。课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算1.2.1 进位计数制与不同基数制之间的转换 1. 二进制数、八进制数和十六进制数 1)二进制数日常生活中我们一般采用十进制进行计数，但计 算机只能识别0、1代码，也就是说计算机采用 二进制进行计数。二进制数只有0、1两个数码， 其基数为2，遵循逢二进一的原则，它的第k位 权以2k表示。二进制数anan-1 a0b-1b-2 b-m的值是：an2n+an-12n-1+ +a020+b-12-1+b-22- 2+b-m2-m课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算中an、bm为0、1两个数码中的1个。二进 制的描述是在其尾部加注字母B，例如：10100101B=127+026+125+024 +023+122+021+120=128+32+4 +1=165N位二进制数可以表示2N个数。例如3位二 进制数可以表示8个数，如表1.1所示。课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算中an、bm为0、1两个数码中的1个。二进 制的描述是在其尾部加注字母B，例如：10100101B=127+026+125+024 +023+122+021+120=128+32+4 +1=165N位二进制数可以表示2N个数。例如3位二 进制数可以表示8个数，如表1.1所示。课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算二进制数000001010011100101110111相应的十进制数01234567表1.1 3位二进制与十进制数对应表课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算二进制数00000001001000110100010101100111相应的十进制数01234567二进制数10001001101010111100110111101111相应的十进制数891011121314154位二进制数则表示十进制的位二进制数则表示十进制的015共共16个数，如表个数，如表1.2所示。所示。 表1.2 4位二进制与十进制数对应表课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算从表1.2可以看出位数越多二进制数越长，不便于人们阅 读、书写和记忆，因此人们经常使用八进制数或十六进 制数来表示二进制数。它们的基数和数码表示如表1.3所 示。 2) 八进制数八进制数有0、1、2、3、4、5、6、7八个数码，其基数 为8，遵循逢八进一的原则，它的第k位权以8k表示。八 进制数的描述是在其尾部加注字母O或Q。八进制数anan-1 a0b-1b-2 b-m的值是：an8n+an-18n-1+ +a080+b-18-1+b-28-2+ +b-m8-m例如： 534Q=582+381+480=564+38+41=348课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算3) 十六进制数十六进制数有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、 C、D、E、F十六个数码，其中A、B、C、D、E、F表 示10到15六个数码，其基数为16，遵循逢十六进一的原 则，它的第k位权以16k表示。十六进制的描述是在其尾 部加注字母H。十六进制数anan-1 a0b-1b-2 b-m的值是：an16n+an-116n-1+ +a0160+b-116-1+b-216- 2+ +b-m16-m例如： 2ACH=2162+10161+12160=2256+1016+12 1=684表1.3列出了几种常用的进位制的基数和数码。课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算进位计数制基 数数码十六进制数160、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十进制数100、1、2、3、4、5、6、7、8、9八进制数8 0、1、2、3、4、5、6、7十进制数20、1表1.3 几种常用的进位制的基数和数码课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算2. 不同基数制之间的转换 1)非十进制数转换为十进制数各非十进制数码乘以与其对应的权之和即 为该数对应的十进制数。例如：1011100.1011B=126+124+123+1 22+12-1+12-3+12-4=92.6875 DA031H=10163+3161+1160=410091001Q=183+180=513课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算2) 十进制数转换为非十进制数十进制数转换为非十进制数，一般整数部分采用除基数 取余法，小数部分采用乘基数取整法。除基数取余法的 具体操作是把待转换的十进制数的整数部分不断除以要 转换为的非十进制基数，并记下余数，直到商为0时为 止；乘基数取整法的具体操作是把待转换的十进制数的 小数部分不断乘以要转换为的非十进制基数，逐次记下 乘积整数部分的值，直到小数部分为0为止。现以十进制数转换为二进制数为例进行说明，二进制数 的“基数”为2，就成了除2取余法和乘2取整法，即对 整数部分的处理是把待转换的十进制数的整数部分不断 除以2，并记下余数，直到商为0时为止；对小数部分的 转换是把待转换的十进制数的小数部分不断乘以2，逐 次记下乘积整数部分的值，直到小数部分为0为止。课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算【例1.1】 将N=137.8125D转换为二进制数。整数部分为137D，按除2取余法有：137/2=68 (a0=1)68/2=34 (a1=0)34/2=17 (a2=0)17/2=8 (a3=1)8/2=4 (a4=0)4/2=2 (a5=0)2/2=1 (a6=0)课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算1/2=0 (a7=1)故137D=10001001B小数部分为0.8125D，按乘2取整法有：0.81252=1.625 (b-1=1)0.6252=1.25 (b-2=1)0.252=0.5 (b-3=0)0.52=1.0 (b-4=1)故0.8125D=0.1101B所以 N=137.8125D=10001001.1101B十进制数转换为十六进制数和八进制数的方法与十进制 数转换为二进制数的方法类同。课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算3)十六进制数与二进制数之间的转换因为16=24，所以一个十六进制数中的每一位可以用4位 二进制数表示，便可形成相应的二进制数。【例1.2】 CB9A 11001011 10011010即 CB9AH=1100101110011010B反之，二进制数只要把它从低位到高位每4位组成一组， 再用十六进制数来表示就可以了。【例1.3】011101011011111175BF即 0111010110111111B=75BFH 课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算1.2.2 二进制数和十六进制数运算 1. 二进制数的运算加法规则：乘法规则：0+0=0 00=0 0+1=1 01=0 1+0=1 10=01+1=10 (1为进位) 11=1课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算2. 十六进制数的运算 1) 十六进制加法十六进制数的运算按照逢十六进一的规则进行，即当两个1位数之 和S小于16时，与十进制数同样处理，如两个1位数之和S16时， 则应该用S-16及进位1来取代S。【例1.4】15C3H + 3D45H 5308H2) 十六进制数的减法与十进制数类似，够减时可以直接相减，不够减时服从向高位借1 为16的规则。 【例1.5】3DA6H -0FC3H 2DE3H课件制作人：刘永华1.2 数据表示与运算1.2.3 数据表示计算机内的数据有多种形式，其中最主要的是数 值数据和字符数据。 1. 数值数据的表示