微型计算机的基础知识
微型计算机原理及应用技术
0000
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二进制
1001 1010 1011
1100 1101 1110 1111 10000 10001
16进制
9 A B
C D E F 10 11
4. 各种数制之间的转换 【例1-1】 十进制数22.625转换为二进制数
②小数部分转换，每次把乘积的整数取走作为转换结果的一位，对 剩下的小数继续进行乘法运算。对某些数可以乘到积的小数为0（如 上述两例），这种转换结果是精确的；对某些数（如0.3）永远不能 乘到积的小数为0，这时要根据精度要求，取适当的结果位数即可， 这种转换结果是不精确的。
例如 ：十六进制数
1
A
E
4
虽然BCD码是用二进制编码方式表示的，但它与二进制之间不 能直接转换，要用十进制作为中间桥梁，即先将BCD码转换为 十进制数，然后再转换为二进制数；反之亦然。
十进制 0 1 2 3 4 5
表1-2 BCD编码表
8421BCD码
十进制
0000
6
0001
7
0010
8
0011Leabharlann 9010010
0101
11
8421BCD码 0110 0111 1000 1001
1.3.1 计算机的硬件系统 1.3.2 计算机的软件系统 1.3.3 计算机的主要技术指标
1.1 引言 1.1.1 计算机发展概况
微型计算机系统基础知识
微型计算机系统基础知识1，微型计算机采用的是冯•诺依曼体系结构，其硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和______五部分组成。
键盘、鼠标器，显示器、打印机，输出设备，系统总线答案（3）2，在微型计算机中，其核心部件中央处理器CPU，被称之为______。
关键部件，主要部件，必备部件，微处理器MPU(Micro Processing Unit) 答案（4）3，微处理器把运算器和______集成在一块很小的硅片上，是一个独立的部件。
控制器，内存储器，输入设备，输出设备答案（1）4，微型计算机的基本构成有两个特点：一是采用微处理器，二是采用______。
键盘和鼠标器作为输入设备，显示器和打印机作为输出设备，ROM和RAM作为主存储器，总线系统答案（4）5，根据微型计算机硬件构成的特点，可以将其硬件系统具体化为由微处理器、内存储器、接口电路、I/O设备和______组成。
键盘、鼠标器，显示器、打印机，外围设备，总线系统答案（4）6，在微型计算机系统组成中，我们把微处理器CPU、只读存储器ROM和随机存储器RAM三部分统称为______。
硬件系统，硬件核心模块，微机系统，主机答案（4）7，微型计算机使用的主要逻辑部件是______。
电子管，晶体管，固体组件，大规模和超大规模集成电路答案（4）8，在微型计算机中，通常把输入/输出设备，统称为______。
CPU，存储器，操作系统，外部设备答案（4）9，下面是关于微型计算机总线的描述，正确的有______。
总线系统由系统总线、地址总线、数据总线和控制总线组成，总线系统由接口总线、地址总线、数据总线和控制总线组成，系统总线由地址总线、数据总线和控制总线组成，地址总线、数据总线和控制总线的英文缩写分别为DB、AB，CB 答案（3）10，微型计算机的系统总线是CPU与其它部件之间传送______信息的公共通道。
输入、输出、运算，输入、输出、控制，程序、数据、运算，数据、地址、控制答案（4）11，CPU与其它部件之间传送数据是通过______实现的。
第二章微型计算机基础知识
教学目标：
1.了解基本的逻辑电路和逻辑代数。 2. 掌握微机中基本部件的符号及性能。 3.掌握总线的基本概念、作用及使用。 4.掌握控制字的概念及用法。 5. 掌握依照控制字读写存储器的过程。 6.掌握微机系统的组成与分类 7.掌握微机的外部结构和基本工作原理
教学重点： 1. 掌握微机中基本部件的符号及性能。 2.掌握总线的基本概念、作用及使用。 3.掌握控制字的概念及用法。 4. 掌握依照控制字读写存储器的过程。 5.掌握微机的外部结构和基本工作原理 教学难点： 1.总线的基本概念、作用及使用 2.掌握控制字的概念及用法。 3.掌握依照控制字读写存储器的过程。
