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1.3计算机内部数据的表示

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计算机内部数据和指令存储的形式

计算机内部数据和指令存储的形式

计算机内部数据和指令存储的形式一、介绍计算机内部数据和指令存储是计算机系统中非常重要的一部分，它直接关系到计算机的运行速度、稳定性和效率。

数据和指令在计算机内部是以何种形式存储的，对计算机的性能有着重要影响。

本文将深入探讨计算机内部数据和指令存储的形式，以及其对计算机性能的影响。

二、数据存储形式1. 位数据在计算机中的最基本单位就是位（bit），位可以表示0或1两种状态。

计算机中的所有数据都是以位的形式存储的，包括整数、小数、字符、图片、视瓶等。

位是数据存储的最小单位，它可以离散地表达数据的状态。

2. 字节在计算机中，8位组成一个字节（byte），一个字节能够表示256种不同的状态。

字节是计算机内部处理数据的基本单位，它是计算机进行数据操作和存储的基本单元。

3. 字字是计算机中更大的数据单位，一个字通常由2个字节组成，用于存储较大的数据或者特定的字符编码。

4. 位、字节、字之间的关系位、字节、字之间有着密切的关系，它们共同构成了计算机内部数据的存储形式。

位是数据的最小单位，字节是计算机内部数据操作的基本单位，而字则提供了更大的数据存储空间和特定的数据操作方式。

三、指令存储形式1. 指令集计算机内部的指令是以指令集的形式存储的，指令集是一组可以执行的指令的集合。

不同的体系结构有不同的指令集，比如x86体系结构的指令集和ARM体系结构的指令集等。

指令集中包含了计算机可以执行的所有操作，比如加法、减法、乘法、除法、逻辑运算等。

2. 存储器计算机中的指令是存储在存储器中的，存储器通常包括内存和存储设备两部分。

内存是计算机指令执行的临时存储空间，而存储设备则是计算机指令长期存储的地方。

3. 指令和数据的区别指令和数据在存储形式上没有本质的区别，它们都是以位、字节和字的形式存储的。

但在计算机执行过程中，指令和数据有着不同的作用和处理方式。

指令是用来指导计算机执行操作的，而数据则是指令操作的对象。

四、数据和指令存储的影响1. 存储容量数据和指令的存储形式直接关系着存储容量的大小，存储容量的大小会影响计算机能够处理的数据和运行的程序的大小。

1-3 计算机中的信息表示

1-3 计算机中的信息表示

谢
谢
Hale Waihona Puke 大家1.3.2 各种数制间的转换
1．非十进制数转换成十进制数
– 如(111010.1011)2 =58.6875
2．十进制数转换成二、八、十六进制数
(详见P19)
1.3.3 计算机中字符的编码
1．字符的编码
– 计算机中常用的字符编码有EBCDIC码和ASCII码。 IBM系列大型机采用EBCDIC码，微型机采用ASCII码。
1.3.1 计算机中的数制
1.基本概念
– 数制是指用一组固定的数字符号和统一的规则来表示数值的方法。 数制的表示主要有三个基本要素：数码、基数和位权。 （1）数码：数制中表示基本数值大小的不同数字符号。例如，十进 制有10个数码，分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。 （2）基数：一种进位计数制中允许使用的基本数字符号的个数称为 基数。常用“R”表示，称R进制。例如：二进制的数码是0、1， 则基数为2。 （3）位权：表示一个数码所在的位。数码所在的位不同，代表数的 大小也不同。例如，在十进制数537.5中，5表示的是500 （5×102），位权为102；3表示的是30（3×101），位权为101； 7表示的是7（7×100），位权为100；5表示的是0.5（5×10-1）， 位权为10-1。 2.常见的几种计数制(详见P18) – 常用的进位计数制有二进制、八进制、十进制和十六进制。
任务3—计算机中的信息表示
• 在计算机内部，任何信息必须转换成二进制形式。 这是因为二进制数具有在电路上容易实现，可靠 性高，运算规则简单，可直接用作逻辑运算等优 点。 • 数据是能够输入计算机并被计算机处理的数字、 字母和符号的组合，在计算机内部，任何形式的 数据都必须经过数字化编码后才能被传送、存储 和处理。数据可分为两大类：数值数据和字符数 据。数值数据用于表示量的大小、正负，如整数、 小数等。字符数据用以表示一些符号、标记，如 英文字母A—Z、a—z、数字0—9，各种专用字符 如：+、—、*、及标点符号等。

计算机一级知识点：数据在计算机中的表示

计算机一级知识点：数据在计算机中的表示

计算机一级知识点：数据在计算机中的表示计算机一级知识点：数据在计算机中的表示计算机等级考试分为四个等级，不同等级的内容不同，下面，就和店铺一起来看一看计算机一级知识点：数据在计算机中的表示，希望对大家有帮助！数据在计算机中的表示计算机所表示和使用的数据可分两大类：数值数据和字符数据【非数值数据】，任何形式的数据进入计算机都必须进行二进制编码转换，计算机内部均用二进制数来表示各种信息。

1.2.1 数据与信息信息：information,各种事物变化和特征的反映，事物之间的联系与相互作用的表征。

如语言文字，图像图形，数值，声音，符号等1.2.2 计算机的数据使用二进制“0”与“1”两个数码。

模拟数据与数字数据的转换：ad/da1.2.3 计算机数据的单位1)，比特(bit) 数据的最小单位，用“0”与“1”两个数码表示，每一个数码占一位。

2)，字节(Byte),8为二进制组成(1 Byte=8 bit)，千字节 1KB=1024 B=210B兆字节 1MB=1024 KB=220B吉字节 1GB=1024 MB=230B太字节 1TB=1024 GB=240B3，字长计算机的主要指标，反映建设的计算能力和计算精度。

