《微型计算机》PPT课件
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补码表，数0只有一种表示，即00 … 。
负数补码的表示范围比原码稍宽，多一种数码组合 100…0。
负数补码表示是将负数映射到正数域，可实现化减 为加的目的。
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（3）反码表示法 定点小数的反码形式为[x]反=Xf，X1…Xn，则
x [X]反= (2 2n ) x
1 x 0 0 x 1
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1.2 数据表示与数字信息编码
二进制代码
计算机中的数据分为：数值型数据和非数值型数据。 数值型数据用于表示数值的正负、大小，可进行数
学运算。 非数值型数据主要用于表示文字、符号、图形等。
八进制、十六进制数来表示机器码或机器数。
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1.2.1 数据格式及机器数
1. 真值表示和机器数表示 机器数：计算机中使用连同数符一起数字化了的数。
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Intel公司推出了32位微处理器80386和80486， 由80386和80486 CPU构成的PC 386和PC 486 内存物理地址空间可达4GB，支持多任务多用户 操作系统，并增加了高速缓冲存储器Cache。
486以后的CPU，名称上改为奔腾（Pentium） 系列，其字长已达到64位，运算速度和功能、性 能比PC 486机又有很大提高。
手工求反码：正数的反码与它的原码相同，负数的 反码符号位填“1”，数值位逐位求反后写在符号 位之后就完成了。
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（4）机器数的位数格式
真值在表示为机器数的过程中需要首先化为8位、 16位或者更多个机器字长，然后再转换为机器数。
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2. 定点表示与浮点表示 机器数的格式分为：定点表示与浮点表示两类。 （1）定点表示法：小数点位置固定不变。 一般有3种类型的定点数表示法。
2）机器数是没有小数点的。
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② 符号位不是数值的一部分，它们是人为约定“0 正 1 负”，所以符号位在运算过程中需要单独处理， 不能当作数值的一部分直接参与运算。
③ 对于小数，1 > X > -1 ，即表示范围限制在|X|<1之 内。
对于整数，2n > X > -2n，即表示范围限制在|x|< 2n之内。
进制的绝对值表示。
如定点小数的原码为[X]原=Xf，Xl…Xn，则
[X]原= x
1 x 0
1 x 1 | x | 0 x 1
如定点整数的原码为[X]原＝Xf，Xn…X0，则
[X]原= x
2n x 2n| x|
2n x 0 0 x 2n
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分析得出以下结论： ① 真值零在原码表示中可以有正零和负零两种形式。 小数：[+ 0]原＝0.00…0百度文库[-0]原＝1.00…0 整数：[+ 0]原＝000…0；[-0]原＝100…0 注意：1）正零和负零的真值含义相同。
② 若定点整数的补码为[X]补=Xf，Xn…X0则
[X]补= x
2n x 0
2n1 x2n1| x| 0 x 2n（mod 2n+1）
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求真值的补码方法是：
如真值为正，则正数的补码与原码形式相同；
如真值为负，则将负号用“1”表示在首位，原码的 数值部分逐位取反，并且在末位加1，写在符号位之 后即得到负数的补码。
（数据格式、机器数及数字信息编码） 1.3 微型计算机系统的基本组成
（硬件结构和软件系统）
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1.1 微型计算机发展
计算机由电子管时代、晶体管时代、中小规模集 成电路时代，发展到大规模、超大规模集成电路 时代，现正在向第五代计算机发展。
从70年代初，微型计算机问世，微处理器已经推 出了四代产品，四位微处理器、八位微处理器、 16位微处理器和32位以上微处理器。
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1982年，IBM公司推出了以Intel 8086 CPU为处 理器的IBM PC机。
1983年又推出了采用Intel 8088 CPU为处理器的 IBM PC/XT。这两种机型的内存为1MB，支持单 任务的操作系统。
