chap1_2-概述_计算机系统组成与工作原理

电子工程学院 陈客松第1 2章 章1

信息在计算机中的表示 计算机结构与组成 微机发展概况 计算机系统展望

现代信息科学的六大组成部分信息的生成、获取、存储、传输、处理及其 应用是现代信息科学的六大组成部分 计算机在信息的后五部分都起到关键作用 计算机的发展一直和数字电路设计的发 展相辅相成，互相促进从计算机学科的角度分析，嵌入式系统在一 定程度上代表了未来计算机发展的方向3

信息(数据)在计算机中的存在形式 电位的高低状态( H 、L ) 电位的高低状态( 二进制逻辑的 0 、1 记忆

信息在计算机中的表示形式 表示数值( 数制 ) 表示数值(

数值的运算(数值数据) 数值数据)

表示符号( 码制 ) 表示符号(

符号的编码(非数值数据) 非数值数据)4

二进制的特点 计数特点简单 更加贴近生活 电子记忆方便 0、1 ;L、H;低、高

对立、统一 对立、 饱和、截止 饱和、

拉丁文1、2、3、4、5、6、7、8、9

汉文一、二、三、四、五、六、七、 八、九

意大利文Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、 Ⅷ、Ⅸ

英文one、two、 one、two、three 、four、five、six、... four、five、six、...6

人类对数制认识非常深刻，应用广泛。 每一个人每天都会用到不同的数制。例如： 一天有 24 小时，即逢 24 进 1;一小时有 60 分，即逢 60 进 1。 数量是确定的，而表示数量进制是可变 的，例如：我们常说的“半斤八两”表示的 数量相同，而“半斤” 是十进制； “八两” 是十六进制。7

i = -m

(N)R = ∑ Ki Ri = Kn-1Rn-1 + Kn-2Rn-2 + … + K0R0 + … K-mR-mi = n-1 n-

R:进制的基数，例：二进制R = 2;八进制R = 8; 二进制R 2;八进制R 8; 进制的基数， 十进制R 10;十六进制R 16。 十进制R = 10;十六进制R = 16。 Ri :进制的位权，i 愈大则位权愈大。 进制的位权， 愈大则位权愈大。 Ki :位权的系数，Ki值在进制集合的符号中。 位权的系数， 值在进制集合的符号中。 n: 整数部分的数位。 整数部分的数位。 m: 小数部分的数位。 小数部分的数位。

多项式表示例 572) 5× (572)10 = 5×102+7×101+2×100 (110)2 = 1×22+1×21+0×20 =(6)10 110) 1× (12B)16 = 1×162+2×161+11×160 12B) 1× 11× = 256 +32+11 =(299)10 32+ =(299) (10.11)2 = 1×21+0×20 +1×2-1 +1×2-2 10.11) 1× = 2 +0+0.5+0.25 = (2.75)10 0.5+ 2.75)9

二进制表示(Binary) inary)

符号 0、1 集合，尾符 B 集合， 《例》00010101B 符号 0 ~ 9 集合，尾符 D 或缺省 集合， 《例》21D 或 21 符号 0 ~ 7 集合，尾符 Q 集合， 《例》27Q

十进制表示(Decimal) ecimal)

八进制

表示(Octal) ctal)

十六进制表示 符号 0 ~ 9、A ~ F 集合，尾符 H 9、 集合，exadecimal) (Hexadecimal)《例》1AH10

常用类型 2←→10、2←→16、 2←→10、2←→16、 10←→16

常用方法 多项式法： 2→10、 16→10、 N→10 多项式法： 2→10、 16→10、 权位法： 2←→10、 权位法： 2←→10、 10←→16 定位法： 2←→16、 定位法： 2←→16、 2←→8

4 位二进制数与 1 位十六进制数定位法0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 0 1 2 3 4 5 6 7 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 8 9 A B C D E F

001010111101000100111111 = 0010 1011 1101 0001 0011 1111 = 2 B D 1 3 F

E7H 1110, E7H = 1110,0111 = 11100111B 11100111B12

二进制 →十进制间的权位法 十进制间的权位法b7 27 b6 26 b5 25 32 b4 24 16 b3 23 8 b2 22 4 b1 21 2 b0 20 1

128 64

01101101B = 64+32+8+4+1 = 109 64+32+ 114 = 64+32+16+2 = 01110010B 64+32+16+

十六进制 → 十进制间的权位法h1 16 h0 1 161 160

5BH = 5×16 + 11×1 = 80+11 = 91 5× 11× 80+ 114 = 7×16 + 2×1 = 72H 7×

无符号数 计算机中所有二进制位均有值的作用 《例》10001000 B= 136 有符号数 计算机中二进制数的高位表示值的符号 《例》10001000 B= - 8注：b7 = 0 表示正数、b7 = 1 表示负数 表示正数、

原码表示 +8 = 00001000B、-8 = 10001000B 00001000B、 反码表示 +8 = 00001000B、-8 = 11110111B 00001000B、 补码表示 +8 = 00001000B、-8 = 11111000B 00001000B、注：正数的原、反、补相同 正数的原、 负数的原、 负数的原、反、补不同16

计算机中所有符号(机器)数用补码表示 计算机中所有符号(机器) 根据机器数求真值 00001000 = +8 11111000 = - 8 根据真值得机器数 +12 = 00001100 - 12 = 1111010017

8 位二进制无符数的表值范围 二进制表示00000000B ~ 11111111B

十进制表示0 ~ 255

十六进制表示00H ~ FFH

8 位二进制有符数的表值范围 原码表示- 127 ~ + 127

反码表示- 127 ~ + 127

补码表示- 128 ~ + 127

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/c0bi.html