计算机原理
122页1、,计算机原理,什么是计算机,计算机是一个信息处理装置。 可以是一个复杂的数字电路系统(主流) 也可以是机械的 甚至是生化的 在这些装置的背后,一定存在某种原理性的东西。,帕斯卡和加法器,霍列瑞斯和第一台制表机,阿德勒曼博士和DNA计算机,计算机,做音乐盒的老师父:我事先根据乐曲的音符作出不同长度的铜片,再按一定的顺序将它们固定 图灵:计算机是一张纸,一支笔。我事先将规则写在纸上,笔可以按照纸上的规则,在纸上写下新的内容 冯.诺依曼:计算机可以存储程序,通过程序控制计算机由Bus 、CPU、Memory 、IO Interface、IO device构成,1946年由美国宾夕法尼亚大学研制 ENIAC(Electronic Numerical Integrator And calculator),运算速度 5000次/秒,功耗150kw,占地170m2 ,造价100万美元。,计算机的发展,大型化,小型化,计算机功能部件,1、总线 2、CPU 3、存储器 4、输入/输出,课程安排,第1阶段:预备知识、基本技能和模型机 目标:通过大量的实验来学习模型机,理解计算机的基本工作原理 数字电路基础
2、:数字钟、ALU、寄存器、存储器 模型机:以教材第一章 1.2 计算机基础为蓝本,用数字电路中的器件搭建模型机 工具软件: proteus : (硬件设计)一种电路仿真软件 第2阶段:51单片机基础 目标:通过单片机来掌握汇编语言、计算机的组成原理、总线、中断、定时 单片机基础:参考教材单片微型计算机原理及运用第2、3章(重点)和4、5、6章部分内容。 工具软件: proteus : (硬件设计)一种电路仿真软件 Keil C 51:(软件设计)一种进行单片机软件设计的集成环境IDE(Integrated Development Environment ) 面包板、实际电路板。 第3阶段:8086系统 目标:通过另一种机型来巩固和深化前面所学的知识,同时为考究的同学做准备。 CPU结构、指令集、汇编、总线、中断、定时。,预备知识、基本技能,信息表示基础 数 制 二进制数的运算 信息在数字系统中的表示 数字电路基础(proteus) 组合逻辑电路 38译码器 加法器、ALU 时序逻辑电路 数字钟 寄存器通路 综合实验 运算器的控制 半导体存储器控制实验 运算器与存储器的数据通路实验,数
3、制(怎样表示一个数),数 数值:数的大小。 数码:表示数值的最基本符号(有限性、方便性) 数符:由数码构成的一个排列(数码序列)。 计数制(简称数制):多位数符的构成方法,以及数符所表示的数值(数的大小)的计算方法。 基:数码的个数,由此决定计数规则:逢几进几 权:由数码所在位置所决定的一个常数。 计算方法:每个数码代表的数值这个数码所在位置的权的总和。,十进制,数码:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 基:10 权: 10的幂 数符:1999 计数规则:逢十进一 数值:,例:(1999)10 =(1103+9102+9101+9100)10,二进制,数码:0、1 计数规则:逢二进一 基数:2 权:2的幂,一般形式为: (N)2 =(bn-1bn-2b 1b0)2= (bn-12n-1bn-22n-2b121b020)10,例:(1011101)2 = (126+025+124+123+122+021+120)10=(64+0+16+8+4+0+1)10=(93)10,数值越大,位数越多,读写不方便,容易出错!,八进制,数码:07 计数规则:逢八进一 基数:8 权:8的幂,例: (
4、128)8=(182+281+880)10=(64+16+8)10=(88)10,十六进制,数码:09、A、B、C、D、E、F 计数规则:逢十六进一 基数:16 权:16的幂,例: (5D)16=(5161+13160)10=(80+13)10=(93)10,DIY,数码:、 基数:3 权:3的幂 计数规则:逢三进一 将 表示为十进制, 133032 231 13034, ,二进制与八进制、十六进制之间的转换,(1)二进制与八进制之间的转换三位二进制数对应一位八进制数。,(101011100101)2 =(101,011,100,101)2=(5345)8,(6574)8 =(110,101,111,100)2=(110101111100)2,二进制与十六进制之间的转换,例如: (9A7E)16 =(1001 1010 0111 1110)2=(1001101001111110)2,四位二进制数对应一位十六进制数。,(10111010110)2 =(0101 1101 0110)2=(5D6)16,十进制数转换成二进制,整数部分的转换:除2取余法。,例:求(217)10 =( )2 解
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