《汇编语言与接口技术》电子教案课件整套教学课件.pptx

汇编语言汇编语言与微机接口与微机接口第第 1 1 章章计算机概述计算机概述2n性质：性质：是学习和掌握汇编语言程序设计、微机硬件和接口是学习和掌握汇编语言程序设计、微机硬件和接口技术的课程。属专业技术基础课。技术的课程。属专业技术基础课。n目标目标(授课内容授课内容)：掌握微机核心硬件及基本工作原理；掌握微机核心硬件及基本工作原理；掌握汇编语言程序设计；掌握汇编语言程序设计；掌握微机接口技术；掌握微机接口技术；n学习本课程到底能做什么事？学习本课程到底能做什么事？具有专用智能系统软硬件设计与研制的初步能力。具有专用智能系统软硬件设计与研制的初步能力。为单片机和为单片机和ARMARM打基础打基础汇编语言与接口技术课程简介汇编语言与接口技术课程简介3n讲授讲授（5656课时）课时）笔记；笔记；考勤；考勤；作业；作业；n实验实验(16(16课时课时)三个软件实验；三个软件实验；五个硬件实验；五个硬件实验；实验报告；实验报告；n课程设计（一周）课程设计（一周）四个题目；四个题目；小测验；小测验；课设报告；课设报告；汇编语言与接口技术课程简介汇编语言与接口技术课程简介n答疑答疑答疑；答疑；习题课；习题课；总复习；总复习；计算机中的数与编码方法计算机中的数与编码方法2微型计算机系统微型计算机系统3微型计算机系统概述微型计算机系统概述1微型计算机的性能指标微型计算机的性能指标4第第1 1章章 计算机概述计算机概述总目录总目录1.1 1.1 微型计算机系统概述微型计算机系统概述1.1.1微型计算机的特点和发展微型计算机的特点和发展1.1.2微型计算机的分类微型计算机的分类1.1.3微型计算机的应用微型计算机的应用n微型计算机n微型计算机是指以大规模、超大规微型计算机是指以大规模、超大规模集成电路为主要部件的微处理器模集成电路为主要部件的微处理器为核心，配以存储器、输入为核心，配以存储器、输入/输出接输出接口电路及系统总线所制造出的计算口电路及系统总线所制造出的计算机系统。机系统。61.1微型计算机系统概述微型计算机系统概述n1946年第一台计算机在美国问世。年第一台计算机在美国问世。n以以后后，人人们们接接触触最最多多的的是是微微型型计计算算机机，它它诞诞生生于于20世世纪纪70年年代代，其其发发展以微处理器的发展为主要标志。展以微处理器的发展为主要标志。71.1微型计算机系统概述微型计算机系统概述1.1.11.1.1微型计算机的特点和发展微型计算机的特点和发展nENIAC：1946年美国宾夕法尼亚大学制造。nElectronicNumericalIntegratorandCalculatorn状况：有状况：有18,800个电子管，重个电子管，重30吨，占地吨，占地150m2，耗电，耗电150kw，5000次次/秒的加法。秒的加法。81、第一台电子数字计算机、第一台电子数字计算机1 1、第一台电子数字计算机、第一台电子数字计算机2、微处理器的出现n运算器（Arithmeticlogicunit）n控制器（ControlUnit）n寄存器组(Registers)n以及连接三者的内部总线，集成在一个芯片上。叫做微处理器。n又叫中央处理器（CentralProcessingUnit）简称简称CPU分代第0代年份字长芯片的集成度软件典型的芯片197119724/8位2250个管/片以上机器语言、简单汇编语言Intel4004Intel8008第0代197319778位汇编程序高级语言、(FORTRANPL/M等BASIC操作系统第一代1978198316位汇编语言高级语言操作系统第二代PentiumPIIPIIIP41981199232位第三代199332位9000个管/片以上29000个管/片以上1550万个管/片以上Intel8080,8085MC6800Z-80Intel8086,8088MC68000Z-8000Intel80386,80486MC68020操作系统高级语言软件硬化操作系统高级语言软件硬化高达330万个管/片3、微处理器的发展史、微处理器的发展史第四代19952001Pentium64位550万个管/片操作系统高级语言软件硬化n微型计算机的发展是以微处理器微型计算机的发展是以微处理器的发展来表征的。的发展来表征的。n微处理器的集成度每隔微处理器的集成度每隔1818个月就个月就会翻一番，芯片的性能也随之提会翻一番，芯片的性能也随之提高一倍。