1 微型计算机系统概述 郑学坚

第一章微型计算机系统概述

（Ⅰ）教学目的与要求

理解与回顾计算机中最基本的电路元件及最主要的数学知识，包括进制、计算机信息表示、主要编码和二进制加减法电路等内容，作为本书的基础。

（Ⅱ）重点、难点

z掌握： BCD码；二、十转换，二、十六进制转换；二进制运算；二进制运算的加法/减法电路

z理解：计算机数制中二进制、十六进制、十进制的制式；二进制的原码、反码和补码，及其在8位和16位字长下的范围

z了解：ASCII码及数字和大写字母A~Z的ASCII码表述

（Ⅲ）主要外语词汇

1.ASCII

2.BCD

（Ⅳ）授课内容

1.计算机中的数制、码制。

2.BCD码和ASCII的概念。

3.二进制加减电路。

4.计算机中的信息表示

（Ⅴ）辅助教学情况（多媒体课件、绘图、板书、标本、示教等）

多媒体教学课件（POWERPOINT）

（Ⅵ）复习思考题、作业题

1.课后作业：P17 1.2 1.8 1.10

2.十进制数30.375表示成十六进制数为__,写出计算过程

3.8位二进制补码11011101所表示的十进制符号数为____.

4.无符号二进制数1111 1010转换为BCD码为____.

5.使一个二进制位置1的方法是该位和1相___.(填与、或、非)

6.若x=-1，y=-127 ，则[x]补=__, [x+y]补=___

7.用补码进行计算：1）96-19 2）（-56）-（-17）

8.用双高位判别法判断下列补码运算是否发生溢出 1）45+45 2）(-27)+(-112)

9.用学过的电路知识，做出1010(2)+0011(2)的门电路图，并求出计算机过。

（Ⅶ）参考教材或资料

郑学坚微型计算机原理及应用（第三版）清华大学出版社

1.1 微型计算机的发展、应用及其分类

1.1.1 微机计算机的发展

1971年，美国Intel公司研究并制造了I4004微处理器芯片。该芯片能同时处理4位二进制数，集成了2300个晶体管，每秒可进行6万次运算，成本约为200美元。它是世界上第一个微处理器芯片，以它为核心组成的MCS-4计算机，标志了世界第一台微型计算机的诞生。

微机概念：以大规模、超大规模构成的微处理器作为核心，配以存储器、输入/输出接口电路及系统总路线所制造出的计算机。

划分阶段的标志：以字长和微处理器型号。

特点：

y芯片的发展遵循摩尔定律

y速度越来越快。

y容量越来越大。

y功能越来越强。

1.1.2 微型计算机的应用

1、科学计算和科学研究

2、数据处理（信息处理）

3、工业控制

4、计算机辅助系统

5、人工智能

1.2 数制

数制是人们利用符号来记数的科学方法。

1.2.1 数制的基与权

基：数制所使用的数码的个数

权：数制每一位所具有的值

通常使用进制：十进制、二进制、八进制和十六进制

z十进制

十进制(decimal system)的基为“10”，即它所使用的数码为0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，共有10个。十进制各位的权是以10为底的幂。

z二进制

二进制(binary system)的基为“2”，即其使用的数码为0，1，共两个。

二进制各位的权是以2为底的幂

例：二进制数1011.1表示如下：

(1011.1)B= 1 * 23 + 0 * 22 + 1 * 21 + 1 * 20 +1 * 2-1

z八进制与十六进制

八进制(octave system)的基为“8”，即其数码共有8个：0，1，2，3，4，5，6，7。八进制的权为以8为底的幂，有时也顺次称其各位为0权位、1权位、2权位等。

十六进制(hexadecimal system)的基为“16”，即其数码共有16个：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F。十六进制的权为以16为底的幂，有时也称其各位的权为0权、1权、2权等。

1.2.2 各种数制的表示方法

为了区分不同数制的表示，通常在数据的后面用括号加上该数据的数制。如： 1111(2)，48(10)， 30(8)，FFAB9（16），1111(2)=F(16) (即15(10))，11 0000(2)=30(16) (即48(10))

也有用字母符号来表示这些数制的，

B－二进制，H－十六进制，D－十进制，O－八进制

1.2.3 数制间的转换

1、二进制数和十进制数之间的转换

（1）、二进制数转换为十进制数

方法：按二进制数的位权进行展开相加即可。

例:11101.101

=1×24+1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3

=16+8+4+0+1+0.5+0.25+0.125

=29.875

（2）、十进制数转换为二进制数

方法1：

A、将整数部分和小数部分分别进行转换，然后再把转换结果进行相加。

B、整数转换采用除2取余法：用2不断地去除要转换的数，直到商为0。再将每一步所得的余数，按逆序排列，便可得转换结果。

C、小数转换采用乘2取整法：每次用2与小数部分相乘，取乘积的整数部分，再取其小数部分乘2直到小部分为0。将所取整数顺序放在小数点后即为转换结果。

例：将（0.625)D转换为二进制数。

转换结果：(0.625)D = (0.101)B

注意事项：

(1) 一个二进制数可以准确地转换为十进制数，而一个带小数的十进制数不一定能够准确地用二进制数来表示。

(2) 带小数的十进制数在转换为二进制数时，以小数点为界，整数和小数要分别转换。

2、二进制数和八进制数、十六进制数间的转换

（1）、二进制数到八进制数、十六进制数的转换