微機(jī)原理與接口技術(shù)為什么要學(xué)習(xí)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》1.了解計(jì)算機(jī)的內(nèi)部工作原理2.機(jī)電設(shè)備在過(guò)程控制的要求.3.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（信息）處理和過(guò)程控制要求實(shí)時(shí)性，希望編寫(xiě)的程序精煉，運(yùn)行起來(lái)更快課程目標(biāo)工科專業(yè)的必修課微機(jī)原理是學(xué)習(xí)和掌握微機(jī)硬件知識(shí)和匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的入門(mén)課程：微型計(jì)算機(jī)的基本工作原理匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)建立微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體概念形成機(jī)電系統(tǒng)控制開(kāi)發(fā)的初步能力人與機(jī)器的機(jī)能對(duì)應(yīng)關(guān)系圖外界對(duì)象感官人腦肢體傳感器微機(jī)執(zhí)行器外部信息行動(dòng)一.計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程1943年專用計(jì)算機(jī)用于破譯德國(guó)軍事密碼1946年通用計(jì)算機(jī)美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)設(shè)計(jì)制造的”ENIAC”占地上百平方米重量幾十噸功耗幾十千瓦

5000次加法/秒150平方米大約是一間半的教室大30t六只大象重150kw一.計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程采用線路連接的方法來(lái)編排程序，每次解題都要靠人工改接連線，準(zhǔn)備時(shí)間大大超過(guò)實(shí)際運(yùn)算時(shí)間存儲(chǔ)器容量太小，只能存20個(gè)字長(zhǎng)的10位十進(jìn)制數(shù)字馮?諾伊曼計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)(馮氏結(jié)構(gòu))1.“存儲(chǔ)程序”概念的產(chǎn)生及其重要意義。ENIAC——不具備“存儲(chǔ)程序”的功能采用“存儲(chǔ)程序”的概念，并付諸實(shí)現(xiàn)，“開(kāi)創(chuàng)了整個(gè)程序設(shè)計(jì)時(shí)代的到來(lái)”2.馮氏計(jì)算機(jī)5個(gè)基本部件：輸入器,輸出器,運(yùn)算器,存儲(chǔ)器和控制器數(shù)據(jù)和程序存放在存儲(chǔ)器中,采用了二進(jìn)制一.計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展：電子管計(jì)算機(jī)（1946-1956）晶體管計(jì)算機(jī)（1957-1964）中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1965-1970）超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1971-今）一.計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展是以微處理器的發(fā)展來(lái)表征的微處理器的集成度每隔18個(gè)月就會(huì)翻一番，芯片的性能也隨之提高一倍