高一倍。-摩尔定律摩尔定律GordonE.MooreGordonE.Moore，IntelIntel公司的创始人之一公司的创始人之一公司的创始人之一公司的创始人之一CPU的发展1971年年1977年是微处理器发展的早期阶段年是微处理器发展的早期阶段:字长为字长为4位或位或8位，集成度约为位，集成度约为300010000晶体晶体管管/片，微处理器的主频为片，微处理器的主频为0.15MHz。Intel4004ll1971197119711971年：年：年：年：Intel 4004Intel 4004Intel 4004Intel 4004，是世界上第一片单片微处理是世界上第一片单片微处理是世界上第一片单片微处理是世界上第一片单片微处理器器器器ll4 4 4 4位微处理器，寻址空间位微处理器，寻址空间位微处理器，寻址空间位微处理器，寻址空间为为为为4096409640964096个半字节个半字节个半字节个半字节,指令系统指令系统指令系统指令系统包括包括包括包括45454545条指令。条指令。条指令。条指令。CPU的发展nIntelIntel当初的主业实际上是存储器芯片，当初的主业实际上是存储器芯片，19691969年一年一家日本计算器公司家日本计算器公司BusicomBusicom找到了找到了IntelIntel，希望，希望IntelIntel帮他们的帮他们的Busicom 141-PFBusicom 141-PF打印式计算器设打印式计算器设计计1212个芯片。个芯片。Intel工程师工程师建议设计建议设计4个个可编程芯片可编程芯片就可以了。就可以了。CPU的发展15ROM4001RAM4002移位寄存器移位寄存器4003Intel4004微处理器微处理器1972年：年：Intel8008，是世，是世界上第一片界上第一片8位微处理器。位微处理器。8008采用了采用了10 m生产工生产工艺，集成度为艺，集成度为3500个晶体个晶体管，工作频率为管，工作频率为200KHz。Intel8008CPU的发展1974年：年：Intel8080采用采用了了6 m生产工艺，集成生产工艺，集成度为度为6000个晶体管，主个晶体管，主频为频为2MHz。1975年年4月，月，MITS公司推出了以公司推出了以8080为为CPU的世界的世界上第一台个人计算机上第一台个人计算机Altair8800。Altair8800的的BASIC语言解释器是语言解释器是BillGates编写的。编写的。CPU的发展1976年：年：Intel8085Intel公司生产的最后一种公司生产的最后一种8位通用微处理器，位通用微处理器，8085的工的工作频率提高到作频率提高到5MHz，指令，指令系统的指令数上升到系统的指令数上升到246条。条。19771977年：年：Z80Z80，ZilogZilog公公司，司，8 8位机，优于位机，优于80808080，80858085CPU的发展1978年年-Intel80868086l采用了采用了3 m工艺，集成了工艺，集成了29,000个晶体管，工作频率为个晶体管，工作频率为4.77MHz。它的寄存器和数。它的寄存器和数据总线均为据总线均为16位，地址总线为位，地址总线为20位，从而使寻址空间达位，从而使寻址空间达1MB。l同时，同时，CPU的内部结构也有很的内部结构也有很大的改进，采用了流水线结构，大的改进，采用了流水线结构，并设置了并设置了6字节的指令预取队字节的指令预取队列。列。第一代：第一代：第一代：第一代：8086/80888086/8088（19781978年年年年-1981-1981年）年）年）年）CPU的发展1979年年-Intel8088l除了它的数据总线为除了它的数据总线为8位以外，其余均与位以外，其余均与8086相相同。同。8088采用采用8位数据总线是为了利用当时现有位数据总线是为了利用当时现有的的8位设备控制芯片。由于位设备控制芯片。由于8088内部支持内部支持16位运位运算，而与算，而与I/O之间传输为之间传输为8位，故位，故8088称为准称为准16位位微处理器。微处理器。1981年年8月，月，IBM公司推出以公司推出以8088为为CPU的的世界上第一台世界上第一台16位微型计算机位微型计算机IBM5150PersonalComputer，即著名的，即著名的IMBPC。CPU的发展n采用采用1.5 m工艺，集成了工艺，集成了134,000个晶个晶体管，工作频率为体管，工作频率为6MHz。