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Principle of Microcomputer

慕课网微机原理学习课程

章一 微型计算机基础知识

微型计算机系统简介

(1)微型计算机的组成:微处理器、总线、输入输出、存储器

(2)微处理器功能:在设备间传输数据、进行简单的逻辑运算、控制程序流向

(3)常用的存储器有:动态随机存储器、静态随机存储器、高速缓冲存储器、只读存储器、闪速存储器

(4)存储容量与地址总线的数量相关。

(5)由于输入输出设备一般与主机的信号电平格式、时序、工作方式、传输速度不同,故在I/O与微处理器间一般还有I/O接口。

(6)微型计算机是总线型结构的计算机系统。

(7)系统总线用于在CUP、I/O、存储器间传输信息。根据传输信息的类别又分为数据总线、控制总线和地址总线。

(8)数据总线(DB):进行数据传输。

(9)地址总线(AB):向I/O和存储器传送地址信息,是单向总线。

(10)控制总线(CB):用来传送时序信号、状态信号和控制信号。每一根控制信号线是单向的,但是总体看来,CB是双向的。

数制与运算

(1)进位计数制三个要素:基数、位权、数码。

(2)对于任何一个进位计数制都可以表示为一个展开多项式(按权展开多项式)。

(3)十进制数转换为非十进制数方法:整数部分(除X取余)、小数部分(乘X取整)。

(4)计算机中的二进制乘法运算是利用左移位+累加部分积实现的(加法运算和左移位运算)。

(5)计算机中的二进制除法运算是利用右移位+累减部分商实现的(减法运算和右移位运算)。

(6)一个n位的无符号二进制数的表示范围是: 0 <= X <= 2^n-1

一个n为的有符号二进制数的表示范围是: -(2^(n-1)-1) <= X <= 2^(n-1)-1

如果数值溢出,微型计算机中,会将微处理器中的CF标志位置1。

(7)带符号数的表示方法:原码、反码、补码。 原码(表示范围为-127~127):最高为符号为(1:负 0:正),数值部分为真值得绝对值。

反码(表示范围为-127~127):正数的反码与原码相同,负数的反码为原码符号位保持不变,其余各位按位取反。

补码(表示范围为-128~127):正数的补码与原码相同,负数的补码为它的反码加1。

补码特点:

    1> 原码和反码表示的0有+0和-0之分,即0的表示不唯一;而补码的0是唯一的,没有+-0之分。
    2> 一个负整数(或原码)与其补数(或补码)相加,和为模。
    3> 对一个整数的补码再求补码,等于该整数自身。
    4> 计算机系统中一律用补码来表示和存储。

由补码求真值的方法:

    1>按权累加 
    2>求它的补码得到原码,按权求真值。

补码的位权:

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(8)补码的运算规则:

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(9)如何判断运算时带符号数的溢出:

运算时计算符号位的进位记为C7,计算数值位的最高位记为C6,再用C6⊕C7,如果计算结果为1,则表明运算会溢出。

在微型计算机中,如果存在运算溢出,会将微处理器中的OF标志位置1,。

(10)浮点数

浮点数在计算机中用科学计数法表示。

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浮点数在计算机中按照IEEE754规格存储.

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浮点数的存储格式按照:符号位 + 阶码(以移码表示) + 小数值

另外,浮点数规则有两个例外,数0.0存储为全0。无限大数的阶码存储方式为全1,尾数部分为全0,符号位指示无限大或负无限大。

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(11)逻辑运算与逻辑基本逻辑电路:

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(12)国际常用的编码:

ASCII码(美国信息交换标准码,用8位表示一个字符)

Unicode码(是ASCII码的延伸,利用16位来存放一个字符,能适应多种语言)

(13)BCD码(用二进制对十进制进行编码)

压缩BCD码(8421码):每个字节存储两位十进制数,即(1001 0111)BCD = (97)D

非压缩BCD码:每个字节存储一位十进制数,即(0000 0111)BCD = 7

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