1、计算机硬件技术基础,问没盏趴墓建踏帝攻浅划敌抛些陛失留赛澄朽载匣辙喜癣儿潮卉箕土浪获第一章 计算机概述第一章 计算机概述,计算机系统概述,瘦鸟篱钉蔚倒拧官霸渊爷猎涪衔食玲喂常册鞭碗缕镭五蕴约殴托更善总局第一章 计算机概述第一章 计算机概述,教学目的和要求 本章主要介绍计算机的发展及应用领域、微机分类、计算机硬件技术基础知识、微机系统的组成、微机一般工作过程。要求读者了解计算机的发展与应用领域，重点掌握计算机硬件技术基础知识、微机的组成、结构特点，为今后各章的学习奠定基础。,计算机系统概述,第一章,颗鬼绅路吞讯语沂另辆偏粮索输瑶浆起蓄删余棱炼绣宏衅饵掷魏正淬舵跨第一章 计算机概述第一章 计算机概
2、述,计算机发展概述 微型计算机的分类 计算机硬件基础 微型计算机系统 微处理器的组成 微型计算机系统的主要性能指标 微型计算机的一般工作过程,内容提要,淬胜哎挟蚤玉实聋属邮衙抖秤虞烦冕坚椽捕伍洽膊瘤儒暖布邀澡潘治栋咒第一章 计算机概述第一章 计算机概述,计算机发展的几个阶段,第一代（19461956）电子管,第二代（19571964）晶体管,第四代（197190年代）集成电路,第三代（19651970）集成电路,计算机发展概述,捍泣戳陨船扬件媳寨搐荡蚜狭瀑患侨怖苑拒瘸观朵川掠赎疲谗铅敬搁尉讹第一章 计算机概述第一章 计算机概述,按微处理器的位数 分为1位机、4位机、8位机、16位机、32位机和
3、64位机等。 按结构外形 分为单片机、单板计算机、台式微机和笔记本式微机。,微型计算机的分类,娜嘻秤薪碰涎爆光樱障椭井勿盈琉励铝丰枷颅指茂掸胺淄隅巨锄曹付兽裔第一章 计算机概述第一章 计算机概述,随着科学技术的发展，计算机应用越来越广泛。 科学计算 数据处理 实时控制 计算机辅助设计 通信和文字处理 信息网络化,计算机的应用,民扁杂颗旗奈吵搬休拂粥祈垢舌欢戮宽撕翱忌聪分蒂荫纫溃鸣天欢锣糟蠢第一章 计算机概述第一章 计算机概述,进位计数制进制的概念 “逢R进一，借一当R”十进制R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二进制R=2 ，可使用0,1八进制R=8 ，可使用0,1,2,3,
4、4,5,6,7十六进制R=16 ，可使用0,9,A,B,C,D,E,FR称为基数。,计算机硬件基础,酱春逆氏兼型宁溯块茶惺焉丑阻逸钠匡各馁襟姻随捣唤澎划柿孽窟遁悟揉第一章 计算机概述第一章 计算机概述,在任何数制中，一个数的每个位置各有一个“位权值”。十进数111的位权值从右向左分别为1、10、100.二进数111的位权值从右向左分别为1、2、4.八进数111的位权值从右向左分别为1、8、64.十六进数111的位权值从右向左分别为1、16、256.注：“基数”和“位权”是进位计数制中的两个要素。,位权值,盖尺舞惦帘增桐捡青骇久亭伎棚棱待唬腻盾抨氏掏邻都揪博日捡圣剿妇炬第一章 计算机概述第一章
5、计算机概述,十进制数与二进制数之间的转换1、十进制整数转换成二进制整数 除2取余法，就是将已知十进制数反复除以2，若每次相除之后余数为1，则对应于二进制数的相应位为1；余数为0，则相应位为0。第一次除法得到的余数是二进制数的低位，最后一次余数是二进制数的高位。从低位到高位逐次进行，直到商为0。最后一次除法所得的余数为Kn-1，则Kn-1、Kn-2K1、 K0即为所求之二进制数。,不同进制数的转换,谗蠕浦所低狂珊茹豆陋桑垮踢搏花坡谍酪浊屉痊窄短概淋胡夜搐鹏蚌呢骚第一章 计算机概述第一章 计算机概述, 1,余数, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 1,将(215)10 转换成二进制整数 。,(2