80286的数的数据总线仍然为据总线仍然为16位，但是地址总线增位，但是地址总线增加到加到24位，使存储器寻址空间达到位，使存储器寻址空间达到16MB。19851985年年IBMIBM公司推出以公司推出以8028680286为为CPUCPU的微型计算的微型计算 机机IBM PC/ATIBM PC/AT，并制定了一个新的开放系统总，并制定了一个新的开放系统总 线结构，这就是的工业标准结构（线结构，这就是的工业标准结构（ISAISA）。该结）。该结 构提供了一个构提供了一个1616位、高性能的位、高性能的I/OI/O扩展总线。扩展总线。第二代：第二代：8028680286（19821982年年-1984-1984年）年）CPU的发展第三代：第三代：80386（1985年年-1988年）年）第一个实用的第一个实用的第一个实用的第一个实用的3232位微处理器，采位微处理器，采位微处理器，采位微处理器，采用了用了用了用了1.51.5 mm工艺，集成了工艺，集成了工艺，集成了工艺，集成了275,000275,000个晶体管，工作频率达个晶体管，工作频率达个晶体管，工作频率达个晶体管，工作频率达到到到到16MHz16MHz。8038680386的内部寄存器、的内部寄存器、的内部寄存器、的内部寄存器、数据总线和地址总线都是数据总线和地址总线都是数据总线和地址总线都是数据总线和地址总线都是3232位的。位的。位的。位的。通过通过通过通过3232位的地址总线，位的地址总线，位的地址总线，位的地址总线，8038680386的的的的可寻址空间达到可寻址空间达到可寻址空间达到可寻址空间达到4GB4GB。这时由。这时由。这时由。这时由3232位微处理器组成的微型计算机已位微处理器组成的微型计算机已位微处理器组成的微型计算机已位微处理器组成的微型计算机已经达到超级小型机的水平。经达到超级小型机的水平。经达到超级小型机的水平。经达到超级小型机的水平。CPU的发展第四代：第四代：80486（1989年年-1992年）年）采用采用采用采用1 1 mm工艺，集成了工艺，集成了工艺，集成了工艺，集成了120120万个万个万个万个晶体管，工作频率为晶体管，工作频率为晶体管，工作频率为晶体管，工作频率为25MHz25MHz。8048680486把把把把8038680386的内部结构做了的内部结构做了的内部结构做了的内部结构做了修改，大约有一半的指令在一个修改，大约有一半的指令在一个修改，大约有一半的指令在一个修改，大约有一半的指令在一个时钟周期内完成，而不是原来的时钟周期内完成，而不是原来的时钟周期内完成，而不是原来的时钟周期内完成，而不是原来的两个，这样两个，这样两个，这样两个，这样8048680486的处理速度一的处理速度一的处理速度一的处理速度一般比般比般比般比8038680386快快快快2 2到到到到3 3倍。倍。倍。倍。80486DX=80386+80387+CACHE80486DX=80386+80387+CACHECPU的发展第五代：第五代：Pentium（1993年年-1997年）年）第一代第一代第一代第一代PentiumPentiumPentiumPentium处理器（以处理器（以处理器（以处理器（以P5P5P5P5代称，代称，代称，代称，1993199319931993年）采用年）采用年）采用年）采用0.80.80.80.8 m m m m工艺，集成了工艺，集成了工艺，集成了工艺，集成了310310310310万个晶体管，工作频率为万个晶体管，工作频率为万个晶体管，工作频率为万个晶体管，工作频率为60MHz/66MHz60MHz/66MHz60MHz/66MHz60MHz/66MHz。第第第第 二二二二 代代代代 PentiumPentiumPentiumPentium处处处处 理理理理 器器器器（以以以以 P54CP54CP54CP54C代代代代 称称称称，1994199419941994年年年年）采采采采 用用用用0.60.60.60.6 m m m m工艺，工作频率为工艺，工作频率为工艺，工作频率为工艺，工作频率为90MHz/100MHz90MHz/100MHz90MHz/100MHz90MHz/100MHz。