微机系统组成及原理
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(0100 1001 0111 1000.0001 0100 1001)BCD ( 4 9 7 8 . 1 4 9 )D 压缩BCD码：一个字节表示两位十进制数
无符号数 0 1 2
······ 125 126 127 128 129 130 ······ 253 254 255
微机系统原理与接口技术
原码 +0 +1 +2 ······ +125 +126 +127 -0 -1 -2 ······ -125 -126 -127
补码 反码
+0
+0
+1
+1
+2
+2
单精度浮点数
32位 23位 1位 8位 -126 +127 +127
双精度浮点数
64位 52位 1位 11位 -1022 +1023 +1023
扩充精度浮点数
80位 64位 1位 15位 -16382 +16383 +16383
【例1.3】将十进制数219.125表示成单精度浮点数。 219.125D=11011011.001B=1.101101100127 E=7+127=134=10000110B。
06H 0BH
12F3A04B2H3（0B字H（）双字）
存 储
07H 23H
08H 09H 0AH
A4H 1FH
7AFE06361FA4230BH（四字）
方
0BH 36H 0CH 06H
式
0DH FEH
电子科技大学
微机系统原理与接口技术
1.1.2 机器数与真值
对于带符号数（二进制表示），计算机用 最高位表示符号：“0”表示正，“1”表示 负，余下的位表示值。
电子科技大学
例：真值的求解
微机系统原理与接口技术
将一个用补码表示的二进制数转换为十进制数。
1) [X]补 = 0 0101110B 正数
真值为：+0101110B
所以：X=+46
2) [X]补 = 1 1010010B 负数
X = [[X]补]补 = [11010010]补 = - 0101110B
······ ······
+125 +125
+126 +126
+127 +127
-128 -127
-127 -126
-126 -125
······ ······
-3
-2
-2
-1
-1
-0
电子科技大学
1.1.4 定点数与浮点数
微机系统原理与接口技术
定点数—小数点位置固定（例如纯整数和纯小数）
浮点数—小数点位置不固定（充分利用有限位数，扩大 数的表示范围和精度）
1 Byte=8 bit
1 Word=2 Byte 1 Doubleword=2 Word=4 Byte 1 Quardword=4 Word
Doubleword (7EACF053H)
高字节
Byte(53H)
bit(1B)
……01101100 01111110 10101100 11110000 01010011
电子科技大学
微机系统原理与接口技术
原码、反码与补码之间的关系
若X>0，则[X]补=[X]反=[X]原 若X<0，则[X]反=[X]原的数值位按位求反。 [X]补=[X]反+1
例：原码、反码、补码
X= –52= – 110100B [X]原 = 10110100B [X]反 = 11001011B [X]补 = [X]反+1=11001100B
浮点数的表示方法
符号
指数源自文库
S E1 E2 E3 E4 … Ei
尾数
b1 b2 b3 b4 … bp-1
S=0 正数 S=1 负数
(-1)S 2E (b0b1b2b3…bp-1)
小数点位置 与b0=1省略
电子科技大学
微机系统的三种浮点数类型
微机系统原理与接口技术
浮点数中的参数
浮点数长度 尾数长度p 符号位S 指数长度E 最小指数 最大指数 指数的偏移量值
所以：X = - 46
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8位二进制数 00000000 00000001 00000010 ······ 01111101 01111110 01111111 10000000 10000001 10000010 ······ 11111101 11111110 11111111
十六进制数 00H 01H 02H ······ 7DH 7EH 7FH 80H 81H 82H ······ FDH FEH FFH
得到二进制表示的规格化的浮点数形式：
0 10000110 符号 指数
10110110010000000000000 尾数（共23位），包括隐含的b0共24位
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1.1.5 计算机中常用码制
微机系统原理与接口技术
1．BCD码（Binary Coded Decimal）
用二进制编码表示十进制数称为BCD码 。一位十进制数需要用 4位二进制编码表示。例如
符号被数码化的带符号数称为机器数。常 用原码、反码和补码表示。
微机中用补码表示带符号数 例：+22106= 101 0110 0101 1010B为真值
而相应的机器数为 0101 0110 0101 1010B=565BH
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1.1.3 原码、反码与补码
微机系统原理与接口技术
微机中用补码表示带符号数
[x]补=
x x>=0 2n - |x| (x<0)
(2n –1)为n个1， (2n – 1)- |x|为|x|的反码，所 以求负数的补码可按 “按位取反，末位加1” 的方法进行。
利用补码将减法运算转化为加法运算： X=[[X]补]补 [X+Y]补=[X]补+[Y]补 [X-Y]补=[X]补+[-Y]补
高字
Word(0F053H)低字节
Quardword
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微机系统原理与接口技术
数 数据在微机(INTEL)中存放的原则是
据
低地址放低字节，高地址放高字节
00H
在 内
字节地址 01H 字地址 02H 03H
31H CBH
31H（字节） 74CBH（字）
存 04H 74H 双四字地址 05H
的
微机系统原理与接口技术
第一章 微机系统组成及原理
1.1 信息在计算机中的表示 1.2 计算机发展概况 1.3 微机系统结构与工作原理 1.4 微机硬件 1.5 微机软件 1.6 嵌入式系统
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1.1信息在计算机中的表示
微机系统原理与接口技术
1.1.1 计算机中的数据类型