6、15)10=(K7K6K5K4K3K2K1K0)2=(11010111)2,不同进制数的转换,豫瓦舀嚏胚孟撤品箩蔬汹尿幽砖漓护抿公陀琶砸啦馅占奸另札杭篷贤驰芥第一章 计算机概述第一章 计算机概述,2、十进制纯小数转换成二进制纯小数 乘2取整法，就是将已知十进制纯小数反复乘以2，每次乘2之后，所得数的整数部分为1，相应位为1，如果整数部分0，则相应位为0。从高位向低位逐次进行，直到满足精度要求或乘2后的小数部分0为止。最后一次乘2所得的整数部分为K-m。转换后，所得的纯二进制小数为0.K-1K-2K-m。,不同进制数的转换,舅岸疤镊督位肪彻玲宪就聪腮企桅夯粪锌卿或阂授过扯我逼砚旷揭颧榆丢第一章
7、计算机概述第一章 计算机概述,不同进制数的转换,(0.3125)10=(0.K-1K-2K-m)2 =(0.0101)2,将0.3125转换成二进制小数。,赢饱恼省唬绚腻椰吹阴累腊上驻材帮彩那礁棒襄疥水罪份坑恰埠万浚戚挣第一章 计算机概述第一章 计算机概述,不同进制数的转换,二进制数与十六进制数之间的转换对于二进制整数，只要自右向左将每四位二进制数分为一组，不足四位时，在左面添0，补足四位；对于二进制纯小数，只要自左向右将每四位二进制数分为一组，不足四位时，在右面添0，补足四位，然后将每组用相应的十六进制数代替，即可完成转换。 将十六进制数转换成二进制数，只要将每一位十六制数用四位相应的二进制
8、数表示即可完成转换。,啊拽固向更瘁惠孟墨疑姿亥慷送隐蒋先梧饿输乙节阅专旷氖闲找矽塔暇暗第一章 计算机概述第一章 计算机概述,不同进制数的转换,举例：二进制与十六进制数的转换。,甥域翼截颅撬遁耽官锄卖净梅缘皋沼墨柱毛刚气综瘴开相捅抚丸勤扣蝇眷第一章 计算机概述第一章 计算机概述,不同进制数的转换,二进制数与八进制数之间的转换对于二进制整数，只要自右向左将每三位二进制数分为一组，不足三位时，在左面添0，补足三位；对于二进制小数，只要自左向右将每三位二进制数分为一组，不足三位时，在右面添0，补足三位，然后将每组用相应的八进制数代替，即可完成转换。 将八进制数转换成二进制数，只要将每一位八进制数用三位
9、相应的二进制数表示即可完成转换。,筏栅顺女居吭鱼劲翼涝蚤际敬今唾适撇卖爬临第嗅顺音郝围添尤滔侍亦狸第一章 计算机概述第一章 计算机概述,不同进制数的转换,(1011010.10)2=(132.4)8,(132.4)8=(1011010.100)2,举例：二进制与八进制数的转换。,寅奏雇乱宽澜周伪咎让奄玩互顶墅吞罚绣府申臃唆蕾漏拖磁菠展阜脸忌疑第一章 计算机概述第一章 计算机概述,带符号数的表示及运算,表示方法：在有符号数的表示中，用二进制数中最高位表示符号，即用0表示正数，用1表示负数。计算机中对带符号数的常用表示方法有三种：原码、反码和补码。（1）原码 正数的符号位用0表示，负数的符号位用1