第三代第三代第三代第三代Pentium MMXPentium MMXPentium MMXPentium MMX（以（以（以（以P55CP55CP55CP55C代称代称代称代称1997199719971997年）增加了年）增加了年）增加了年）增加了57575757条多条多条多条多媒体指令，媒体指令，媒体指令，媒体指令，采用采用采用采用0.350.35 mm工艺。工艺。工艺。工艺。Pentium的来历n希腊文五（penta）+加拉丁文中代表名词的后缀ium。n人们预测INTEL下一代CPU为Intel80586。n在美国是不能用阿拉伯数字注册商标的。n不能再让AMD和其他公司用同样的名字来抢自己的饭碗了。n用拉丁文去注册商标。PentiumPRO（1995年年11月月1日日）采用了一种新的总线接口采用了一种新的总线接口采用了一种新的总线接口采用了一种新的总线接口Socket8Socket8。PentiumProPentiumPro的工作频率有的工作频率有150/166/180150/166/180和和200MHz200MHz四种，四种，都具有都具有16KB16KB的一级缓存和的一级缓存和256KB256KB的二级缓存。的二级缓存。达到了达到了440MIPS440MIPS的处理能的处理能力和力和5.5M5.5M个晶体管。个晶体管。CPU的发展第六代：第六代：PentiumII（1997年年5月月7日日）采用采用采用采用SLOT1SLOT1架构，通过单边插接卡架构，通过单边插接卡架构，通过单边插接卡架构，通过单边插接卡（SECSEC）与主板相连。）与主板相连。）与主板相连。）与主板相连。SECSEC卡盒将卡盒将卡盒将卡盒将CPUCPU内内内内核和二级高速缓存封装在一起，二级高速核和二级高速缓存封装在一起，二级高速核和二级高速缓存封装在一起，二级高速核和二级高速缓存封装在一起，二级高速缓存的工作速度是处理器内核工作速度的缓存的工作速度是处理器内核工作速度的缓存的工作速度是处理器内核工作速度的缓存的工作速度是处理器内核工作速度的一半。一半。一半。一半。CPU的发展PentiumIII（1999年年2月月26日日）英特尔发布英特尔发布英特尔发布英特尔发布PentiumPentiumIII450MHzIII450MHz、PentiumIII500MHzPentiumIII500MHz处理器。处理器。处理器。处理器。同时采用了同时采用了同时采用了同时采用了0.250.25微米微米微米微米工艺技术工艺技术工艺技术工艺技术,核心由核心由核心由核心由950950万个晶体管组成万个晶体管组成万个晶体管组成万个晶体管组成。CPU的发展第七代：第七代：Pentium4（2000年年11月月）是继是继是继是继19951995年出品的年出品的年出品的年出品的PentiumProPentiumPro之后的第之后的第之后的第之后的第一款重新设计过的处理器，这一新的架构一款重新设计过的处理器，这一新的架构一款重新设计过的处理器，这一新的架构一款重新设计过的处理器，这一新的架构称做称做称做称做NetBurstNetBurst。Pentium4处理器集成了4200万个晶体管，并且开始采用0.18微米进行制造，初始速度就达到了1.5GHz。CPU的发展Pentium4Prescott2M内核（内核（2005年第一季度年第一季度）它包含了崭新的它包含了崭新的它包含了崭新的它包含了崭新的6464位技术（位技术（位技术（位技术（AMD64AMD64的实现，的实现，的实现，的实现，英特尔称为英特尔称为英特尔称为英特尔称为EM64TEM64T）、）、）、）、XDXD、EISTEIST（英特尔（英特尔（英特尔（英特尔增强增强增强增强SpeedStepSpeedStep技术）以及技术）以及技术）以及技术）以及2MB2MB的的的的L2L2缓存。缓存。缓存。缓存。CPU的发展PentiumDSmithfield内核（内核（2005年年4月月）DD处理器是用于台式机的处理器是用于台式机的处理器是用于台式机的处理器是用于台式机的双内核双内核双内核双内核处理器处理器处理器处理器(Dual(Dual)。它在一个物理处理器内包含两个。它在一个物理处理器内包含两个。它在一个物理处理器内包含两个。它在一个物理处理器内包含两个完整的执行内核，这两个内核以相同的频完整的执行内核，这两个内核以相同的频完整的执行内核，这两个内核以相同的频完整的执行内核，这两个内核以相同的频率运行。两个内核共享相同的封装和芯片率运行。两个内核共享相同的封装和芯片率运行。两个内核共享相同的封装和芯片率运行。两个内核共享相同的封装和芯片组组组组/内存接口。内存接口。