字长越长计算机的数据处理速度越快。

8位，16位，32位，64位，128位。

1.2.4 仅为计数制及转换1，进位计数制进位制基数基本符号权表示形式二进制 2 0,1 21 B八进制 8 0,1,2,3,4,5,6,7 81 0十进制 10 0,1,2,3,4,5,6,7，8,9， 101 D十六进制 16 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9， 161 HA,B,C,D,E,F2，R进制转换为十进制在一个数的个位、十位、百位、千位等上的数字乘上他们的权，才可以表示他的.实际值。

将R进制是按劝展开求和即可得到相应的十进制数，实现R进制转换为十进制。

3，十进制转换为R进制十进制转换为R进制时，将此数值分成整数和小数两部分分别进行转换，然后再拼接起来即可。

数据在计算机内的表示

数据在计算机内的表示
实数：是带有小数部分的数，小数点的位 置可以是固定的（定点数），也可以是可 变的（浮点数）。
2.定点数的表示
定点数
定点整数 数符
小数点
定点小数 数符 小数点 数值部分
例：假设计算机的字长为八位，求用定点数来 表示整数（-65）D
首先，将十进制数转换为对应的二进制数（65） D=1000001，由于要表示的数为负数，所以符号位 为1，小数点的位置在最低位的后面，在机内表示的 形式如下图所示：
八进制
8 8 8 100 12 1 0 4 4 1
2
2 2 2 2
50
25 12 6 3 1 0
0
0 1 0 0 1 1
十六进制
16 16 100 6 0 4 6
二进制、八进制、十六进制数间的相互转换
•一位八进制数对应三位二进制数 •一位十六进制数对应四位二进制数 •二进制转化成八(十六)进制)
144(O)=001 100 100(B) 1 4 4 64(H)=0110 0100(B) 6 4
3.1.3 二进制数的运算
1．算术运算（加、减、乘、除 ）
二进制数的加法是基本运算，乘、除可以通过 加、减和移位来实现，减法真正实现是加上一个 负数 。
0
2．逻辑运算 （1）逻辑或（逻辑加） 运算符： “∨”或“+” 。运算规则如下： 0 V 0=0 0 V 1=1 1 V 0=1 1 V 1=1 （2）逻辑与（逻辑乘） 运算符： “∧”或“×”或“·” 。运算规则如下： 0∧0=0 0∧1=0 1∧0=0 1∧1=1 （3）逻辑非 运算符：“ - ”或“NOT” 。真值表为：0=1 1=0
(4) 汉字字形码 又称汉字字模，用于汉字在显示屏或打印机输出。有两 种表示方式：点阵和矢量表示方式。 点阵表示：用一位二进制数与点阵中 的一个点对应，每个点由“0”和“1” 表示“白”和“黑”两种颜色，将汉 字字形数字化。点阵字形码的质量随 点阵的加密而提高。通常汉字显示使 用16×16、24×24、32×32、48×48 等点阵。

计算机中的数据表示方法

计算机中的数据表示方法

计算机中的数据表示方法计算机中的数据表示方法数据是指能够输入计算机并被计算机处理的数字、字母和符号的集合。

平常所看到的景象和听到的事实，都可以用数据来描述。

数据经过收集、组织和整理就能成为有用的信息。

1. 计算机中数的单位在计算机内部，数据都是以二进制的形式存储和运算的。

计算机数据的表示经常使用到以下几个概念。

(1) 位位(bit)简写为b，音译为比特，是计算机存储数据的最小单位，是二进制数据中的一个位，一个二进制位只能表示0或1两种状态，要表示更多的信息，就得把多个位组合成一个整体，每增加一位，所能表示的信息量就增加一倍。

(2) 字节字节(Byte)简记为B，规定一个字节为8位，即1Byte = 8bit。

字节是计算机数据处理的基本单位，并主要以字节为单位解释信息。

每个字节由8个二进制位组成。

通常，一个字节可存放一个ASCII码，两个字节存放一个汉字国际码。

(3) 字字(Word)是计算机进行数据处理时，一次存取、加工和传送的数据长度。

一个字通常由一个或若干个字节组成，由于字长是计算机一次所能处理信息的实际位数，所以，它决定了计算机数据处理的速度，是衡量计算机性能的一个重要标识，字长越长，性能越好。

计算机型号不同，其字长是不同的，常用的字长有8位、16位、32位和64位。

计算机存储器容量以字节数来度量，经常使用的度量单位有KB、MB和GB，其中B代表字节。

各度量单位可用字节表示为：【例1-18】一台计算机，内存标注2GB，外存硬盘标注为500GB，则它实际可存储的内外存字节数分别如下：内存容量= 2 × 1024 × 1024 × 1024B硬盘容量= 500 × 1024 × 1024 × 1024B2. 计算机中数的表示在计算机内部，任何信息都以二进制代码表示(即0与1的组合来表示)。