1.功能强 2.可靠性强 3.价格低 4.适应性强
5.周期短、见效快
6.体积小、重量轻、耗电省
7.维护方便
四、微型计算机的性能指标 衡量一台微机性能的优劣，主要由它的 系统结构、硬件组成、系统总线、外部设 备以及软件配置等因素来决定。具体体现 在以下几个主要技术指标上。 1.字长 微机的字长是指微处理器内部一次可以 并行处理二进制代码的位数。它与微处理 器内部寄存器以及CPU内部数据总线宽度 一致，字长越长，所表示的数据精度就越 高。
（2）第二个控制字是： CpEpLmEr =0001 即Er=1，令ROM放出数据。 也就是说，当Er为高电平，R0中的8位 数据就被送到W总线上去。这样的动作 不需等待 时钟脉冲的同步讯号。 （3）第三个控制字是： CpEpLmEr=1000 即Cp=1，这是命令PC加1,所以PC=0001 这是在取数周期完了时，要求PC进一步 ，以便为下一条指令准备条件。
六、存储器的符号
1.只读存储器(ROM) 只存储固定程序的存储器,一旦写入 后,一般不能改变。即不能再写入新的 字节，而只能从中“读”出其所存储的内 容。 (1)通用的写法是m×nROM
微型计算机原理第1章 基础知识
20 、21 、22 、23
…；
★小数点右边从左至右其各位的位权依次是： 2-1 、2-2 、2-3 ……。
例：1011.11B =
1×23 + 0×22 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1 + 1×2-2
第1章 基础知识
(1)二进制数运算—加、减
加法规则：逢二进一。
0 + 0 = 0 ；0 + 1 = 1 ；1 + 0 = 1 ；1 + 1 = 10 ；
3.补码 x [x]补 = 2n + x 0 ≤ x < 2n-1 – 1 - 2n-1 ≤ x < 0
[+1]反 = 0000 0001
[-1]反 = 1111 1110
[+127]反 = 0111 1111
[-127]反 = 1000 0000
第1章 基础知识
字长为16时：
[+0]反 = 0000 0000 0000 0000,
[-0]反 = 1111 1111 1111 1111 [+1]反 = 0000 0000 0000 0001 [-1]反 = 1111 1111 1111 1110 [+32767]反 = 0111 1111 1111 1111
例： 把二进制数10110.1转换为十六进制数
10110.1B = 0001 0110.1000B = 16.8H
第1章 基础知识
6.十六进制数转换为二进制数
方法：把每位十六进制数用4位二进制数表示。
例：把十六进制数5A.7转换为二进制数 5 A. 7H = 0101 1010.0111B = 1011010.0111B
微型计算机基础知识
微型计算机基础知识在当今数字化的时代，微型计算机已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从日常的娱乐消遣到重要的工作任务处理，微型计算机都发挥着巨大的作用。
那么，究竟什么是微型计算机？它又是由哪些部分组成的？让我们一起来探索微型计算机的基础知识。
微型计算机，简称微机，是一种体积相对较小、功能强大的计算机系统。
它通常包括硬件和软件两大部分。
先来说说硬件。
硬件是微型计算机的物理组成部分，就像是人的身体器官一样，每个部分都有其独特的功能。
其中最重要的组件包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、主板、显卡、显示器、键盘、鼠标等。
中央处理器（CPU）是微机的“大脑”，负责执行各种计算和控制任务。
它的性能直接影响着计算机的运行速度。
现在市场上常见的 CPU 品牌有英特尔（Intel）和超威半导体（AMD）等，不同型号的 CPU 在核心数量、主频、缓存等方面存在差异，用户可以根据自己的需求选择合适的 CPU。
内存则是计算机在运行程序时临时存储数据的地方，就像是大脑的短期记忆。
内存的容量越大，计算机能够同时处理的任务就越多，运行速度也会相对更快。
如果内存不足，计算机可能会出现卡顿甚至死机的情况。