内存接口。内存接口。工艺90纳米。时钟速度2.8GHz到3.2GHz前端总线800MHzCPU的发展PentiumEESmithfield内核（内核（2005年年4月月）PentiumEEPentiumEE 指的是指的是PentiumExtremePentiumExtremeEditionEdition。PentiumEEPentiumEE和和PentiumDPentiumD的最大的最大区别就是区别就是PentiumEEPentiumEE支持超线程技术支持超线程技术HT,HT,而而PentiumDPentiumD则不支持。则不支持。CPU主频：3.2GHz制作工艺：90纳米核心数量：双核心核心代号：SmithfieldCPU的发展第八代：第八代：INTELCore2DUO（2006年年7月月27日日）早期的酷睿是基于笔记本处理器的早期的酷睿是基于笔记本处理器的。酷睿酷睿2 2是一个跨平台的构架体系，包括服务是一个跨平台的构架体系，包括服务器版、桌面版、移动版三大领域。器版、桌面版、移动版三大领域。CPU主频：2.4GHz制作工艺：65纳米核心数量：双核心核心代号：Conroe（扣肉）（扣肉）CPU的发展Tick-TockTick-Tock发展战略发展战略nTick-Tock是Intel公司发展微处理器芯片设计制造业务的一种发展战略模式，在20072007年年正式提出。nTick-Tock”的名称源于时钟秒针行走时所发出的声响。Tick-TockTick-Tock发展战略发展战略n每一次“Tick”代表着一代微架构的处理器芯片制程的更新制程的更新，意在处理器性能几近相同的情况下，缩小芯片面积、减小能耗和发热量；n而每一次“Tock”代表着在上一次“Tick”的芯片制程的基础上，更新微处理器架构更新微处理器架构，提升性能。n一般一次“Tick-Tock”的周期为两年，“Tick”占一年，“Tock”占一年。Intel指出：Tick-TockTick-Tock发展战略发展战略n2007年Intel推出的45nm工艺制程处理器（Penryn）n2008年Intel推出新微构架Nehalemn2009年Intel推出的32nm工艺处理器（Westmere）n2010年Intel推出微构架SandyBridgeINTELCore2Quad（2008年8月）KentsfieldKentsfield是英特尔第一代四核心处理器是英特尔第一代四核心处理器是英特尔第一代四核心处理器是英特尔第一代四核心处理器。基本上它是由两个基本上它是由两个ConroeConroe核心合并于一块基核心合并于一块基板上组成。最早的两个型号分别为属于板上组成。最早的两个型号分别为属于CoreCore2Extreme2Extreme的的QX6700QX6700，及属于，及属于Core2QuadCore2Quad的的Q6600Q6600。CPU主频：2.4GHzFSB:1066MHz核心数量：四核心核心代号：KentsfieldCPU的发展INTELCorei7（2008年11月17日）NehalemNehalem是英特尔是英特尔是英特尔是英特尔i7i7第一代处理器第一代处理器第一代处理器第一代处理器。45nm45nm制程，制程，32nm32nm制程产品随后上线制程产品随后上线。新的新的13661366针脚接口针脚接口 CPU主频：3.2GHzFSB:1066MHz核心数量：1-4核心微架构：NehalemCPU的发展INTELCorei5（2009年9月1日）NehalemNehalem是英特尔是英特尔是英特尔是英特尔i5i5第一代处理器第一代处理器第一代处理器第一代处理器。45nm45nm制程。接口采用制程。接口采用LGA1156LGA1156。CPU主频：3.2GHzFSB:1066MHz核心数量：1-4核心微架构：NehalemCPU的发展INTELCorei3（2010年1月）集成核显：集成核显：集成核显：集成核显：GPU-HDGraphicsGPU-HDGraphics 接口：接口：LGA1156LGA1156CPU主频：2.93GHzDMI：2.5GT/s核心数量：双核心四线程微架构：NehalemCPU的发展INTELCorei四代架构的命名四代架构的命名第第第第1 1代代代代WestmereWestmere架构架构架构架构如：如：如：如：Corei3-390MCorei3-390M第第第第2 