一个数在计算机中的表示形式，称为机器数。

机器数所对应的原来的数值称为真值，由于采用二进制，必须要把符号数字化，通常是用机器数的最高位作为符号位，仅用来表示数符。

计算机硬件基础课件

计算机硬件基础课件
1、进位计数制
在进位计数的数字系统中，若只用 r 个基本符号 （例如0、1、2、…、r－1）表示数值，则称其为基 r 数制，r 称为该数制的基。；
例如：
（1） 十进制数，r = 10，即基本符号为0、1、2、 …、9。 （2） 若 r = 2，即基本符号为0和1，则为二进制数。
数制的共同特点
（1） 每一种数制都有固定的符号集
（二）动态存储器
以无源元件存放数据，数据以小电荷的方式保 存在电容中，由于电容放电回路存在，需周期性 刷新来保持数据。 优点：功耗低、集成度高、成本低。 缺点：速度较SRAM低、接口较复杂。 种类：FPM RAM 30线、 EDO RAM 72线 SDRAM 168线 、 RDRAM
1、SDRAM 同步内存 与系统时钟同步工作，取消了数据存取等待周期，减少 了数据存取等待时间。 目前SDRAM有多个产品： 普通SDRAM内存条 HSDRAM高速SDRAM内存条，速度可达150MHZ。 VCM SDRAM 虚拟通道存储器，比普通条块20％。 DDR SDRAM 双倍速率SDRAM，简称DDR 条。 2、RDRAM Ram Bus 内存（动态接口内存）
法则： 每一个八进制数对应二进制的三位。 每一个十六进制数对应二进制的四位。 二进制转化为八进制和十六进制：从二进制数小数点 位臵开始，左右每三位（四位）分为一节，然后将相 应的二进制数转换为对应的八进制和十六进制。 八进制和十六进制间转换，以二进制为中介. (2C1D)H= (0010 1100 0001 1101)B 2 C 1 D (64)H = (0110 0100)B 6 4 (7123)O = (111 001 010 011)B 7 1 2 3 (144)O = ( 001 100 100 )B 4 1 4

计算机中数据的表示与信息编码

计算机中数据的表示与信息编码

计算机中数据的表示与信息编码计算机最主要的功能是处理信息，如处理文字、声音、图形和图像等信息。

在计算机内部，各种信息都必须经过数字化编码后才能被传送、存储和处理。

因此要了解计算机工作的原理，还必须了解计算机中信息的表现形式。

1.2.1 计算机使用的数制1．计算机内部是一个二进制数字世界计算机内部采用二进制来保存数据和信息.无论是指令还是数据，若想存入计算机中，都必须采用二进制数编码形式，即使是图形、图像、声音等信息，也必须转换成二进制,才能存入计算机中。

为什么在计算机中必须使用二进制数，而不使用人们习惯的十进制数?原因在于：⑴易于物理实现:因为具有两种稳定状态的物理器件很多,例如，电路的导通与截止、电压的高与低、磁性材料的正向极化与反向极化等。

它们恰好对应表示1和0两个符号。

⑵机器可靠性高：由于电压的高低、电流的有无等都是一种跃变，两种状态分明,所以0和1两个数的传输和处理抗干扰性强，不易出错，鉴别信息的可靠性好。

⑶运算规则简单：二进制数的运算法则比较简单，例如,二进制数的四则运算法则分别只有三条。

由于二进制数运算法则少，使计算机运算器的硬件结构大大简化，控制也就简单多了。

虽然在计算机内部都使用二进制数来表示各种信息，但计算机仍采用人们熟悉和便于阅读的形式与外部联系,如十进制、八进制、十六进制数据，文字和图形信息等，由计算机系统将各种形式的信息转化为二进制的形式并储存在计算机的内部.2．进位计数制数制，也称计数制，是指用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。

数制可分为非进位计数制和进位计数制两种.非进位计数制的数码表示的数值大小与它在数中的位置无关;而进位计数制的数码所表示的数值大小则与它在数中所处的位置有关。

而我们在这里讨论的数制指的都是进位计数制。

进制是进位计数制的简称，是目前世界上使用最广泛的一种计数方法，它有基数和位权两个要素.➢➢基数：在采用进位计数制的系统中,如果只用r个基本符号（例如0，1，2，…,r—1）表示数值,则称其为r数制（Radix—r Number System)，r称为该数制的基数（Radix）.如日常生活中常用的十进制，就是r=10，即基本符号为0，1，2，…,9。

第2章 数码系统--数据在计算机内部的表示形式

第2章 数码系统--数据在计算机内部的表示形式

进位记数法与进制转换
• 进位记数法 • 任何一个数都可以写成以下算式： N=∑Di*ri (i=-k,-k+1,…..,m-1)
–N 代表一个数值 –r 是这个数制的基(Radix)。r=2,8,10,16,…… –i表示这些符号排列的位号 –Di是位号为i的位上的一个符号 –ri是位号为i的位上的一个 1 代表的值 –Di*ri是第i位的所代表的实际值 –∑表示m+k位的值求累加和
• 高电压—1，低电压----0。
二进制无符号数据算术运算规则
(1) 加法运算规则 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0 并产生进位 (2) 减法运算规则 0-0=0 0-1=1 并产生借位 1-0=1 1-1=0
例如：
0101 +) 0001 0110
例如：
1011 -) 0101 0110
计算机中常用的数制
常用数制 基数r
2 二进制 8 八进制 十六进制 16 十进制 10
基本符号
0,1 0,1,2,3,4,5,6,7 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, A,B,C,D,E,F 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
第i位的权值
2i 8i 16i 10i
十--八--十六进制数据的二进制编码
• 可以用点阵表示任何图形，但需要较多的 空间。 • 对于规则图形，可以存储有关的特征和规 则即可。
– 直线,可以存储起点、终点和线条的类型即可。
2.1.3 数据格式的相互转换
• 通过键盘向计算机输入的数字肯定是用 ASCII码形式表示的十进制数，必须通过软 件将其转换成二进制数。反之，计算机的 运行结果输出时，常常需要通过软件转换 成十进制数。

