教案说明 第一章微型计算机基础知识.doc

教案说明一、 适用范围农业机械及其自动化、机械设计及其自动化二、计划学时总学时64＝理论学时46+实验学时18第一讲授课题目(章、节)第一章 微型计算机基础知识 §1.1－1.2教学内容：微机发展概述及主要应用、进制转换、信息编码方法重点：进位计数制、信息编码（BCD编码、ASII码）难点：进制转换导言微机是本世纪科学技术最卓越的成就之一随着技术的发展，微机的应用领域已经扩展到了各行各业本课程作为计算机专业的一门技术基础课，是让学生了解微机的工作原理，建立微机工作的整体概念而对于微机的应用宏观上可以分为软件领域和硬件领域：软件方面广义上说是程序设计，而硬件方面可以说是接口技术所以本书可以分为三部分内容：1.微机基础知识与工作原理；2.汇编语言程序设计；3.接口知识第一章 微机基础第一节 微机概述一、微机发展概述1.计算机发展的四代自从1946年第一台电子计算机（ENIAC）问世以来，不过半个世纪，现在已经深入各行各业、各个领域计算机技术在发展过程中经历了四代的变化：a.电子管（绝缘导线连接的电子管、继电器存储器，BUG的诞生）；b.晶体管（印刷电路板）；c.集成电路（多层印刷电路板）；d.大规模超大规模集成电路。

对比一下：性能方面，最初的ENIAC时钟频率100kHz占地140平方米、重30吨；而现在的纳米制程可以在火柴盒大小的芯片上集成几千万个晶体管主频由以MHz为单位过渡到GHz为单位（主频之争）；INTEL的T计划：超线程技术HT、64为方案EM64T、安全技术（杀毒软件和硬件防火墙）LT、虚拟化技术VT(单台电脑分割为多个独立分区，每个分区均可以按照需要模拟电脑的一项技术)、主动管理技术AMT（远程管理和修复联网的计算机系统）功能方面，最初的数值计算发展到多媒体、人工只能2.微机组成微机（微型计算机）是第四代计算机的典型代表，与PC（个人电脑）在概念上有重复，而不同于计算机（计算机按规模可分为巨型、大型、小型、工作站、微型机）比较典型的深蓝、银河都是巨型机而单片机是微机家族中比较引人注目的一个成员所谓单片机就是把的各个功能部件集成在一个芯片上构成具有计算机完整功能的一种微机从计算机体系结构上来说：微机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成；具体来说由CPU、主板、内存、硬盘、光驱、显卡、声卡等组成，这些设备我们后面作介绍二、微机应用1.工控利用微机即使检测和收集某一生产活动中某些必要数据，并按最佳状况进行自动调节和控制，称为实时控制或过程控制。

工控涵盖面很广，以微机为中心包括 测 和 控 两个方面2.事务处理微机从事对数据（信息）的非数值处理：录入、排序、分类、统计、修改、检索、输出等财务管理、信息管理涉及数据库、网络技术3.计算机辅助 CAX计算机辅助设计 CAD AUTOCAD 3DMAX计算机辅助制造 CAM 数控机床计算机辅助教学 CAI 多媒体课件、模拟机第二节 计算机中数的表示和编码计算机中的数是用物理状态来表示的，所以二进制是最合适的（开关的闭合打开、电平的高低、频率的快慢）就如黑客帝国片头一样，计算机眼中的世界是0和1组成的，这也是学习计算机往往先从二进制开始；虽然计算机发展方向是拟人化、智能化、但作为计算机专业，尤其是学习微机原理时二进制是必须熟练掌握的一、计算机中的进位计数制（4种）进制的基本规则，各进制特点：十进制―常用；2进制―机器用；16/8进制―代替二进制方便书写阅读1.进位计数制的表示方法1）十进制 D用十个符号表示数 0.1.2.3……9 这些符号称为数码，数码的个数称为基数 基数为10遵从“逢十进一”规则 9＋1＝10在一个数中，数码表示的值不仅取决于本身，还取决于它的位置。

即每一位有各自的权 10n 例如 123＝1×102＋2×101＋3×100 1.25=1×100＋2×10-1＋5×10-2 推广 N = a n-1*10^n-1 + a n-2*10^n-2 +……+ a0*100 ＋a-1*10-1 +……+ a -m*10^-m2）二进制 B用两个符号表示数 0和1 基数为2遵从“逢二进一”规则 1＋1＝10 每一位有各自的权 2n 例如：101.01 B＝1×22＋0×21＋1×20＋0×2-1＋1×2-2= 5.25 D 这也是二 -> 十进制转换的一种方法 练习：110.101 B = 6.625 D小数点右移相当于×2 小数点左移相当于÷2 但这是有一定限制条件的3）十六进制 H用十六个符号表示数 0、1～9、A～F 基数为16遵从“逢十六进一”规则 F＋1＝10 每一位有各自的权 16n 例如：2A.B1 H＝2×161＋A×160＋B×16-1＋1×16-2= 42(177/256) D 这也是十六 -> 十转换的一种方法 练习：A4.E5 H = 164(229/256) D小数点右移相当于×16 小数点左移相当于÷16纯字母的十六进制数前要加0，和字符串区别。