------摩爾定律GordonE.Moore，Intel公司的創(chuàng)始人之一摩爾定律摩爾定律讓我們的愛(ài)機(jī)沒(méi)幾年就從身價(jià)過(guò)萬(wàn)到不值一文;當(dāng)然也讓囊中羞澀的我們可以只是多一點(diǎn)忍心就能花很少的代價(jià)得到當(dāng)初連想都不敢想的機(jī)器微處理器微處理器（Microprocessor）微型化的CPU，由1片或幾片大規(guī)模集成電路組成的中央處理器。嚴(yán)格講，微處理器≠CPU。CPU指的是計(jì)算機(jī)中執(zhí)行運(yùn)算和控制功能的部件，由算術(shù)邏輯部件(ALU)和控制部件兩大主要部分組成?，F(xiàn)代微處理器集中了更多的功能。Intel8086,80286,80386,80486;Pentium,PentiumII,PentiumIII,PentiumIV,Itanium，……。MotorolaMC6800(8位),MC68000(16位),MC68020(32位)。微處理器的發(fā)展第1代：4位和低檔8位微機(jī)4004→8008第2代：中高檔8位微機(jī)Intel8080，Motorola的MC6800，Zilog的Z80、Intel8085第3代：16位微機(jī)8086→8088→80286，Z8000，MC68000第4代：中高檔32位微機(jī)Z80000，MC68020，80386→80486第5代：高檔32位微機(jī)Pentium→PentiumII→PentiumIII→Pentium4第6代：64位微機(jī)Itanium（1）第一代微處理器1971年：Intel4004，是世界上第一片單片微處理器4位微處理器，尋址空間為4096個(gè)半字節(jié),指令系統(tǒng)包括45條指令1.微處理器的分類和發(fā)展歷程Intel40041972年：Intel8008，是世界上第一片8位微處理器。8008采用了10m生產(chǎn)工藝，集成度為3500個(gè)晶體管，工作頻率為200KHz。Intel80081.微處理器的分類和發(fā)展歷程1973年12月：Intel8080采用了6m生產(chǎn)工藝，集成度為6000個(gè)晶體管，主頻為2MHz。1975年4月，MITS公司推出了以8080為CPU的世界上第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)Altair8800。Altair8800的BASIC語(yǔ)言解釋器是BillGates編寫(xiě)的1976年：Intel8085——Intel公司生產(chǎn)的最后一種8位通用微處理器，8085的工作頻率提高到5MHz，指令系統(tǒng)的指令數(shù)上升到246條。(2)第二代微處理器1977年：Z80，Zilog公司，8位機(jī)，優(yōu)于8080，80851.微處理器的分類和發(fā)展歷程8086/8088（1978年-1981年）1978年--8086采用了3m工藝，集成了29,000個(gè)晶體管，工作頻率為4.77MHz。它的寄存器和數(shù)據(jù)總線均為16位，地址總線為20位，從而使尋址空間達(dá)1MB。同時(shí)，CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有很大的改進(jìn)，采用了流水線結(jié)構(gòu)，并設(shè)置了6字節(jié)的指令預(yù)取隊(duì)列(3)第三代微處理器8086成為一款真正的現(xiàn)代微處理器。（IntelX86系列微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展）1.微處理器的分類和發(fā)展歷程1979年—8088除了它的數(shù)據(jù)總線為8位以外，其余均與8086相同。8088采用8位數(shù)據(jù)總線是為了利用當(dāng)時(shí)現(xiàn)有的8位設(shè)備控制芯片。由于8088內(nèi)部支持16位運(yùn)算，而與I/O之間傳輸為8位，故8088稱為準(zhǔn)16位微處理器。1981年8月，IBM公司推出以8088為CPU的世界上第一臺(tái)16位微型計(jì)算機(jī)IBM5150PersonalComputer，即著名的IMBPC。1.微處理器的分類和發(fā)展歷程80286（1982年-1984年）采用1.5m工藝，集成了134,000個(gè)晶體管，工作頻率為6MHz。80286的數(shù)據(jù)總線仍然為16位，但是地址總線增加到24位，使存儲(chǔ)器尋址空間達(dá)到16MB。1985年IBM公司推出以80286為CPU的微型計(jì)算機(jī)IBMPC/AT，并制定了一個(gè)新的開(kāi)放系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)，這就是的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)（ISA）。該結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)16位、高性能的I/O擴(kuò)展總線。80年代中期到90年代初，80286一直是微型計(jì)算機(jī)的主流CPU。在這一時(shí)期，還誕生了世界上最早的芯片組（chipsets）。1.微處理器的分類和發(fā)展歷程80386（1985年-1988年）第一個(gè)實(shí)用的32位微處理器采用了1.5m工藝集成了275,000個(gè)晶體管工作頻率達(dá)到16MHz可尋址空間達(dá)到4GB80386的內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)總線和地址總線都是32位的。這時(shí)由32位微處理器組成的微型計(jì)算機(jī)已經(jīng)達(dá)到超級(jí)小型機(jī)的水平。4.第四代微處理器（IntelX86系列微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展）1.微處理器的分類和發(fā)展歷程80486（1989年-1992年）采用1m工藝集成了120萬(wàn)個(gè)晶體管工作頻率為25MHz80486微處理器由三個(gè)部件組成：一個(gè)80386體系結(jié)構(gòu)的主處理器一個(gè)與80386相兼容的數(shù)學(xué)協(xié)處理器8037一個(gè)8KB容量的高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)。80486把80386的內(nèi)部結(jié)構(gòu)做了修改，大約有一半的指令在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成，而不是原來(lái)的兩個(gè)，這樣80486的處理速度一般比80386快2到3倍。1.微處理器的分類和發(fā)展歷程第五代：Pentium處理器的發(fā)展分成三代第一代Pentium處理器（1993年，P5）采用0.8m工藝技術(shù)集成了310萬(wàn)個(gè)晶體管工作頻率為60MHz/66MHz。5.第五代微處理器（Pentium系列微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展）第二代Pentium處理器（1994年，P54C）高能奔騰采用0.6m工藝工作頻率為90MHz/100MHz。1.微處理器的分類和發(fā)展歷程第三代PentiumMMX（1997年，P55C，“多能奔騰”）增加了57條多媒體指令在體系結(jié)構(gòu)上，Pentium在內(nèi)核中采用了RISC技術(shù)，可以說(shuō)它是CISC和RISC技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物1.微處理器的分類和發(fā)展歷程PentiumIIPentiumIII采用0.6m-0.18m工藝集成度550萬(wàn)-950萬(wàn)晶體管時(shí)鐘頻率166MHz-1GHz采用二級(jí)高速緩存，2級(jí)超標(biāo)量流水線結(jié)構(gòu)，一個(gè)時(shí)鐘周期可以執(zhí)行3條指令1.微處理器的分類和發(fā)展歷程PentiumIV(研發(fā)代號(hào)Willamette)（威廉斯塔得）介于P6與IA64之間全新的NetBurst體系結(jié)構(gòu)采用0.18m工藝，時(shí)鐘頻率1.4GHz~2GHz20段的超級(jí)流水線、高效的亂序執(zhí)行功能、2倍速的ALU、新型的片上緩存、SSE2指令擴(kuò)展集和400MHz的前端總線1.微處理器的分類和發(fā)展歷程第六代：64位處理器P7(IA64體系結(jié)構(gòu))Itanium（研發(fā)代號(hào):Merced），2001年5月發(fā)布采用了EPIC（ExplicitParallelInstructioncomputer)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線和外部總線及地址總線都是64位的Itanium有2代產(chǎn)品Itanium

