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微型计算机原理及应用 §1.1 绪论 §1.1 绪论 §1.1 绪论 §1.1 绪论 §1.1 绪论 §1.1 绪论 §1.1 绪论 §1.1 绪论 §1.1 绪论 §1.1 绪论 §1.1 绪论 §1.2 计算机中的数制 §1.2 计算机中的数制 §1.2 计算机中的数制 §1.2 计算机中的数制 S y C x =1 & HA x y s c 半加器电路图： 半加器符号： §1.5 二进制数的运算及其加法电路 3.全加器电路设计 FA a b s ci co 1位全加器框图 1位全加器真值表： a b ci co s 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1位全加器逻辑表达式(电路图见p13) S= /a/bci+/ab/ci+a/b/ci+abci=a b ci Co=/abci+a/bci+ab/ci+abci=ab+aci+bci §1.5 二进制数的运算及其加法电路 由多个一位全加器把进位信号串联而成，每个全加器都有2级门的延迟时间，故这种n位加法器有2n级门的延迟时间。 a b s ci co a b s ci co a b s ci co FA a b s ci co ci co a<3:0> b<3:0> a<0> a<1> a<3> a<2> b<0> b<1> b<3> b<2> s<0> s<1> s<3> s<2> s<3:0> 4. 多位二进制数的加法电路设计 FA FA FA §1.5 二进制数的运算及其加法电路 §1.6 计算机中的编码 1.二进制数值数据的编码方法 (1)基本概念：无符号数、有符号数、机器数、真值。 机器中，数的符号用“0”、“1” 表示，最高位作符号位，“0”表示“+”，“1”表示“-”。 机器数：机器中数的表示形式，其位数通常为8的倍数。 真值： 机器数所代表的实际数值。 举例:一个8位机器数与它的真值对应关系如下： 真值：X1=+84=+1010100B X2=-84= -1010100B 机器数：[X1]机= [X2]机=有符号数通常使用三种表示方法:原码、反码和补码。 (2)原码(True Form)： 最高位为符号位，0表示 “+”，1表示“－”，数值位与真值数值位相同。 例 8位原码机器数： 真值： x1 = +1010100B x2 =－1010100B 机器数：[x1]原 =[x2]原 =原码表示简单直观,但0的表示不唯一，加减运算复杂。 §1.6 计算机中的编码 (3)反码(One’s Complement): 正数的反码与原码表示相同。负数反码符号位为1，数值位为原码数值各位取反。 例 8位反码机器数： x= +4 ： [x]原=[x]反= x= -4 ： [x]原=[x]反=(4)补码(Two’s Complement): 正数的补码表示与原码相同。负数补码的符号位为1，数值位等于反码加1。 例：求 8位补码机器数：x=+4 [x]原=[x]反=[x]补= x=-4 [x]原 = [x]反 = [x]补 =补码表示的优点： 0的表示唯一，加减运算方便。 §1.6 计算机中的编码 (5)8位机器数表示的真值: (6)各种编码方法的表数范围: n+1位二进制编码x表示的整数范围： 原码、反码：-2n＜x＜2n 补码：-2n≤x＜2n 例如： 8位原码、反码的表数范围是-127～+127，补码的表数范围是-1