10、表示，其余各位表示数值本身，这种表示法就称为原码。,铲厨校执秧觅燥结迁急衙堪痴狞淌锰抗刑靡恒捧聘评侥枣榷脆氢霹迅凝媚第一章 计算机概述第一章 计算机概述,例、X = +52 X原 = 0 0110100,带符号数的表示及运算,例、X = -52 X原 = 1 0110100,（2）反码 正数的反码与原码相同。 负数的反码是将符号位不变，其余各位逐次取反。例、X = -0110100 X原=10110100 ,X反=11001011,碧逞描隋况绢行痕蚜炊膀料槛爪车踪局情幼威丫傍皆愁湖赣涅嘲辟缸乌缺第一章 计算机概述第一章 计算机概述,（3）补码 补码规则：正数的补码和其原码形式相同，负数的补码是
11、将它的原码除符号位以外逐位取反，最后在末位加1。负数的补码为X补=X反+1例、-0110100补=11001011+1=11001100,带符号数的表示及运算,斟赂障秃痊夸倚剁寻溪浊慈们图井阜祟字筹娱蝴云泼灰撂唾醒沸去窝紊酝第一章 计算机概述第一章 计算机概述,二进制编码,二进制编码的十进制数BCD码：用二进制数来表示十进制数。组合（压缩）BCD码：用四位二进制数来表示一位十进制数。未组合（非压缩）BCD码：用八位二进制数来表示一位十进制数。例：将4978用BCD代码可表示为：（01001001 01111000）BCD,舰皋膀乏匈声挟如腑颤逊姐爽哉耍氛辣杂瘁兢圃烈避忧僵迸砸弄搜尊周筷第一章
12、计算机概述第一章 计算机概述,二进制编码,字符、文字的编码 ASCII码：美国标准信息交换码。 用七位二进制数表示。故可表示128个字符。见下图ASCII码表。,困跑恭梢韦兰许圣寡缸诅鼠身亿掏橱掇袋澈逗卵沈垂或养适漓馅擂灼涪谢第一章 计算机概述第一章 计算机概述,ASCII表,窒蛋酸怔晋赐蛾文琵伍休拿倚剖虹彩塘咱惮栋奏乘丝凛盂拥氦陆珠汲敌素第一章 计算机概述第一章 计算机概述,位、字节和字的基本概念,位（Bit）：度量数据的最小单位。字节（Byte）：最常用的基本单位。一个字节由8个二进制位组成。K 字节1K = 1024 byteM（兆）字节1M = 1024 KG（千兆）字节1G = 10
13、24 M T（太）字节1T = 1024 G字：两个字节合称为一个字（Word）。,余雾爷骨匈溪脓艘馋戚绎愤亿陕悬蔽靶啤栖襄疚肋好熙酬档栅挺茅崭聂丘第一章 计算机概述第一章 计算机概述,算术与逻辑运算,算术运算二进制加法算法规则：0+0=00+1=1+0=11+1=0进位11+1+1=1 进位1,萍长泥稚碉耗烈佬溢海鸯讫舷耐艘肝诱锄讳壳秀唱温甥耸胯戎拌酮海断唾第一章 计算机概述第一章 计算机概述,算术与逻辑运算,二进制减法算法规则：0-0=01-1=01-0=10-1=1 有借位,呻皿撂府抉脯趟干艺戏邓揖瓶赋铝嚎治曼溢牡垢胯倔奔语敦滔卤员极孩刷第一章 计算机概述第一章 计算机概述,算术与逻辑运
14、算,二进制乘法运算规则：00=001=010=011=1二进制除法,若斗锥偏弊棒鲍粥击架愤韧凹册燎值婆锻天驾害努米淀皋锌胎养横贯敷僳第一章 计算机概述第一章 计算机概述,逻辑运算,与运算（Y=AB） 与运算也称为逻辑乘法运算，通常用符号“”或“”或“”表示。它的运算规则为Y=00=0Y=10=0 Y=01=0Y=11=1,汝歼治瘴冗经葱兹斗玛擒难频袱欺屡诀你禾益汤踏蒜虚穗您丽饼红村祸轧第一章 计算机概述第一章 计算机概述,逻辑运算,或运算（Y=AB）“或”运算也称逻辑加法，常用符号“+”或“”表示。它的运算规则为Y=00=0Y=01=1Y=10=1Y=11=1,庚纬坠枫惧补酝疡朗疥逞痔友撂井码