硬盘是用于长期存储数据的设备，包括操作系统、应用程序、文档、图片、视频等。
硬盘分为机械硬盘（HDD）和固态硬盘（SSD）。
固态硬盘的读写速度比机械硬盘快很多，可以大大提高计算机的启动速度和文件传输速度。
主板是连接各个硬件组件的“桥梁”，它为不同的硬件提供插槽和接口，确保它们能够协同工作。
显卡负责处理图像和视频相关的任务，如果您需要进行图形设计、玩大型游戏或者观看高清视频，一块性能强劲的显卡是必不可少的。
显示器是计算机的输出设备，用于显示图像和文字。
现在常见的显示器有液晶显示器（LCD）和有机发光二极管显示器（OLED）等，它们在分辨率、色彩表现、刷新率等方面有所不同。
键盘和鼠标是输入设备，用于向计算机输入指令和数据。
除了硬件，软件也是微型计算机不可或缺的部分。
第一章 微型计算机基础知识
第一章微型计算机基础知识第一章微型计算机基础知识第一章微机基础知识1.1计算机中的数和编码1.1.1计算机中的数制计算机最初是作为一种计算工具出现的，所以它最基本的功能是处理和处理对数。
数字由机器中设备的物理状态表示。
具有两种不同稳定状态和相互转换的设备可用于表示1位二进制数。
二进制数具有操作简单、物理实现方便、节省设备等优点。
因此，目前，几乎所有的二进制数都用计算机来表示。
然而，二进制数太长，无法写入，不容易阅读和记忆；此外，目前大多数微机是8位、16位或32位，是4的整数倍，4位二进制数是1位十六进制数；因此，在微型计算机中，二进制数被缩写为十六进制数。
十六进制数使用16个数字，例如0~9和a~F来表示十进制数0~15。
8位二进制数由2位十六进制数表示，16位二进制数由4位十六进制数表示。
这便于书写、阅读和记忆。
然而，十进制数是最常见和最常用的。
因此，我们应该熟练掌握十进制数、二进制数和十六进制数之间的转换。
表1-1列出了它们之间的关系。
表1-1十进制数、二进制数及十六进制数对照表十进制二进制十六进制012345678910111213141500000001001000110100010101100111100010011010101111001101 111011110123456789abcdef为了区别十进制数、二进制数及十六进制数3种数制，可在数的右下角注明数制，或者在数的后面加一字母。
如b(binary)表示二进制数制；d(decimal)或不带字母表示十进制数制；h(hexadecimal)表示十六进制数制。
1.二进制数和十六进制数之间的转换根据表1-1所示的对应关系即可实现它们之间的转换。
二进制整数被转换成十六进制数。
方法是将二进制数从右（最低位）到左分组：每4位为一组。
如果最后一组少于4位，则在其左侧加0以形成一个4位组。
每组由一位十六进制数表示。
例如：1111111000111b→1111111000111b→0001111111000111b=1fc7h要将十六进制数转换为二进制数，只需使用4位二进制数而不是1位十六进制数。
微型计算机基础知识
系统软件： 为解决用户使用计算机而编写的程序。
软件
例如： 操作系统、编译程序、汇编程序、 监控程序、诊断程序。
应用软件： 为解决特定问题而编制的程序 例如： 程序包、数据库、窗口软件。
2.三类编程语言：
机器语言
汇编语言
高级语言Βιβλιοθήκη 最贴近机器硬件的二 进制代码
使用助记符代替二进 制代码
将按权展开式按照十进制规律相加，即得对应十进制数。
(1011.11)2 = 1×23 + 0×22 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1 + 1×2-2 = 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5 + 0.25 = 11.75
(1011.11)2 = (11.75)10
微型计算机系统知识
3. 八进制数
发展 阶段
小型机阶段 微型机阶段
对大型机的第一次“缩小化”。
代表机型： 苹果公司的APPLE-2,IBM公司
对大型机的第二次的“的I缩BM小-P化C。”
客户机/服务器阶段 互联网阶段
处应理用于能航力空强，的铁计路算联机机订提票供系磁统盘。服 务和文件服务，处理能力强的扮演服 务器，处理能力弱的充当客户机。