1的某些性能不如32位的P5Itanium

2系統(tǒng)性能提高了1.5-2倍；帶有6MB的三級(jí)緩存，有出色的并行能力1.微處理器的分類和發(fā)展歷程（1）低檔微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展

（2）32位和64位微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展

（3）多微處理器系統(tǒng)的發(fā)展

在多微處理器系統(tǒng)的猛烈沖擊下，現(xiàn)有大型機(jī)市場(chǎng)搖搖欲墜，大型機(jī)廠商惶惶不可終日。為了求得生存，大型和巨型機(jī)廠商在加緊發(fā)展微型計(jì)算機(jī)的同時(shí)，紛紛改變策略，轉(zhuǎn)而使大型和巨型機(jī)采用多微處理器系統(tǒng)類似的結(jié)構(gòu)體系——并行結(jié)構(gòu)。2.微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展動(dòng)向28運(yùn)算速度快計(jì)算精度高超強(qiáng)的記憶能力具有邏輯判斷功能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制3.計(jì)算機(jī)的特征（1）巨型機(jī)巨型機(jī)是指那些運(yùn)算速度在每秒億次以上的計(jì)算機(jī)。巨型機(jī)目前在國(guó)內(nèi)還不多，我國(guó)研制成功的“銀河”計(jì)算機(jī)就屬于巨型機(jī)。（2）大、中型機(jī)運(yùn)算速度在每秒幾千萬(wàn)次左右的計(jì)算機(jī)為大、中型機(jī)。（3）小型機(jī)小型機(jī)的運(yùn)算速度在每秒幾百萬(wàn)次左右。（4）微型機(jī)微型機(jī)也稱為個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC機(jī)），是目前應(yīng)用最廣泛的機(jī)型。。它們的運(yùn)算速度也可達(dá)每秒百萬(wàn)次以上。微型機(jī)與其它機(jī)型不同的特點(diǎn)是：巨、大、中、小型機(jī)的中央處理器CPU具有分時(shí)處理的能力，都是一個(gè)主機(jī)帶有若干個(gè)終端或外設(shè)。而微型機(jī)往往都是由單個(gè)終端組成，體現(xiàn)了“個(gè)人計(jì)算機(jī)”的特點(diǎn)。4.計(jì)算機(jī)的分類（5）工作站工作站主要用于圖形圖像處理和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中，是一臺(tái)性能更高的微機(jī)。