1984年，以Intel 80286为CPU的16位增强型PC 机IBM PC/AT上市，其内存可达到8MB，并支持 多任务多用户操作系统。
已知补码求真值的方法是：
如补码的符号位是“0”，说明该补码是正数，则它 的真值就是补码本身；
如补码的符号位为“1”，说明该补码是负数。因此 先记一个“-”号，然后把补码逐位取反，并且在末位 加1，写在符号“-”之后即得到该补码的真值。
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③ 补码的性质
补码中，最高位符号位表示数的正负，在形式上与 原码相同，即0正1负。但补码的符号位是数值的一 部分。
原码表示中用绝对值表示数值，比较直观。但对于应 用得最多的加减运算，则不太方便。
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（2）补码表示法
定义如下：
① 若定点小数的补码为[X]补=XfX1…Xn,，则
[X]补= x
1 x0
2 x 2| x| 0 x 1
（mod 2）
式中X为真值，X补是采取补码表示的机器数。 例：若X= 0.1010，则[X]补=0.1010 例：若X=-0.1010，则[X]补=2-0.1010=1.0110
第1章 微型计算机系统概述
本章教学重点和难点： ◆微型计算机、微处理器的发展。 ◆数据格式及机器数，数的原码、补码、反码 以及BCD码，ASCII码和汉字的国标码。 ◆计算机系统的硬件系统和系统软件及各部件 的功能。
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1
本章教学内容： 1.1 微型计算机发展 1.2 数据表示与数字信息编码
定点整数的反码形式为[x]反=Xf，Xn-1…X0，则
[X]反=
x
(2
n1
1) x
2n x 0 0 x 2n
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真值的零在反码中也有正零和负零两种形式：
小数：[+ 0]反＝0.00…0；[-0]反＝1.11…1 整数：[+ 0]反＝000…0；[-0]反＝111…1 反码的表示范围与原码相同。
+ 58 … … 用十进制表示的真值； ＋111010 … … 用二进制表示的真值； 机器数的位数与计算机的字长有关。
常用的数值数据的编码方法有： 原码、补码、反码以及BCD码。
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（1）原码表示法 原码表示约定数码序列的最高位为符号位，
符号位为0时表示该数为正， 符号位为1时表示该数为负，其余有效值部分则用二
负数补码的表示范围比原码稍宽，多一种数码组合 100…0。
负数补码表示是将负数映射到正数域，可实现化减 为加的目的。
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（3）反码表示法 定点小数的反码形式为[x]反=Xf，X1…Xn，则
x [X]反= (2 2n ) x
1 x 0 0 x 1
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1.2 数据表示与数字信息编码
二进制代码
计算机中的数据分为：数值型数据和非数值型数据。 数值型数据用于表示数值的正负、大小，可进行数
学运算。 非数值型数据主要用于表示文字、符号、图形等。
八进制、十六进制数来表示机器码或机器数。
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6
1.2.1 数据格式及机器数
1. 真值表示和机器数表示 机器数：计算机中使用连同数符一起数字化了的数。
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4
Intel公司推出了32位微处理器80386和80486， 由80386和80486 CPU构成的PC 386和PC 486 内存物理地址空间可达4GB，支持多任务多用户 操作系统，并增加了高速缓冲存储器Cache。
486以后的CPU，名称上改为奔腾（Pentium） 系列，其字长已达到64位，运算速度和功能、性 能比PC 486机又有很大提高。
手工求反码：正数的反码与它的原码相同，负数的 反码符号位填“1”，数值位逐位求反后写在符号 位之后就完成了。
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（4）机器数的位数格式
真值在表示为机器数的过程中需要首先化为8位、 16位或者更多个机器字长，然后再转换为机器数。
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2. 定点表示与浮点表示 机器数的格式分为：定点表示与浮点表示两类。 （1）定点表示法：小数点位置固定不变。 一般有3种类型的定点数表示法。
2）机器数是没有小数点的。
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9