计算机原理 计算机中数据的表示方法

计算机原理 计算机中数据的表示方法

第二章计算机中数据的表示方法第一节计算机中数据的分类和表示方法计算机内部传送的信息分为两大类：控制信息和数据信息。

数据信息又分为两种，数值型数据和非数值型数据。

注意：任何数据在计算机中都是用二进制表示的。

一、数据的单位1．位（bit）：是计算机中最小的数据单位，常用小写字母b来表示。

2．字节（Byte）：用大字母B来表示，1B=8b表示文件的长度，衡量存储器的容量，存储器编址用字节做单位。

磁盘的存储单位是：簇磁盘存放信息的最小编址单位是：扇区信息编码的的最小单位是：码元3．字（word）：由若干字节组成，是字节的整数倍。

在计算机内部进行数据传送，或CPU进行数据处理时，用它作基本单位。

字的长度即字长，并不是所有的计算机字长都一样，常见的字长有16位，32位，64位。

字长是CPU一次能够处理二进制的位数。

字长越长，计算机速度越快，精度越高。

4．常用的存储单位之间的换算1TB=1024GB 1GB=1024MB 1MB=1024KB 1KB=1024B 210 1B=8b二、数据的分类1．按数据处理方式分类数值型和非数值型非数值型又分为：字符数据和逻辑数据2．按数据传输形式分类数字数据和模拟数据数字数据：离散型的；模拟数据：连续的值模拟数据被数字化后存入计算机，采用模数转化将模拟数据数字化后存入计算机。

三、数据的表示方法1．数值型数据的表示（1）按小数点的处理可分为定点数和浮点数。

（2）按符号位有原码、补码，反码三种形式的机器数2．非数值型数据的表示第二节各种数制及其转换方法一、数制的组成数制是指计数的方法，任何一种数制都有两个要素：基数和权。

例如二进制数1001.01，它的基数是2，最左边1的权是23，最右边的1的权是2-2。

234二、常用字的数制二进制（B），八进制（Q），十进制（D），十六进制（H）三、不同进制之间的转换1．十进制转换成非十进制分成整数部分和小数部分：整数部分：除基数倒取余小数部分：乘基数取整注意：十进制数转换在二进制数的方法是除2倒取余。

信息在计算机中的表示与编码

信息在计算机中的表示与编码

第1章>>1.3节>>1.3.2
1.3.2 信息编码
定义
用按一定规则组合而成的若干位二进制码来表示数或 字符
分类
1.数字编码
• 定义：是指用若干位二进制代码来表示一位十进制数 • BCD码用四位权为8421的二进制数来表示等值的一位十进制 数 • 【例1.1】(731)10 =(?) BCD； (731)10 =(011100110001) 2
小数转换规则(乘基取整法顺序)
• 【例1.4】(0.625)10=(?)2 例子 • 十进制小数转换为二（十六、八）进制小数的规则为：“乘2 （16、8）取整，直至小数为0，结果从上向下”。
第1章>>1.3节>>1.3.3
1.3.3 数制及其转换
八，十六进制数转换成二进制数
由于八（十六）进制数的基数为8（16），二进制数的基数为2， 两者满足8=23（16=24），故每位八（十六）制数可以转换为等值 的三（四）位二进制数，反之亦然。 转换方法：将八（十六）进制数的每一位展开为三（四）位二进 制数，去掉整数首部和小数尾部的0即可。 【例1 5】(7D．C4)16=( ? )2 将每位十六进制数写成四位二进制数，便得到转换结果。如下所 示： 求得(7D.C4)16=(1111101.110001)2。
【例1.2】 （11010.101）2=1×24 +1×2 3 +1×22 +1×2 1 +1×2 0 +1×2 -1 +1×2 -2 +1×2 -3 =16+8＋0+2＋0＋0.5＋0+0.125 =(26.625)10 （B7A.8) 16=B×162＋7×161＋A×160＋8×16-1 =11×256+7×16+10×1+8×0.0625 =(2938.5)10 （275.04)8=2×82＋7×81＋5×80＋0×8-1+4×8-2 =2×64 + 7×8 +5×1+0+0.0625 =(189.0625)10

第1章 基础知识-汇编语言程序设计教程-陆遥-清华大学出版社

第1章 基础知识-汇编语言程序设计教程-陆遥-清华大学出版社

【例1.8】设x = -1001011，求其8位补码[x]补 。 解： x 为负数，先求其原码 [x]原 = 11001011 符号位不变，数字位按位取反 ↓
[x]反 = 10110100 加1 ↓ 得到x的补码 [x]补 = 10110101
注意：同样位数的补码与原码的数据表示范围不 完全重叠，补码可表示的绝对值最大的负数（即 -2n -1)没有对应的原码。
【例1.1】用8421码计算3+6。
解：
0 0 1 1 …… 3的8421码
+
0 1 1 0 …… 6的8421码
1 0 0 1 …… 9的8421码
【例1.2】用8421码计算5+7。
解：
0 1 0 1 …… 5的8421码
+
0 1 1 1 …… 7的8421码
1 1 0 0 …… 不在正常的8421码范围内
【例1.5】① 若 x = +1011100，则 [x]反 = 01011100 ② 若 x = -0010011，则 [x]反 = 11101100
3）补码表示法
设|x|＜2n，则x的补码被定义为
[x]补 = 2n ＋x (mod 2n)
其中，n为所形成的补码的位数，包括1位符号位 和n-1位数字位。
+
0 1 1 0 …… 对运算结果加6调整
1 0 0 1 0 …… 十进制数12的8421码
【例1.3】用8421码计算8+9。
解：
1 0 0 0 …… 8的8421码
+
1 0 0 1 …… 9的8421码
1 0 0 0 1 …… 运算结果错误
+
0 1 1 0 …… 对运算结果加6调整