0ABH4）八进制 O（为了和0区别也可使用Q）用八个符号表示数 0、1～7 基数为8遵从“逢八进一”规则 7＋1＝10 每一位有各自的权 8n 例如：62.5 Q＝6×81＋2×80＋5×8-1= 50(5/8) D 这也是八 -> 十转换的一种方法 练习：125.63 Q = 85(51/64) D小数点右移相当于×8 小数点左移相当于÷82.R进制（二、八、十六）转换为十进制 常用方法就是使用按权展开式 11.01 B＝1×21＋1×20＋0×2-1＋1×2-2 ＝3.25 D3.十进制转换为R进制（二、八、十六）注意：转换时候 整数 和 小数 需要分别处理1）整数的转换 第一方法：除R取余将十进制数N不断的除以R取其余数，将得到的余数a0 a1 …… an逆向排列得到最终的R进制数an …… a1 a0 例如：59 D -> ? B 1 <- 3 <- 7 <- 14 <- 29 <- 59 ÷2 ÷2 ÷2 ÷2 ÷2 a5=1 a4=1 a3=1 a2=0 a1=1 a0=1 取余数 59 D = 111011 B 第二方法：根据权作减（常用于二进制） 26＝64 25＝32 24＝16 23＝8 22＝4 21＝2 20＝1 0 1 1 1 0 1 1 59－32＝27－16＝11－8＝3 －2＝1练习：91 D = B 50 D = 110010 B八进制和十六进制方法是一样的，这里就不再举例了。

2）小数的转换方法：乘R取整将十进制的小数不断乘以R取其乘积的整数，顺序得到整数a-1a-2……a-m就是结果不用逆向排列）例如：0.625 D -> ? B 0.625 -> 0.25 -> 0.5 -> 0 ×2 ×2 ×2 a-1＝1 a-2＝0 a-3＝1 a-4＝0 取整数 0.625 D ＝ 0.101 B注意：小数转换时，可能会无限进行下去，我们取近似值就可以 练习：0.875 D = 0.111 B4.二进制与八进制、十六进制的转换1）二进制 <--> 十六进制 将二进制数从小数点位开始，向左每4位产生一个十六进制数字，不足4位的左方补0，得到整数部分；向右每4位产生一个十六进制数字，不足4位的右方补0，得到小数部分 例如：00 10 1101.0110 1 000 B = 2D.68 H 练习：. B = B3.2A H2）二进制 <--> 八进制与上基本相同，只要按3位分割即可 例如：10 110 011.001 010 1 B = 263.124 Q 练习：101101.01101 B = 55.32 Q二、计算机中常用的编码1.数字编码 BCD码计算机中十进制数的十个数码使用二进制编码表示，简称BCD码。

书上的说法有点问题，实际上最初的BCD码有很多种，（1可以用0001表示，也可以用0110表示）最常用的是8421 BCD码（按每位的权），现在提到BCD码，一般就是指8421 BCD码例如：891.45 D = 1000 1001 0001 . 0100 0101 BCD练习：125.68 D = 0001 0010 0101 . 0110 1000 BCD2.字符编码 ASCII码 计算机中的字母、数字、符号都是按照特定的规则用二进制编码表示的最常用的规则就是ASCII码（美国信息交换标准码），ASCII码是7位编码，详见书后的附录 注意的是：数字的ASCII码 和 BCD等其他编码不同 例如：3 D <=> 0011 BCD <=> 0011 0011 ASCII 一般来说，输入输出使用ASCII码，而运算时候使用BCD等其他编码 正是因为数据编码的不一致，代码转换是一个很重要的问题（汇编中需要编程者自己解决）3.汉字编码1）外部码计算机输入汉字时使用的编码，是代表汉字的一组键盘符号，分为：音码：以汉语拼音作为输入编码紫光、智能ABC、微软拼音。

形码：把汉字拆成若干字根 张 音码 zhang 形码 xt一般来说，音码易学、重码高、速度慢；形码难学、重码低、速度快2）内部码计算机内部存储和处理汉字使用的编码同一汉字外部码可以不同，但是内部码是一致的使用两个字节空间的编码简体：国标码 GB2312-80 繁体：BIG53）输出码又称字型码，汉字的显示编码各种字体、字库）M×N的矩阵第2讲授课题目(章、节)第一章 微型计算机基础知识 §1.3－1.4教学内容： 带符号数的表示、定点和浮点数、微机术语、微机组成及基本工作原理教学重点：带符号数的表示、定点和浮点数、微机组成、工作原理教学难点：微机工作原理复习上讲：微机发展概述、微机应用、进位计数制、常用编码本讲介绍：带符号数的表示、定点和浮点数、微机名次术语、组成、工作原理和软件系统 我们前面所提到的都是无符号正数，那么有符号的正负数怎样表示呢？三、带符号数的表示1.机器数与真值我们把数的符号（＋－）也数码化，即用二进制数表示，一般使用0表示正，1表示负81D = B +81 = 0 B。