2代代代代SandyBridgeSandyBridge如：如：如：如：Corei3-2350MCorei3-2350M 第第第第3 3代代代代IvyBridgeIvyBridge架构架构架构架构如：如：如：如：Corei3-3130MCorei3-3130M 第第第第4 4代代代代HaswellHaswell架构架构架构架构如：如：如：如：Corei3-4110MCorei3-4110M CPU的发展Tick-TockTick-Tock发展战略发展战略n2007年11月Intel推出45nm工艺处理器（Penryn）n2008年11月Intel推出新微构架Nehalemn2010年1月Intel推出的32nm工艺处理器（Westmere）n2011年1月Intel推出微构架SandyBridgen2012年4月Intel推出22nm工艺（IvyBridge）n2013年6月Intel推出微构架Haswelln2014年9月Intel推出14nm工艺（Broadwell）架构类别年代制造工艺1Nehalem第一代酷睿 2008-2011年32nm2SandyBridge第二代酷睿2011年32nm3IvyBridge第三代酷睿2012年22nm4Haswell第四代酷睿2013年22nm5Broadwell第五代酷睿2014年14nm6Skylake第六代酷睿2015年14nmTick-Tock-Optimize钟摆战略的调整钟摆战略的调整Tick-Tock优化nIntelcore第5代的架构为Broadwell处理器n英特尔第五代CPU曝全新命名，告别i3/i5/i7n2014年9月6日首发IntelCoreM处理器处理器n针对平板市场。直面针对平板市场。直面ARM。工艺：14nm功耗：4.5WCPU的发展nIntelcore第5代的架构为Broadwell处理器CPU的发展47nMicrocomputern微型计算机可以从不同的方面来划分：微型计算机可以从不同的方面来划分：481.1微型计算机系统概述微型计算机系统概述微型计算机的分类微型计算机的分类1.按处理器同时处理数据的位数或字长分：按处理器同时处理数据的位数或字长分：4位机位机、8位机、位机、16位机、位机、32位机、位机、64位机位机2.按结构类型分：按结构类型分：单片微型机、单片微型机、单板微型机单板微型机微型计算机微型计算机微型计算机的分类微型计算机的分类3.按用途分：按用途分：(1)个人计算机个人计算机(PC机机)(2)工作站服务器工作站服务器(3)网络计算机网络计算机(简称简称NC)2.按体积大小分：按体积大小分：(1)台式机台式机(又称桌上型又称桌上型)(2)便便携携式式(又又称称可可移移动动微微机机、笔笔记记本本型型、膝上型、口袋型、掌上型和钢笔型膝上型、口袋型、掌上型和钢笔型)微型计算机的分类微型计算机的分类n微型计算机已经被广泛地应用到国民经济的各个领域中。511.1微型计算机系统概述微型计算机系统概述微型计算机的应用微型计算机的应用微微型型计计算算机机除除具具有有一一般般电电子子数数字字计计算算机机的的快快速速、精精确确和和通通用用等等许许多多优优点点外外，还还具具有有独独自自的特点：的特点：(1)体积小、重量轻、功耗低体积小、重量轻、功耗低(2)可靠性高、对使用环境要求低可靠性高、对使用环境要求低(3)结构简单、设计灵活、适应性强结构简单、设计灵活、适应性强(4)性能价格比高性能价格比高1.微型计算机特点微型计算机特点微型计算机的应用2.微型计算机的应用领域微型计算机的应用领域科学计算科学计算过程控制过程控制信息处理信息处理人工智能人工智能网络通信网络通信计算机辅助技术计算机辅助技术微型计算机的应用科学计算科学计算如如：的的计计算算、中中长长期期天天气气预预报报及及导导弹弹发发射射中中的的计计算算等。等。信息处理信息处理计算机辅助系统计算机辅助系统计算机辅助系统计算机辅助系统过程控制过程控制如如对对工工业业生生产产领领域域的的过过程程控控制制，即即对对生生产产过过程程进进行行监监视视和和控控制制，以以提提高高产产品品质质量量与与数数量量，减减轻轻工工人人的的劳劳动动强强度度；控控制制飞飞机机飞飞行行姿姿态态、地地形形回回避避及及导导弹弹拦拦截等。截等。人工智能人工智能计计算算机机模模拟拟人人的的高高级级思思维维活活动动,进进行行逻逻辑辑判判断断与与推推理理。如如机机器器人人、专专家家系系统统、语语音音识识别系统、图形图像等模式识别系统。