位（Bit） 、字节（Byte）、字（Word）、双字 （Doubleword）、 四字（Quardword） 1 bit=1个二进制位
无符号数 0 1 2
······ 125 126 127 128 129 130 ······ 253 254 255
微机系统原理与接口技术
原码 +0 +1 +2 ······ +125 +126 +127 -0 -1 -2 ······ -125 -126 -127
补码 反码
+0
+0
+1
+1
+2
+2
单精度浮点数
32位 23位 1位 8位 -126 +127 +127
双精度浮点数
64位 52位 1位 11位 -1022 +1023 +1023
扩充精度浮点数
80位 64位 1位 15位 -16382 +16383 +16383
【例1.3】将十进制数219.125表示成单精度浮点数。 219.125D=11011011.001B=1.101101100127 E=7+127=134=10000110B。
06H 0BH
12F3A04B2H3（0B字H（）双字）
存 储
07H 23H
08H 09H 0AH
A4H 1FH
7AFE06361FA4230BH（四字）
方
0BH 36H 0CH 06H
式
0DH FEH
电子科技大学
微机系统原理与接口技术
1.1.2 机器数与真值
对于带符号数（二进制表示），计算机用 最高位表示符号：“0”表示正，“1”表示 负，余下的位表示值。
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例：真值的求解
微机系统原理与接口技术
将一个用补码表示的二进制数转换为十进制数。
1) [X]补 = 0 0101110B 正数
真值为：+0101110B
所以：X=+46
2) [X]补 = 1 1010010B 负数
X = [[X]补]补 = [11010010]补 = - 0101110B
······ ······
+125 +125
+126 +126
+127 +127
-128 -127
-127 -126
-126 -125
······ ······
-3
-2
-2
-1
-1
-0
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1.1.4 定点数与浮点数
微机系统原理与接口技术
定点数—小数点位置固定（例如纯整数和纯小数）
浮点数—小数点位置不固定（充分利用有限位数，扩大 数的表示范围和精度）
1 Byte=8 bit
1 Word=2 Byte 1 Doubleword=2 Word=4 Byte 1 Quardword=4 Word
Doubleword (7EACF053H)
高字节
Byte(53H)
bit(1B)
……01101100 01111110 10101100 11110000 01010011
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微机系统原理与接口技术
原码、反码与补码之间的关系
若X>0，则[X]补=[X]反=[X]原 若X<0，则[X]反=[X]原的数值位按位求反。 [X]补=[X]反+1
例：原码、反码、补码
X= –52= – 110100B [X]原 = 10110100B [X]反 = 11001011B [X]补 = [X]反+1=11001100B
浮点数的表示方法
符号
指数源自文库
S E1 E2 E3 E4 … Ei
尾数
b1 b2 b3 b4 … bp-1
S=0 正数 S=1 负数
(-1)S 2E (b0b1b2b3…bp-1)
小数点位置 与b0=1省略
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微机系统的三种浮点数类型
微机系统原理与接口技术
浮点数中的参数
浮点数长度 尾数长度p 符号位S 指数长度E 最小指数 最大指数 指数的偏移量值
所以：X = - 46
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8位二进制数 00000000 00000001 00000010 ······ 01111101 01111110 01111111 10000000 10000001 10000010 ······ 11111101 11111110 11111111
十六进制数 00H 01H 02H ······ 7DH 7EH 7FH 80H 81H 82H ······ FDH FEH FFH
得到二进制表示的规格化的浮点数形式：
0 10000110 符号 指数
10110110010000000000000 尾数（共23位），包括隐含的b0共24位
电子科技大学
1.1.5 计算机中常用码制
微机系统原理与接口技术
1．BCD码（Binary Coded Decimal）
用二进制编码表示十进制数称为BCD码 。一位十进制数需要用 4位二进制编码表示。例如
符号被数码化的带符号数称为机器数。常 用原码、反码和补码表示。
微机中用补码表示带符号数 例：+22106= 101 0110 0101 1010B为真值
而相应的机器数为 0101 0110 0101 1010B=565BH
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1.1.3 原码、反码与补码
微机系统原理与接口技术
微机中用补码表示带符号数
[x]补=
x x>=0 2n - |x| (x<0)
(2n –1)为n个1， (2n – 1)- |x|为|x|的反码，所 以求负数的补码可按 “按位取反，末位加1” 的方法进行。
利用补码将减法运算转化为加法运算： X=[[X]补]补 [X+Y]补=[X]补+[Y]补 [X-Y]补=[X]补+[-Y]补
高字
Word(0F053H)低字节
Quardword
电子科技大学
微机系统原理与接口技术
数 数据在微机(INTEL)中存放的原则是
据
低地址放低字节，高地址放高字节
00H
在 内
字节地址 01H 字地址 02H 03H
31H CBH
31H（字节） 74CBH（字）
存 04H 74H 双四字地址 05H
的
微机系统原理与接口技术
第一章 微机系统组成及原理
1.1 信息在计算机中的表示 1.2 计算机发展概况 1.3 微机系统结构与工作原理 1.4 微机硬件 1.5 微机软件 1.6 嵌入式系统
电子科技大学
1.1信息在计算机中的表示
微机系统原理与接口技术
1.1.1 计算机中的数据类型
位（Bit） 、字节（Byte）、字（Word）、双字 （Doubleword）、 四字（Quardword） 1 bit=1个二进制位