人们使用最多的编程语言，较为流 行的有各类C、BASIC等。
微型计算机系统知识
1.2 微型计算机数制及其转换
1.2.1 微型计算机常用数制的特点
1. 十进制数
（1）它的数码K共有十个，为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。数码的 个数称为基数，十进制数的基数是10。
（2）在一个数中，每一位有各自的权 （3）遵从“逢十进一”的原则。 任何一个十进制都可以写成以10为底的幂之和的形式。
第一讲 微型计算机基础知识
微处理器
微型计算机
区别
运算器
控制器
寄存器组 内存储器 输入输出 接口电路 外部设备 总线 软件
通常我们所说的微型计算机是指主板上哪些看得见摸得着的 物理实体：微处理器、内存储器、I/O接口电路以及连接这些 部件的系统总线。 主板简介：
主板中的各种接口：
2、软件：无物理形态的各种程序的集合。 监控程序（Monitor） 操作系统（Operating System） 系统软件 编辑程序：EDIT，EDLINE，WS
计算机层次结构示意图
1.1.3 微型计算机的典型结构及工作原理 1、微机硬件系统的连接 存储器 存储器 数据总线DB
总线
CPU 内总线 接口电路 外总线 时钟 外围设备 外围设备 接口电路 并行口 串行口
地址总线AB
控制总线CB
地址总线的宽度反映了CPU的寻址空间的范围。 数据总线的宽度反映了CPU处理数据的能力。 控制总线产生数据传送控制信号。如：读/写信号,访问请求信号。
例：X =+67=+1000011B [X ] =01000011B 1 1 原 X1= - 67=-100001lB [X1]原=11000011B 性质： 0的表示不唯一。 (-0)原=10000000B= (+0)原=00000000B 。 与真值转换方便。 运算时符号位要单独处理。 数值范围： +（2n –1-1）≤[X]原≤-（2n-1-1） 。 如n = 8，原码范围01111111～11111111，数值范围为+127～-127 2.反码： 正数的反码就是它的原码，负数的反码就是它的原码 除符号位外各位取反。 [X］反= 或： [X］反= 0 Xn-2Xn-3Xn-4…X1 X0 (X≥0) 1 Xn-2Xn-3Xn-4…X1 X0 (X≤0)
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1.1 微型计算机系统概述
1.1.3 计算机中的数制和编码 1、数制 计算机中所有信息都是以二进制数的形式存在的。 二进制数有“ 1 ”和“ 0 ”两个数字符号，是用触 发器的两个状态表示的。 按逢二进一的规则进行计数。 不同数制： 二进制、八进制、十进制、十六进制
控制总线完成的。
数据总线、地址总线、控制总线称为“三总线”
1.2 计算机硬件基本结构
1、控制器：
是计算机系统的指挥中心，负责从存储器中读取指令，对指令进行 分析，并根据指令有序的，有目的地向各个部件发出控制信号，使电脑 的各部件协调工作。 （1）、指令译码器 （2）、指令寄存器 （3）、控制逻辑部件
111 p q r s t u v w x y z { | } ~ DEL
1.2 计算机硬件基本结构
1946年6月，美籍匈牙利人冯·诺依曼首先提出 了“存储程序”的概念。明确了构成计算机的五个 基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设 备和输出设备，这种构思一直沿用到今天，所以现 代计算机一般称为冯·诺依曼型计算机。
1.1 微型计算机系统概述
后4 前3
0000 0001 0010
0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
1010 1011 1100 1101 1110 1111
000 ……………………………………………………………………
代码：100 0001 = 65 001 ……………………………………………………………………
010 ……………………………………………………………………
011 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ： ； < = > ?