别系统、图形图像等模式识别系统。信息高速公路信息高速公路电子商务电子商务办公自动化办公自动化仪器仪表仪器仪表将将传传感感器器与与计计算算机机集集成成于于同同一一芯芯片片上上，智智能能传传感感器器不不仅仅具具有有信信号号检检测测、转转换换功功能能，同同时时还还具具有有记记忆忆、存存储储、解解析析、统统计计、处处理理及及自自诊诊断断、自自校校准准、自适应等功能。自适应等功能。智能家电智能家电1.2 1.2 计算机中的数与编码方法计算机中的数与编码方法1.2.1进位计数制进位计数制1.2.2 数制之间的转换数制之间的转换1.2.3带符号数表示法带符号数表示法1.2.4二进制数运算二进制数运算1.2.5二进制编码二进制编码n十进制数十进制数n二进制数二进制数n八进制数八进制数n十六进制数十六进制数 651.2.1进位计数制进位计数制66701503106301bit=1个二进制位个二进制位1Byte=8bit1Word=2Byte=16bit1Doubleword=2Word=32bit1Quadword=4Word=64bit计算机中的数据类型计算机中的数据类型67 1.1.常用计数法数制数制英文英文后缀后缀例子例子十进制十进制DecimalD25D或或25二进制二进制BinaryB00011001B八进制八进制OctalQ31Q十六进制十六进制HexadecimalH19H十进制数、十进制数、二进制数与十六进制数二进制数与十六进制数DecimalBinaryHexDecimalBinaryHex000000810008100011910019200102101010A300113111011B401004121100C501015131101D601106141110E701117151111F69n有十个数码：有十个数码：0 09 9，n进位规则：逢十进一。进位规则：逢十进一。（一）十进制1234.5=1101234.5=1103 3+210+2102 2+310+3101 1+410+4100 0+510+510-1-1加权展开式以加权展开式以1010为基数，各位系数为为基数，各位系数为0 09 9，1010i i为权为权 一般表达式：一般表达式：N ND D=d=dn-1n-11010n-1n-1+d+dn-2n-21010n-2 n-2+d+d0 010100 0 +d+d-1-11010-1-1+70n两个数码：两个数码：0 0、1 1n逢二进一逢二进一。（二）二进制1101.101=121101.101=123 3+12+122 2+02+021 1+12+120 0+12+12-1+-1+1212-3-3 加权展开式以加权展开式以2 2为基数，各位系数为为基数，各位系数为0 0、1 1，2 2i i为权为权一般表达式：一般表达式：N NB B=b=bn-1n-122n-1 n-1+b+bn-2n-222n-2 n-2+b+b0 0220 0+b+b-1-122-1-1+71n十六个数码十六个数码0 09 9、A AF Fn进位规则：逢十六进一进位规则：逢十六进一（三）十六进制DFC.8=1316DFC.8=13162 2+1516+15161 1+1216+12160 0+816+816-1-1 展开式以十六为基数，各位系数为展开式以十六为基数，各位系数为0 09 9，A AF F，1616i i为权为权 一般表达式：一般表达式：N NH H=h=hn-1n-11616n-1n-1+h+hn-2n-21616n-2n-2+h+h0 016160 0+h+h-1-11616-1-1+n十进制到非十进制数的转换十进制到非十进制数的转换n非十进制数到十进制数的转换非十进制数到十进制数的转换n二进制与十六进制数之间的转换二进制与十六进制数之间的转换 721.2.2数制之间的转换数制之间的转换73n到二进制的转换：到二进制的转换：对整数：除对整数：除2 2取余；取余；对小数：乘对小数：乘2 2取整。取整。1、十进制转换为其他进制n到十六进制的转换：到十六进制的转换：对整数：除对整数：除1616取余；取余；对小数：乘对小数：乘1616取整。取整。741、十进制转换为其他进制、十进制转换为其他进制除除2 2取余，至商为零。所得的余数取余，至商为零。所得的余数倒序排列倒序排列。A A、整数部分的转换：、整数部分的转换：乘乘2 2取整，达到精度为止。乘积的整数部分取整，达到精度为止。