今后，計(jì)算機(jī)的發(fā)展將走向兩個(gè)極端：一個(gè)是巨型化，一個(gè)是微型化。

31微處理器、微型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

（Microprocessor,Microcomputer,MicrocomputerSystem）1.微處理器:集成在同一塊芯片上的具有運(yùn)算和控制功能的中央處理器2.微型計(jì)算機(jī)：由CPU，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，I/O接口和中斷系統(tǒng)集中裝在同一塊或數(shù)塊印刷電路板上所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)。單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer）單板微型計(jì)算機(jī)（SingleBoardMicrocomputer）多板微型計(jì)算機(jī)（Multi-BoardMicrocomputer）3.微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng):在多板機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,是高層次的微型計(jì)算機(jī),有齊全的硬件和豐富的軟件二.微型計(jì)算機(jī)的概念及它的組成和結(jié)構(gòu)4.微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成微處理器存儲(chǔ)器I/O接口總線硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)(主機(jī))外設(shè)ALU寄存器控制器鍵盤(pán)、鼠標(biāo)顯示器軟驅(qū)、硬盤(pán)、光驅(qū)打印機(jī)、掃描儀系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件二.微型計(jì)算機(jī)的概念及它的組成和結(jié)構(gòu)核心級(jí)硬件系統(tǒng)級(jí)系統(tǒng)級(jí)33核心級(jí)——微處理器微處理器簡(jiǎn)稱CPU，是計(jì)算機(jī)的核心，主要包括：

運(yùn)算器ALU

控制器CU寄存器組Registers實(shí)現(xiàn)運(yùn)算功能和控制功能34硬件系統(tǒng)級(jí)——微型計(jì)算機(jī)以微處理器為核心，配上只讀存儲(chǔ)器(ROM)、讀寫(xiě)存儲(chǔ)器(RAM)、輸入/輸出(I/O)接口電路及系統(tǒng)總線等部件，就構(gòu)成了微型計(jì)算機(jī)。將CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口、總線等集成在一片超大規(guī)模集成電路芯片上，稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。35系統(tǒng)級(jí)以微型計(jì)算機(jī)為中心，配以相應(yīng)的外圍設(shè)備以及控制微型計(jì)算機(jī)工作的軟件，就構(gòu)成了完整的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。微型計(jì)算機(jī)如果不配有軟件，通常稱為裸機(jī)軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。使用和管理計(jì)算機(jī)有機(jī)器的設(shè)計(jì)者提供的軟件用戶利用計(jì)算機(jī)以及計(jì)算機(jī)所提供的各種系統(tǒng)軟件,編制解決用戶各種實(shí)際問(wèn)題的程序.36微型計(jì)算機(jī)(主機(jī))的基本結(jié)構(gòu)

“CPU+存儲(chǔ)器+I/O接口+系統(tǒng)總線”。存儲(chǔ)器I/O接口輸入設(shè)備I/O接口地址總線AB輸出設(shè)備CPU數(shù)據(jù)總線DB控制總線CBI/O接口6.微機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)37微機(jī)的各個(gè)部件之間的信息傳送和處理器內(nèi)部信息的傳送，通過(guò)三組不同的總線進(jìn)行的?？偩€：是連接多個(gè)功能部件或多個(gè)裝置的一組公共信號(hào)線。是計(jì)算機(jī)的部件與部件之間傳輸信息的公共通路，它能分時(shí)地發(fā)送和接收各部件的信息。數(shù)據(jù)總線（DataBus--DB）--雙向地址總線（AddressBus---AB）--單向控制總線（ControlBus—CB）--雙向總線不僅僅是一組傳輸線，它還包括與數(shù)據(jù)傳輸有關(guān)的控制邏輯。在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，總線應(yīng)被看成一個(gè)獨(dú)立的部件。ROMRAMI/O接口微處理器CPU輸出設(shè)備輸入設(shè)備地址總線AB數(shù)據(jù)總線DB控制總線CB定時(shí)電路39存放程序和數(shù)據(jù)的記憶裝置用途：存放程序和要操作的各類信息（數(shù)據(jù)、文字、圖像、。。。）內(nèi)存：ROM、RAM特點(diǎn)：隨機(jī)存取，速度快，容量小外存：磁盤(pán)、光盤(pán)、半導(dǎo)體盤(pán)、…特點(diǎn)：順序存取/塊存取，速度慢，容量大8.存儲(chǔ)器概述有關(guān)內(nèi)存儲(chǔ)器的幾個(gè)概念內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容內(nèi)存容量8.存儲(chǔ)器概述內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容內(nèi)存包含有很多存儲(chǔ)單元(每個(gè)內(nèi)存單元包含8bit)，為區(qū)分不同的內(nèi)存單元，計(jì)算機(jī)對(duì)每個(gè)內(nèi)存單元進(jìn)行編號(hào)，內(nèi)存單元的編號(hào)就稱為內(nèi)存單元的地址1011011038F04H內(nèi)存單元地址內(nèi)存單元內(nèi)容......765432108.存儲(chǔ)器概述42內(nèi)存容量和內(nèi)存空間注意：內(nèi)存空間與內(nèi)存容量的區(qū)別