大学_《微型计算机原理及应用》(吴宁著)课后习题答案下载

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《微型计算机原理及应用》(吴宁著)课后习题答案下载《微型计算机原理及应用》(吴宁著)内容提要目录第1章计算机基础1.1 数据、信息、媒体和多媒体1.2 计算机中数值数据信息的表示1.2.1 机器数和真值1.2.2 数的表示方法——原码、反码和补码1.2.3 补码的运算1.2.4 定点数与浮点数1.2.5 BCD码及其十进制调整1.3 计算机中非数值数据的信息表示1.3.1 西文信息的表示1.3.2 中文信息的表示1.3.3 计算机中图、声、像信息的表示1.4 微型计算机基本工作原理1.4.1 微型计算机硬件系统组成1.4.2 微型计算机软件系统1.4.3 微型计算机中指令执行的基本过程 1.5 评估计算机性能的主要技术指标1.5.1 CPU字长1.5.2 内存储器与高速缓存1.5.3 CPU指令执行时间1.5.4 系统总线的传输速率1.5.5 iP指数1.5.6 优化的内部结构1.5.7 I/O设备配备情况1.5.8 软件配备情况习题1第2章 80x86/Pentium微处理器2.1 80x86/Pentium微处理器的内部结构 2.1.1 8086/8088微处理器的基本结构2.1.2 80386CPU内部结构2.1.3 80x87数学协处理器2.1.4 Pentium CPU内部结构2.2 微处理器的主要引脚及功能2.2.1 8086/8088 CPU引脚功能2.2.2 80386 CPU引脚功能2.2.3 Pentium CPU引脚功能2.3 系统总线与典型时序2.3.1 CPU系统总线及其操作2.3.2 基本总线操作时序2.3.3 特殊总线操作时序2.4 典型CPU应用系统2.4.1 8086/8088支持芯片2.4.2 8086/8088单CPU(最小模式)系统 2.4.3 8086/8088多CPU(最大模式)系统 2.5 CPU的工作模式2.5.1 实地址模式2.5.2 保护模式2.5.3 虚拟8086模式2.5.4 系统管理模式2.6 指令流水线与高速缓存2.6.1 指令流水线和动态分支预测2.6.2 片内高速缓存2.7 64位CPU与多核微处理器习题2第3章 80x86/Pentium指令系统3.1 80x86/Pentium指令格式3.2 80x86/Pentium寻址方式3.2.1 寻址方式与有效地址EA的概念 3.2.2 各种寻址方式3.2.3 存储器寻址时的段约定3.3 8086/8088 CPU指令系统3.3.1 数据传送类指令3.3.2 算术运算类指令3.3.3 逻辑运算与移位指令3.3.4 串操作指令3.3.5 控制转移类指令3.3.6 处理器控制类指令3.4 80x86/Pentium CPU指令系统3.4.1 80286 CPU的增强与增加指令 3.4.2 80386 CPU的增强与增加指令 3.4.3 80486 CPU增加的指令3.4.4 Pentium系列CPU增加的指令 3.5 80x87浮点运算指令3.5.1 80x87的数据类型与格式3.5.2 浮点寄存器3.5.3 80x87指令简介习题3第4章汇编语言程序设计4.1 程序设计语言概述4.2 汇编语言的程序结构与语句格式 4.2.1 汇编语言源程序的框架结构4.2.2 汇编语言的语句4.3 汇编语言的伪指令4.3.1 基本伪指令语句4.3.2 80x86/Pentium CPU扩展伪指令 4.4 汇编语言程序设计方法4.4.1 程序设计的基本过程4.4.2 顺序结构程序设计4.4.3 分支结构程序设计4.4.4 循环结构程序设计4.4.5 子程序设计与调用技术4.5 模块化程序设计技术4.5.1 模块化程序设计的特点与规范4.5.2 程序中模块间的关系4.5.3 模块化程序设计举例4.6 综合应用程序设计举例4.6.1 16位实模式程序设计4.6.2 基于32位指令的实模式程序设计 4.6.3 基于多媒体指令的实模式程序设计 4.6.4 保护模式程序设计4.6.5 浮点指令程序设计4.7 汇编语言与C/C 语言混合编程4.7.1 内嵌模块方法4.7.2 多模块混合编程习题4第5章半导体存储器5.1 概述5.1.1 半导体存储器的分类5.1.2 存储原理与地址译码5.1.3 主要性能指标5.2 随机存取存储器(RAM)5.2.1 静态RAM(SRAM)5.2.2 动态RAM(DRAM)5.2.3 随机存取存储器RAM的应用5.3 只读存储器(ROM)5.3.1 掩膜ROM和PROM5.3.2 EPROM(可擦除的PROM)5.4 存储器连接与扩充应用5.4.1 存储器芯片选择5.4.2 存储器容量扩充5.4.3 RAM存储模块5.5 CPU与存储器的典型连接5.5.1 8086/8088 CPU的'典型存储器连接5.5.2 80386/Pentium CPU的典型存储器连接 5.6 微机系统的内存结构5.6.1 分级存储结构5.6.2 高速缓存Cache5.6.3 虚拟存储器与段页结构习题5第6章输入/输出和中断6.1 输入/输出及接口6.1.1 I/O信息的组成6.1.2 I/O接口概述6.1.3 I/O端口的编址6.1.4 简单的I/O接口6.2 输入/输出的传送方式6.2.1 程序控制的输入/输出6.2.2 中断控制的输入/输出6.2.3 直接数据通道传送6.3 中断技术6.3.1 中断的基本概念6.3.2 中断优先权6.4 80x86/Pentium中断系统6.4.1 中断结构6.4.2 中断向量表6.4.2 中断响应过程6.4.3 80386/80486/Pentium CPU中断系统6.5 8259A可编程中断控制器6.5.1 8259A芯片的内部结构与引脚6.5.2 8259A芯片的工作过程及工作方式 6.5.3 8259A命令字6.5.4 8259A芯片应用举例6.6 82380可编程中断控制器6.6.1 控制器功能概述6.6.2 控制器主要接口信号6.7 中断程序设计6.7.1 设计方法6.7.2 中断程序设计举例习题6第7章微型机接口技术7.1 概述7.2 可编程定时/计数器7.2.1 概述7.2.2 可编程定时/计数器82537.2.3 可编程定时/计数器82547.3 可编程并行接口7.3.1 可编程并行接口芯片8255A7.3.2 并行打印机接口应用7.3.3 键盘和显示器接口7.4 串行接口与串行通信7.4.1 串行通信的基本概念7.4.3 可编程串行通信接口8251A7.4.3 可编程异步通信接口INS82507.4.4 通用串行总线USB7.4.5 I2C与SPI串行总线7.5 DMA控制器接口7.5.1 8237A芯片的基本功能和引脚特性 7.5.2 8237A芯片内部寄存器与编程7.5.3 8237A应用与编程7.6 模拟量输入/输出接口7.6.1 概述7.6.2 并行和串行D/A转换器7.6.3 并行和串行A/D转换器习题7第8章微型计算机系统的发展8.1.1 IBM PC/AT微机系统8.1.2 80386、80486微机系统8.1.3 Pentium及以上微机系统8.2 系统外部总线8.2.1 ISA总线8.2.2 PCI局部总线8.2.3 AGP总线8.2.4 PCI Express总线8.3 网络接口与网络协议8.3.1 网络基本知识8.3.2 计算机网络层次结构8.3.3 网络适配器8.3.4 802.3协议8.4 80x86的多任务保护8.4.1 保护机制与保护检查8.4.2 任务管理的概念8.4.3 控制转移8.4.4 虚拟8086模式与保护模式之间的切换 8.4.5 多任务切换程序设计举例习题8参考文献《微型计算机原理及应用》(吴宁著)目录本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和国家精品课程建设成果，以教育部高等学校非计算机专业计算机基础课程“基本要求V4.0”精神为指导，力求做到“基础性、系统性、实用性和先进性”的统一。