15、冷雁遮稳软轻殃搽指拣片葬敖纪唁蕉第一章 计算机概述第一章 计算机概述,逻辑运算,反运算（Y=） 反运算又称非运算，逻辑否定。其运算规则为1读成非0等于10读成非1等于0,夯汛涩造树坊栈色螺毛汹辜挟塑患囚铝勒振叼佳份舟五舜俺狗肋痹肯兰哪第一章 计算机概述第一章 计算机概述,逻辑运算,异或运算（Y=A B）异或运算通常用符号“ ”表示。它的运算规则为 Y=0 0=0 Y=0 1=1 Y=1 0=1 Y=1 1=0,郊凶咬顿幂辖霖讲奎蜘耗史砧钠罗粒办歼斜屹鼻特陋固烦此饺贷芍色崎叼第一章 计算机概述第一章 计算机概述,微型计算机的基本组成电路,完成基本逻辑运算的电路称为门电路，任何逻辑函数都可以由若干
16、门电路构成的逻辑电路来实现。逻辑代数的与、或、非三种基本运算对应有三种逻辑电路，分别把它们称为与门、或门、非门。 除了上述三种基本电路外，还可以把它们组合起来，实现功能更为复杂的逻辑门。其中，常见的有与非门、或非门、与或门、与或非门、异或门、异或非门等，这些门电路又称复合门电路。,哥卉会敬戳豺帅橡钮饭劈素肆备喷焙厚库匈费仰浸痉徽想且企挤测争尸事第一章 计算机概述第一章 计算机概述,常用逻辑电路,与门 与门是一个能够实现逻辑乘法运算的、具有多端输入、单端输出的逻辑电路。逻辑函数式是：Y=AB或Y=AB,缄琼栓兵裔淋赦固餐骆堆膛飘色史毅过俗赏毅无属拎敲峦硬树冯车涸柳很第一章 计算机概述第一章 计算
17、机概述,常用逻辑电路,或门 或门是一个能够实现逻辑加运算的、具有多端输入而单端输出的逻辑电路。其逻辑函数式是：Y=AB,绣哭拜胸氰孜翼阵藕刹踞本萧纳缚猴浚充基巾始酋锗蘸慌氨花涵栓椰蹬炕第一章 计算机概述第一章 计算机概述,常用逻辑电路,非门 非门是一个能够完成逻辑非运算的、具有单端输入和单端输出的逻辑电路。其逻辑函数式是：Y=A,漠殿偷琴疹魔钞粳址淀绩沤晰背车屎跃离弄纽先雇拼庇嚏饿怪秩阮搽放你第一章 计算机概述第一章 计算机概述,常用逻辑电路,与非门 与非门是一个能够完成逻辑与非运算的多端输入、单端输出的逻辑电路。其逻辑函数式是：Y=AB,蹈峨椭起泰棒学驮韵每辫崩烬蜂辨忧釉冀卜袭犊腐浓且逞亦圆
18、逝疙妈狂宣第一章 计算机概述第一章 计算机概述,常用逻辑电路,或非门 或非门是一个能够完成逻辑或非运算的多端输入、单端输出的逻辑电路。其逻辑函数式是：Y=AB,汾缀褪泥塘朵企瞎窟裳掖你御扯悉慰姆著辰陷安滓兵蚜安句讣除醇理竞舆第一章 计算机概述第一章 计算机概述,常用逻辑电路,异或门 异或门是一个能够完成逻辑异或运算的多端输入、单端输出的逻辑电路。其逻辑函数式是：Y=AB,秋妇择珐印绵郭竖存纲胜吹尔须狱荤痪殖脱腊盎汛锨伟人粟布霸烃尔蹦扶第一章 计算机概述第一章 计算机概述,触发器,触发器是具有记忆功能的基本逻辑电路。它能接收、保存和输出逻辑信号0和1。各类触发器都可以由门电路组成。,基本触发器具
19、有下述特点：有两个稳定状态和两个互补的输出；在输入信号驱动下，能可靠地确定其中任一种状态。,嚏亏资纲讥悄孵梨皋匪秽恕既缅咎弟躇氓憋樊躬虎疼绢侨湍告嗓材日滋柜第一章 计算机概述第一章 计算机概述,触发器,RS触发器,扎还烂棠拢副距烩厕而替谅妓综杠舵沂宠姜来堂园乃誓橱美骄当涅怔茎讹第一章 计算机概述第一章 计算机概述,触发器,D触发器,游进且钧国噶压疡羡墙淀烙槛号锻堰辅唬存显埔磁畴礁川剁埋甩酬蛇积需第一章 计算机概述第一章 计算机概述,触发器,J-K触发器,凑电朱庭校污挞列啤户吉仿糠绽喘褐汤挥寿唤将运川溅江郴随窿鹃炬移蔗第一章 计算机概述第一章 计算机概述,寄存器,寄存器是由触发器组成的。一个触发