內(nèi)存容量：某微機(jī)配置2條128MB的SDRAM內(nèi)存條，內(nèi)存容量為256MB

內(nèi)存空間：又稱為存儲(chǔ)空間、尋址范圍，是指微機(jī)的尋址能力，與CPU的地址總線寬度有關(guān)內(nèi)存容量和內(nèi)存空間內(nèi)存單元的個(gè)數(shù)，以字節(jié)為單位。存儲(chǔ)器的組成讀/寫(xiě)過(guò)程45微型計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)

(1)字長(zhǎng):參與運(yùn)算的數(shù)的位數(shù).它決定著計(jì)算機(jī)的內(nèi)部寄存器、加法器及數(shù)據(jù)總線（數(shù)據(jù)通路）的位數(shù)。有4位，8位，16位，32位，64位等。(2)主存容量:主存儲(chǔ)器所能存儲(chǔ)信息的總量。通常以字節(jié)數(shù)(Byte)來(lái)表示。例：內(nèi)存512MB。(3)運(yùn)算速度:有不同的計(jì)量方法和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。MIPS(MillionInstructionPerSecond)(4)平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間(可靠性)

MTBF(MeanTimeBetweenFailures),平均無(wú)故障間隔時(shí)間(5)性能/價(jià)格比46習(xí)題與思考：1．微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有哪些功能部件組成？它們各自具有什么結(jié)構(gòu)？采用什么樣的結(jié)構(gòu)？2．什么是微處理器？什么是微型計(jì)算機(jī)？什么是微機(jī)系統(tǒng)？它們之間的關(guān)系如何？3.什么是總線,總線的分類及它們之間的作用和關(guān)系?計(jì)算機(jī)中常用術(shù)語(yǔ)Bit1Kb=1024bit=210bit1Mb=10241024bit=220bit1Gb=230bit=1024Mb1Tb=240bit=1024Gb1Byte=8bit1KB=1024Byte表示字長(zhǎng)，一般情況下為2Byte(16bit)WordByte位(bit)：二進(jìn)制數(shù)中的一位，其值不是“1”，就是“0”。字節(jié)(byte)：一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)為一個(gè)字節(jié)。字節(jié)是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的基本單位。字(word)：兩個(gè)字節(jié)就是一個(gè)字，又叫雙字節(jié)。有時(shí)還會(huì)用到“半字節(jié)”，即4位二進(jìn)制。例如：1000111011001011B=8ECDH半字節(jié)

字節(jié)

字（雙字節(jié)）位字節(jié)字節(jié)位-字節(jié)-字

單片機(jī)常用的數(shù)制有十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制。例如：

十進(jìn)制：0～9；規(guī)則：逢十進(jìn)一，后綴為D，但可忽略。一般表達(dá)式為：基數(shù)加權(quán)數(shù)0～91.數(shù)制定義