第一节计算机中数据的分类和表示方法（学生用）【精选】

第一节计算机中数据的分类和表示方法（学生用）【精选】

计算机原理第一章计算机中数据的表示方法第一节计算机中数据的分类和表示方法本节要求了解计算机中数据的分类和表示方法知识精讲计算机内部数据的信息分为两大类：信息和信息。

数据信息又分为两种，数据和数据。

注意：任何数据在计算机中都是用代码表示的。

一、数据的单位1、位：它是计算机中最小的数据单位也称二进制位，简称位，一个二进制位可表示两种状态，位越多，所表示的状态就越多。

用小写字母表示。

2、字节：用大写字母表示。

下面几种情况可用字节来作基本单位。

①表示文②衡量容量③编址3、字：是由若干个字节所组成的，它通常是字节的整数倍。

在计算机内部进行数据传送时，或CPU 进行处理数据时，用它作基本单位。

字长：每个字所含的二进制个数或字节的数量，即CPU能同时处理的；字长是在设计机器时规定的，字长越长，在相同时间内能传送更多的信息；字长越长，计算机有更大的寻址空间；字长越长，计算机系统支持的指令数量地越多，功能也就越强。

4、常用的存储单位之间的换算关系Bit Byte KB MB GB TB字位字节千字节兆字节千兆字节吉字节1bit8bits1024B1024KB1024MB1024GB二、数据的分类1、按数据处理方式分类数据按其属性是否具有度量多少的数量含义而分为数值型和非数值型两大类。

非数值型又主要包括数据和数据。

①数值型：具有量的多少的含义，根据是不含有小数又分为整型和实型两类。

②字符型：无数量多少的含义，但无论哪一个字符均对应一个惟一的二进制编码，此编码或用于计算机内部处理或用于信息的输入输出。

常用的有ASCII码、汉字的各种编码。

③逻辑数据：为了使计算机具有逻辑判断能力，引入了逻辑数据，并使计算机能对它们进行逻辑运算，从而得出一个逻辑式的判断结果。

在计算机中用一位或一个字节表示，仅取“真“或“假“两个值，在计算机内部常用0表示假，1或-1表示真。

2、按数据传输形式分类数据分为数据和数据。

取连续值的数据叫模拟数据，如声音的强度可以连续变化；取离散值的数据叫数字数据，如成绩的取值都是离散值。

计算机中数据的表示计算机中数据的表示计算机中数据的...

计算机中数据的表示计算机中数据的表示计算机中数据的...
(123)10 = (1111011)2 (0.125)10 = (0.001)2 (123.125)10 = (1111011.001)2 六、 二进制与八进制、十六进制之间的互换 十进制数转换成二进制数的过程书写比较长，同样数值的二进制数比十进制数占用更多 的位数，书写长，容易混淆。为了方便人们就采用八进制和十六进制表示数。由于 23=8， 24=16，八进制与二进制的关系是：一位八进制数对应三位二进制数。十六进制与二进制的 关系是：一位十六进制数对应四位二进制数。将二进制转换成八进制时，以小数点位中心向 左和向右两边分组，每三位一组进行分组，两头不足补零。 （001 101 101 110．110 101）2 =(1556．65) 8 将二进制转换成十六进制时，以小数点位中心向左和向右两边分组，每四位一组进行分 组，两头不足补零。 （0011 0110 1110．1101 0100）2 =(36E．D4) 16
机器自动转换，以二进制编码形式存入计算机。
一、字符编码
字符编码就是规定用什么样的二进制码来表示字母、数字以及专门符号。
计算机系统中主要有两种字符编码：ASCII 码和 EBCEDIC（扩展的二进制～十进制交 换码）。
1、ASCII 码 ASCⅡ用于微型机与小型机，是最常用的字符编码。ASCII 码的意思是“美国标准信息
2．2．3 非数值信息的表示
计算机除了能处理数值信息外，还能处理大量的非数值信息。非数值信息是指字符、文
字、图形等形式的数据，不表示数量大小，仅表示一种符号，所以又称符号数据。
人们使用计算机，主要是通过键盘输入各种操作命令及原始数据，与计算机进行交互。
然而计算机只能存储二进制，这就需要对符号信息进行编码，人机交互时敲入的各种字符由