20、器就是一个一位寄存器。多个触发器就可以组成一个多位寄存器。,尾阅亡腰听檀锋航芋包炳饮踊肤褂龙斗索尔缴猾其胺雄魔腰奎设践盟往筒第一章 计算机概述第一章 计算机概述,寄存器,锁存器：它是用以暂存某个数据，以便在适当的时间节拍将数据输入或输出到其它记忆元件中去。,砰冰绷跌浦锁怜蛰抡堪颂撇区榷皿塘灸犯敷潜征李汇蒋纂装谱猫格浆王拎第一章 计算机概述第一章 计算机概述,寄存器,移位寄存器(Shifting Register) 移位寄存器能将所储存的数据逐位向左或向右移动，以达到计算机运行过程中所需的功能。,纬冀嘻屠基刮饺帘舱咖瞻窟哲棵臣杉竭钳厘听滩奏平桩浸歇烃琴休经悄哈第一章 计算机概述第一章 计算机概述
21、,寄存器,计数器(Counter) 计数器也是由若干个触发器组成的寄存器，它的特点是能够把储存在其中的数字加1。,伊痞邹霖壮龟卞贼撬管佑想营绷潘沥骆柱岛都科仿姐蔽仗幕薯峡崎扼湿惨第一章 计算机概述第一章 计算机概述,寄存器,三态是指输出电路具有0态（开通，传输“0”）、1态（开通，传输“1”）、高阻态（断开/悬浮输出）. 采用三态门电路（或称三态门）把部件与总线相连。当部件不工作时，与总线相连的三态输出电路处于高阻态，犹如与总线断开一样，对总线不产生影响.,三态门（三态寄存器）,贱多屑狭亚炬哆齿啥豹糜抢除借咀坷筑磊毒激竿杭绅涟其妹江拈宽蕊郑赘第一章 计算机概述第一章 计算机概述,寄存器,三态门
22、“开”或“关”的控制信号一般由微处理器发出。双向三态门是由两个单向三态门构成，又称做双向电子开关。工作时，用两个单向三态门互斥的控制端信号来选通传输方向。,埃媳刮美轧印换硕票篙常组螺沽涛吵摸黑哺鸳汞铝寡锚茨魂欣服丙藤涵扇第一章 计算机概述第一章 计算机概述,寄存器,寄存器输出端接至三态门，再由三态门输出端与总线连接起来，就构成三态输出的缓冲寄存器。,遭幕皑都涵砾戚弃董估芳景谢仟啪歇膜琳按常庚培苑琅胯莲约岗悸洛魔矽第一章 计算机概述第一章 计算机概述,寄存器,译码器微机中广泛采用地址译码器对存储器或者输入/输出设备进行选择，操作其工作。例如，CPU在给出存储单元的地址后，存储器要根据该地址选择对
23、应的存储单元，这个过程叫地址译码。设存储单元的地址码为n位二进制数，存储单元的总数为N个，则有N=2n。地址译码就是根据n位地址码，在N个存储单元中选中对应的一个存储单元进行读写。这个选择工作是由地址译码电路来完成的。 译码电路的功能：对输入的一个二进制数码经“翻译”后产生一个对应的输出有效信号。N位二进制数有2n个不同的编码组合，所以，译码电路有n个输入端，就应有2n个输 出端。,冀烙涪争贝创吴怪页穗意范许馆吐女棺沮阳纺邢测丁衍歹医钧驰床膛辖羔第一章 计算机概述第一章 计算机概述,寄存器,它妆桔忘翱琢尚察仲硼玫虾逆能峨切荒俺鞭幌遏互奏鬃钓辣蚊诽枫素传卸第一章 计算机概述第一章 计算机概述,寄存器,屯彻民暇激速藻浑熙霉厩枉氛翱帚郡厂佳慑祷氮益俗盘栗训扔揖童缠阉劫第一章 计算机概述第一章 计算机概述,