二進(jìn)制：0、1；規(guī)則：逢二進(jìn)一，后綴為B。一般表達(dá)式為：

其中，基數(shù)為2，各位加權(quán)數(shù)為0，1。例如：

十六進(jìn)制：0~9、A~F。規(guī)則：逢十六進(jìn)一，后綴為H。一般表達(dá)式為：

其中，基數(shù)為16，各位加權(quán)數(shù)為0~9、A~F。例如：二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制轉(zhuǎn)換規(guī)則：按進(jìn)制的表達(dá)式展開(kāi)，然后按照十進(jìn)制運(yùn)算求和。例如：111111118421163264128記憶：1100B=121001B=91111B=1511111111B=255舉例：數(shù)制轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換規(guī)則：按進(jìn)制的表達(dá)式展開(kāi)，然后按照十進(jìn)制運(yùn)算求和。例如：十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制二進(jìn)制與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換1010B=0AH1101B=0DH1011B=0BH1110B=0EH1100B=0CH1111B=0FH記憶：從低位起由右到左，每四位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)一位十六進(jìn)制數(shù)。例如：（最后一組不足時(shí)左邊添0湊齊4位）轉(zhuǎn)換規(guī)則：轉(zhuǎn)換規(guī)則：“除基取余”。十進(jìn)制整數(shù)不斷除以轉(zhuǎn)換進(jìn)制基數(shù)，直至商為0。每除一次取一個(gè)余數(shù)，從低位排向高位。例如：十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二、十六進(jìn)制整數(shù)

二進(jìn)制數(shù)的正、負(fù)號(hào)需用“0”和“1”來(lái)表達(dá)。一般最高位為符號(hào)位，“0”表示正數(shù)，“1”表示負(fù)數(shù)。例如：真值+123→01111011B

真值-123→11111011B有符號(hào)數(shù)：最高位為符號(hào)位，“0”表示正數(shù)，“1”表示負(fù)數(shù)。無(wú)符號(hào)數(shù)：最高位不作為符號(hào)位，而當(dāng)成數(shù)值位。真值11111011B→？=251=-123有符號(hào)數(shù)的表示方法二進(jìn)制數(shù)有三種編碼形式原碼、反碼和補(bǔ)碼原碼：

二進(jìn)制數(shù)的原形，可以是無(wú)符號(hào)數(shù)，也可以是有符號(hào)數(shù)例如:8位無(wú)符號(hào)原碼數(shù)的范圍是：

00000000B～11111111B（0-FFH或0～255）

8位有符號(hào)數(shù)的范圍是：

11111111B～01111111B（FFH-7FH或-127～127）58原碼的例子

=00010010=10010010真值X=+18=+0010010X=-18=-0010010原碼[X]原[X]原符號(hào)符號(hào)位n位原碼表示數(shù)值的范圍是對(duì)應(yīng)的原碼是1111～0111。59數(shù)0的原碼8位數(shù)0的原碼：+0=00000000-0=10000000即：數(shù)0的原碼不唯一。60反碼[X]反定義

若X>0，則[X]反=[X]原若X<0，則[X]反=對(duì)應(yīng)原碼的符號(hào)位不變，數(shù)值部分按位求反61[例]：X=-52=-0110100[X]原=10110100[X]反=1100101162反碼的例子真值X=+18=+0010010X=-18=-0010010反碼[X]反=00010010[X]反=11101101符號(hào)符號(hào)位n位反碼表示數(shù)值的范圍是對(duì)應(yīng)的反碼是1000～0111。630的反碼：[+0]反=00000000[-0]反=11111111即：數(shù)0的反碼也不是唯一的。64補(bǔ)碼定義：若X>0，則[X]補(bǔ)=[X]反=[X]原若X<0，則[X]補(bǔ)=[X]反+165[例]：X=–52=–0110100[X]原=10110100[X]反=11001011[X]補(bǔ)=[X]反+1=11001100n位補(bǔ)碼表示數(shù)值的范圍是對(duì)應(yīng)的補(bǔ)碼是1000～0111。660的補(bǔ)碼：[+0]補(bǔ)=[+0]原=00000000[-0]補(bǔ)=[-0]反+1=11111111+1=100000000

對(duì)8位字長(zhǎng)，進(jìn)位被舍掉∴[+0]補(bǔ)=[-0]補(bǔ)=0000000067特殊數(shù)10000000該數(shù)在原碼中定義為：-0在反碼中定義為：-127在補(bǔ)碼中定義為：-128對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù)：(10000000)２=128688位有符號(hào)數(shù)的表示范圍：對(duì)8位二進(jìn)制數(shù)：原碼：-127~+127反碼：-127~+127補(bǔ)碼：-128~+127想一想：16位有符號(hào)數(shù)的表示范圍是多少？69補(bǔ)碼加減法的運(yùn)算規(guī)則通過(guò)引進(jìn)補(bǔ)碼，可將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)換為加法運(yùn)算。規(guī)則如下：[X+Y]