信息学 数据在计算机中的表示

信息学 数据在计算机中的表示

计算机中数的表示: 1、各种进位计数制 a.十进制数 十进制数就是我们在日常生活中所用的数,它共有 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这十个数码,它的计数方法是"逢十进一"。对于十 进制数的运算大家应该都知道,这里就不多说了。 b.二进制数 二进制数是最简单的进位计数制,它只有0,1二个数码，计数方 法是"逢二进一"。二进制数的运算十分简单，加法是"逢二进一"， 减法是"借一当二"。例如"11+10=101;101-10=11"至于乘法和除法 和我们日常相似,只不过不是"逢十进一"而是"逢二进一"罢了。 c.八进制数和十六进制数 很显然八进制数是0到7这八个数码组成，且是"逢八进一",而 十六进制数是由0到9和A，B,C,D,E和F(英语大写字母分别代表10 到15)这十六个数码组成的,它的进位方式是"逢十六进一"。以下是 乘/除法的例子。 在下面我将给出二,八,十和十六进制数码的对照关系表。如下 表所示:
计算机中数的表示(反码、补码)
计算机中要处理的数分无符号数和有符号数两种，有符号数在 计算机中用“0”
表示正数，“1”表示负数。 原码：用“0”表示正数，“1”表示负数，用这种方法表示的数 称为原码。用这种数进行两个异号数相加或两个同号数相减时很不 方便。为了将减法运算转换为加法运算，需要引入反码和补码的概 念。 对于正数：反码＝原码， 对于负数：除符号位外，其他各位分 别0,1取反。 例：原码01000101，其补码为01000101 原码11000101，其 补码为10111010。 补码：正数的补码＝原码，对于负数：补码＝反码＋1。 例：01000101 的补码为01000101，11000101的补码为 10111011。 总之：正数的原码＝反码＝补码，负数的补码＝反码＋1