100 @ A B C D E F G H I J K L M N O
101 P Q R S T U V W X Y Z [ \ ] ^ _
110 、 a b c d e f g h i j k l m n o
1.1 微型计算机系发展阶段
第一代 第二代 第三代
第四代
主要逻辑元件 电子管 晶体管 集成电路
大规模和超大规模集成电路
大致年代 1946~1955 1956~1963 1964~1972 1972以后
电子管
晶体管
集成电路
1.1 微型计算机系统概述
3、计算机应用领域
1.2 计算机硬件基本结构
输 输入 入
设 备
运算器 存储器
输 出 输出 设 备
控制器
总线（BUS）：计算机各部件间进行信息传输通道。 （1）、数据总线：外部设备和总线主控设备之间进行数据传送的数据通道。 （2）、地址总线：外部设备和总线主控设备之间进行地址传送通道。 （3）、控制总线：传递各种控制信号的通道，总线操作的各项功能都是由
（1）科学计算：最早的应用领域 （2）数据处理：最广泛的应用领域
如：财务部门的账目处理和结算；人事部门的人事档案管理 （3）自动控制（也叫过程控制）
如：导弹的发射和制导过程；工业生产自动化 （4）计算机辅助系统
如：计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造 （CAM）、计算机辅助教学（CAI） （5）人工智能
微型计算机安装调试与维修
第一章 微型计算机基础知识
1.1 微型计算机系统概述
1.1.1 微型计算机的发展概况 1. 第一台计算机 1946年2月，在美国宾夕法尼亚大学，人类历史上第一台 数字电子计算机上ENIAC诞生。它标志着人类社会计算机 时代的开始。
• 由18000多个电子管和70000多个电阻组成 • 占地170平方米、重30吨 • 每秒可以执行5000次运算
之分。 2.存储容量 是指存储器所能记忆信息的总量。 常用字节（Byte)表示。
1.1 微型计算机系统概述
（1）位（bit） 二进制数的一位，简写b
（2）字节（Byte） 8位二进制数组成一个字节，简写B
（3)还有千字节（KB)，兆字节（MB），千兆字节（GB）等。
换算关系如下：
1B=8b 1GB=1024MB
0000～1001十种状态。而1010～1111六种状态在这 种编码中没有意义。
这种编码的另一特点是书写方便、直观、易于 识别。例如十进制数864，其二、十进制编码为：
8
6
4
(1000) (0110) (0100)
1.1 微型计算机系统概述
十进制 0 1 2 3 4 5
十进制数与8421码的对照表
8421码
十进制
0000
6
0001
7
0010
8
0011
9
0100
0101
8421码 0110 0111 1000 1001
1.1 微型计算机系统概述
（2）ASCII码（美国标准信息交换码） 是目前微机中最普遍采用的字符编码。已经被国际标
准化组织ISO接受为国际标准。 在计算机中，要为每个字符指定一个确定的编码，作为识 别与使用这些字符的依据。 标准ASCII：采用7位二进制代码来对字符进行编码（52个英 文大小写、32个专用符号、34个控制符号）。总共128个 字符。 扩展ASCII：用来表示常用的图形和画线字符。
如：利用计算机来识别人的指纹
1.1 微型计算机系统概述
1.1.2 微型计算机的主要参数 1.字长 字是计算机在同一时间内处理的一组二进制数。 字长是这组二进制数的位数。 字长是衡量计算机性能的主要指标之一，字长越长，表示
一次可同时处理的数据越大，计算机处理数据的速度就越快。 不同类型的微机有不同的字长，字长有16位、32位和64位
1KB=1024B 1TB=1024GB
1MB=1024KB
1.1 微型计算机系统概述
3.运算速度 衡量计算机性能的一项重要指标，取决于指令的执行时
间。 通常用每秒钟计算机所能执行指令的条数来表示。 一般用“百万条指令／秒”（MIPS)来描述。 同一台计算机，执行不同的运算所需要的时间可能不同，
因而对运算速度的描述采用不同方法。 微型计算机一般采用主频来描述运算速度。一般说来，
1.1 微型计算机系统概述
2、计算机中的编码
（1）BCD码
通常采用四位二进制数表示一位十进制数，称 为BCD码。
BCD编码方法很多，通常采用的是8421编码。这 种编码较为自然、简单。自左至右每一位对应的位 权分别是8，4，2，1。值得注意的是，四位二进制 数有0000～1111十六种状态，这里我们只取了