② 符号位不是数值的一部分，它们是人为约定“0 正 1 负”，所以符号位在运算过程中需要单独处理， 不能当作数值的一部分直接参与运算。
③ 对于小数，1 > X > -1 ，即表示范围限制在|X|<1之 内。
对于整数，2n > X > -2n，即表示范围限制在|x|< 2n之内。
进制的绝对值表示。
如定点小数的原码为[X]原=Xf，Xl…Xn，则
[X]原= x
1 x 0
1 x 1 | x | 0 x 1
如定点整数的原码为[X]原＝Xf，Xn…X0，则
[X]原= x
2n x 2n| x|
2n x 0 0 x 2n
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分析得出以下结论： ① 真值零在原码表示中可以有正零和负零两种形式。 小数：[+ 0]原＝0.00…0百度文库[-0]原＝1.00…0 整数：[+ 0]原＝000…0；[-0]原＝100…0 注意：1）正零和负零的真值含义相同。
② 若定点整数的补码为[X]补=Xf，Xn…X0则
[X]补= x
2n x 0
2n1 x2n1| x| 0 x 2n（mod 2n+1）
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求真值的补码方法是：
如真值为正，则正数的补码与原码形式相同；
如真值为负，则将负号用“1”表示在首位，原码的 数值部分逐位取反，并且在末位加1，写在符号位之 后即得到负数的补码。
（数据格式、机器数及数字信息编码） 1.3 微型计算机系统的基本组成
（硬件结构和软件系统）
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1.1 微型计算机发展
计算机由电子管时代、晶体管时代、中小规模集 成电路时代，发展到大规模、超大规模集成电路 时代，现正在向第五代计算机发展。
从70年代初，微型计算机问世，微处理器已经推 出了四代产品，四位微处理器、八位微处理器、 16位微处理器和32位以上微处理器。
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1982年，IBM公司推出了以Intel 8086 CPU为处 理器的IBM PC机。
1983年又推出了采用Intel 8088 CPU为处理器的 IBM PC/XT。这两种机型的内存为1MB，支持单 任务的操作系统。
1984年，以Intel 80286为CPU的16位增强型PC 机IBM PC/AT上市，其内存可达到8MB，并支持 多任务多用户操作系统。
已知补码求真值的方法是：
如补码的符号位是“0”，说明该补码是正数，则它 的真值就是补码本身；
如补码的符号位为“1”，说明该补码是负数。因此 先记一个“-”号，然后把补码逐位取反，并且在末位 加1，写在符号“-”之后即得到该补码的真值。
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12
③ 补码的性质
补码中，最高位符号位表示数的正负，在形式上与 原码相同，即0正1负。但补码的符号位是数值的一 部分。
原码表示中用绝对值表示数值，比较直观。但对于应 用得最多的加减运算，则不太方便。
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10
（2）补码表示法
定义如下：
① 若定点小数的补码为[X]补=XfX1…Xn,，则
[X]补= x
1 x0
2 x 2| x| 0 x 1
（mod 2）
式中X为真值，X补是采取补码表示的机器数。 例：若X= 0.1010，则[X]补=0.1010 例：若X=-0.1010，则[X]补=2-0.1010=1.0110
第1章 微型计算机系统概述
本章教学重点和难点： ◆微型计算机、微处理器的发展。 ◆数据格式及机器数，数的原码、补码、反码 以及BCD码，ASCII码和汉字的国标码。 ◆计算机系统的硬件系统和系统软件及各部件 的功能。
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1
本章教学内容： 1.1 微型计算机发展 1.2 数据表示与数字信息编码
定点整数的反码形式为[x]反=Xf，Xn-1…X0，则
[X]反=
x
(2
n1
1) x
2n x 0 0 x 2n
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真值的零在反码中也有正零和负零两种形式：
小数：[+ 0]反＝0.00…0；[-0]反＝1.11…1 整数：[+ 0]反＝000…0；[-0]反＝111…1 反码的表示范围与原码相同。
+ 58 … … 用十进制表示的真值； ＋111010 … … 用二进制表示的真值； 机器数的位数与计算机的字长有关。
常用的数值数据的编码方法有： 原码、补码、反码以及BCD码。
精选ppt
7
（1）原码表示法 原码表示约定数码序列的最高位为符号位，
符号位为0时表示该数为正， 符号位为1时表示该数为负，其余有效值部分则用二