乘积的整数部分顺顺序排列序排列。B B、小数部分的转换、小数部分的转换 二进制二进制整数转换整数转换-除除2取余法取余法DN125=N=125D=01111101BN=125D=01111101B余数余数31212562215722231=K21=K31=K41=K51=K610221=K00=K1低位低位低位低位高位高位高位高位0=K7小数转换小数转换-乘乘2取整法取整法0.81251.625221.25021.020.5(0.8125)(0.8125)1010=(0.1101)=(0.1101)2 2K-1=1K-2=1K-3=0K-4=177n例：把二进制数例：把二进制数1011.11B1011.11B。以及十六进制数。以及十六进制数5B.8H5B.8H转换成十进制数转换成十进制数1011.11B=121011.11B=123 3+02+022 2+12+121 1+12+120 0+12+12-1-1+12+12-2-2 =8+2+1+0.5+0.25 =8+2+1+0.5+0.25=11.75=11.755B.8H=5165B.8H=5161 1+1116+11160 0+816+816-1-1 =80+11+0.5=91.5 =80+11+0.5=91.52、R进制到十进制的转换进制到十进制的转换按权展开，先乘后加按权展开，先乘后加78l3AF.2H3AF.2H =00110011 10101010 11111111.00100010 1110101111.001B 1110101111.001B l1111101.11B1111101.11B =0 0111111 11011101.11110000 =7D.CH =7D.CH 3、二进制与十六进制数之间的转换n因为24=16n所以，四位二进制数四位二进制数对应一位十六进制数一位十六进制数二进制、四进制、八进制和十六进制之间二进制、四进制、八进制和十六进制之间转换方便转换方便n无符号数无符号数n带符号数带符号数原码原码反码反码补码补码1.2.3带符号数表示法带符号数表示法n计算机中的数是用二进制表示的，数的符号也计算机中的数是用二进制表示的，数的符号也是用二进制表示的。是用二进制表示的。n通常一个数的最高位为符号位，其余部分为数通常一个数的最高位为符号位，其余部分为数值位。值位。D7D6D5D4D3D2D1D0符号位符号位数值位数值位1.2.3带符号数表示法带符号数表示法如如:X=+98=+（1100010）2在机器中表示为：在机器中表示为：X=01100010B+98机器数与真值机器数与真值 这种符号数码化的数称为机器数机器数。机器数的实际数值称为真值真值。如如:X=+1100010Y=-1011011为真值为真值0110001011011011为机器数为机器数n符号数码化后，对数据进行运算时，符号位应符号数码化后，对数据进行运算时，符号位应如何处理？如何处理？把符号位和数值位一起编码：原码，反码，补码。把符号位和数值位一起编码：原码，反码，补码。1 1、原码、原码正数符号位用正数符号位用“0”表示，负数符号用表示，负数符号用“1”表示。数值用表示。数值用其绝对值。这种表示法称为原码。其绝对值。这种表示法称为原码。X=+105X原原=01101001Y=-105Y原原=11101001原码表示简单原码表示简单,真值转换方便，运算不方便。真值转换方便，运算不方便。2 2、反码、反码n正数符号位用正数符号位用“0”0”表示，负数符号用表示，负数符号用“1”1”表示表示n尾数按位取反。尾数按位取反。n这种表示法称为反码。这种表示法称为反码。例：例：+4反反=00000100-4反反=11111011+83反反=01010011-83反反=10101100+0反反=00000000-0反反=111111113 3、补码、补码n正数符号位用正数符号位用“0”0”表示，负数符号用表示，负数符号用“1”1”表示表示n尾数尾数“变反加一变反加一”。n这种表示法称为补码。这种表示法称为补码。例：例：+127原原=01111111+0 原原=00000000-127反反=10000000-0反反=11111111-127补补=10000001-0补补=00000000利用补码将减法运算转化为加法运算：利用补码将减法运算转化为加法运算：X=X补补补补X+Y补补=X补补+Y补补X-Y补补=X补补+-Y补补微机中采用补码来表示带符号数858位二进制数十六进制数无