计算机知识

计算机知识
(1)中央处理器(Central Processing Unit,CPU)
中央处理器(CPU)主要包括运算器和控制器两大部件,它 是计算机的核心部件. CPU的性能指标直接决定了由它构成的微型计算机系统的性 能指标. CPU的性能指标主要有字长和时钟频率. 字长表示CPU次处理数据的能力. 时钟频率以MHz(兆赫兹)或(吉赫兹)为单位来衡量. 时钟频率越高其处理数据的速度相对也就越快. 双核处理器分为两大类 以Athlon X2,Pentium D 8XX/9XX为代表的独立双核 以Yonah,Conroe等为代表的共享式双核.
2,十进制书转换成八进制数 3,十进制数转换成十六进制数.
1.3 数据在计算机中的表示与存储
1.3.1 计算机中常用数制及它们之间的转换
2,几种数制间的转换 (2) 十进制数转换成非十进制数 2,十进制书转换成八进制数 例1-7 把十进制整数1645转换成八进制整数 8 8 8 8 1645 205 25 3 0 余数 5 5 1
1.2.1 计算机硬件的组成
1,计算机硬件的组成 计算机的硬件系统由运算器,控制器,存储 器,输入设备和输出设备五大部分组成. (1)运算器(ALU——Arithmetical Logic Unit) 运算器又称算术逻辑部件主要功能是执行所 有数据的算术运算,逻辑运算,逻辑测试和 判断等操作.
1.2 计算机系统组成
(2614)8 = (2C1D)16=
010 110 001 100 1 2 6 4
0010 1100 0001 100
2
2
C
1
D
2
(4)二进制数转换成八进制数,十六进制数 例1-10把二进制整数101001000011转换成八进制整数,十六进制数 101 001 000 011 0 5 1 3
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最高位(MSB) Most Significant Bit
低位
最低位(LSB) Least Significant Bit
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常用数制及转换
概念: 补充N位二进制数表示的数据范围：
0~2N-1：共有2N个数 例如：2位2进制表示数据，可有22=4个， 4位2进制表示数据，可以有24=16个。 10位2进制表示数据，可以有210=1024=1K个。 20位2进制表示数据，可以有220=1024*1024=1048576=1M。 思考题：如果一个数为1020，那么需要几位二进制数据来表示？
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常用数制及转换
数余
(2) 十进制二进制 整数部分：除2取余
2 269 数1 2 9 19 39 4 0
999
低 位
简易方法: 根据权值直接 2 9 67 1
写出
2 33 1
2 16 0
(269)10 = (100001101)2
28 0
24 0
22 0 11
高 位
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常用数制及转换
(3) 八进制 二进制 1 位八进制对应 3 位二进制
高位
低位
字，如16＊16点阵
87654321 87654321
1 2
规定黑为1，白为0，
3
4 5
编码为：
6
7 8
00H,00H
9
10 11
00H,80H
12
13 14
3FH,0FEH
15
16
……
存储每个汉字的字形信息需要1616个二进制位，
共2*16 = 32字节。
所有汉字字形码构成了汉字字库。
1.4微型计算机性能指标
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汉字编码
例如：前面提到的“啊”，区位码16 01， 1001H＋（A0A0）H(BOA1)H 例如：“嘉”，区位码，28 46， 1C2EH ＋（A0A0）H (BCCE)H
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汉字输入及处理过程
汉字 管理 模块
汉字标志
汉字内码
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汉字的显示：字形码：通常采用点阵结构显示汉
主频:影响运算速度 系统总线速度：CPU外频，L2高速缓存 工作电压：CPU正常工作所需电压5V－－1.6V，降低功耗 数学协处理器：负责浮点运算，增强多媒体指令处理功能 流水线技术，超标量 乱序执行和分支预测 L1高速缓存：一级缓存，在cpu内部，sram构成，容量较小 L2高速缓存：二级缓存，cpu外部 制造工艺(提高集成度与工作频率)
0101
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3二进制数的逻辑运算 逻辑关系中有：真 (1); 假(0)
“与”运算-
AND
NOT
“非”运算-NOT 1
NOT
0
0 AND0
0
0 AND1
0
1 AND0 1 AND1
0
1
0 OR 0
“或”运算-OR
0 OR 1 1 OR 0
1 OR 1
0 1
0 1 1 1 10/27
1.3.2计算机中数的表示
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汉字编码
汉字内码：计算机内部进行存储、传输使用的 汉字代码。每一个代码占用2个字节。
（945EH＝0101 1110B） 为与ASCII码区别，最高位必须为1。所以有下
述转换： 区码16进制，加上（A0）H得到内码高字节 位码16进制，加上（A0）H得到内码低字节 这样，每一个汉字内码占用2个字节存储。
整数部分: 除2(8、16)取余
八进制二进制: 1位八进制对应3位二进制 十六进制二进制: 1位十六进制对应4位二进制 十六进制 二进制 八进制
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3二进制数的算术运算
0011
+0110
------------------------
1001
1011
- 0110
------------------------
0、1……9、 A、B ……F
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D:十进制 B:二进制 O:八进制 X:十六进制
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常用数制及转换
2、数制的转换 (1) 二进制十进制: 求幂相加法
(1011)2=23+ 21+ 20=8+2+1=11
概念: 补充N位二进制数表示的数据范围
共N位 高位
1 1 0 0……….0 0 1 0
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思考题
有一个外星人，来到地球后想把地球上的 知识带回去，他想了一个办法——把地球上所有 的信息都转换为二进制，即111000111000.........， 然后把小数点放置在最前面从而变成了一个小数 （数值范围在0~1之间），取一根小木棍，在上 面确定一个点，使得一侧长度与整个木棍长度的 比例就是刚才得到的小数，等到他回到外星球后， 量取一下木棍的比例，从而就复原了所有的信息。 你觉得这个方法怎么样？
——数据，指令，符号等信息
1机器数（0101……）数据位数
机器数受到固定位数的限制，超过范围产生 “溢出”
1011
+0110
8位表示的数的范围？ ------------------------
00000000~11111111
10001
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2正负数 机器数中通常用最高位来表示符号位 正数0001，负数1001
入码、汉字交换码(国标码)、和汉字机内码。
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汉字编码
《信息交换用汉字编码字符集》：区位码 94区*94位
1～15区为图形符号区 16～55区为一级常用汉字，共3755个，按拼音排序 56～87区为二级非常用汉字，共3008个，按部首排序 88～94为自定义汉字区 “啊”为16区第1位，故区位码为1601，采用区位码输 入法可以直接根据此码输入。
八进制: 7 3 6 二进制: 111 011 110
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常用数制及转换
(4) 十六进制 二进制 1 位十六进制 对应 4 位二进制 十六进制: A 3 F 二进制: 1010 0011 1111
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常用数制及转换
小结 二进制(八进制、十六进制)十进制 :求幂相加法 十进制二进制(八进制、十六进制)
人生无对错；一种人生，就是一道独特的风
景线。
1.3 计算机内部数据的表示
1.3.1计算机中的数制
1、各种常用数制
(1) 二进制：0、1
逢二进一，例（101）2
(2) 十进制：0、1……9 逢十进一，例（101）10
(3) 八进制：0、1……7 逢八进一，例（81）8
(4) 十六进制：
逢十六进一，例（0A1）16
+8=？ 00001000 -8=？ 10001000
原码表示
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机器数的表示代码
原码
反码
+1
0001
0001
补码 0001
-1
1001
1110
Hale Waihona Puke 1111不同码制进行运算结果不同，需要进行合 适的处理才能得到正确的结果。
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3定点、浮点数
机器数中小数点的位置可用定点或浮点方 式表示
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计算机硬件的性能指标及评价标准
计算机作为一个系统，评价其性能指 标是一个较为复杂的事情。为简单起见， 一般常用下列两个标准衡量： （1）MIPS (Million Instructions Per Second)：机器每秒钟执行的兆条指令数。 （2）MFLOPS(Million Floating Point Operations Per Second)：机器每秒钟兆次 浮点操作的次数。
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信息的表示与存储
(1) ASCII码(美国信息交换标准码) 字符编码方案，七位二进制码
常见字符： 数字“3” —— 0 011 0011
字母“A”—— 0 100 0001
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汉字编码
（2）汉字的编码
在汉字的存储、输入和输出中，处理的并不是汉 字本身，而是汉字的编码。
在汉字系统中，每个汉字对应两个英文字符宽度。 不同的环境下有不同的汉字编码。如各种汉字的输
CPU字长:一次处理数据的位数 主频:影响运算速度 主存容量:直接与CPU进行数据交换，由CPU地址
总线的条数决定，16条有64KB 存取周期:反映主存储器的速度性能 I/O数据传送率:主机与外设交换数据的速度 软、硬件配置及性能价格比 可靠性与兼容性
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CPU性能指标
（1）．定点数
定点数是小数点位置固定不变的数。由于 小数点位置固定，小数点就不再使用记号“·” 来表示。我们通常将定点数分为定点小数和定 点整数。
00000000.~11111111. (0~255)
.00000000~.11111111
(0~0.99609375)
定点数据表示的数的范围有限
阶码N
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1.3.3信息的表示与存储—— 字符与汉字编码
编码 ：计算机存储和处理信息时，都采用二进制数 字形式，即计算机所处理的所有的数、字母、符号 都要用二进制编码来表示。
字母“a”—110 0001 (ASCII码)
汉字“群”—100 1000 011 1010 (国标码)
(每个汉字对应两个英文字符宽度)
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（2）．浮点数
浮点数的小数点位置不固定，在表示一个浮点
数N时，一般记为D= R× 2N的形式。其中R称为 浮点数的尾数，是一个纯小数，N为阶码，是一
个纯整数。为了在机器中表示一个浮点数，通常
要将寄存器分成两部分，一部分存放阶码N，另 一部分存放尾数R 。
例如: 8位，
0.111
尾数R
0000.