微型计算机原理二进制十进制十六进制

微型计算机原理二进制十进制十六进制 1:微处理器和微型计算机的发展 自1946年世界上第一台计算机问世以来，计算机科学与技术得到了飞速的发展，短短50多年时间，已经经历了电子管、晶体管、集成电路、超大规模集成电路等几代计算机的更替。计算机按照其性能、价格和体积的不同一般可以分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机五大类 解析:世界上第一台计算机是什么时候问世的, 四代计算机是以什么为界限的, 计算机按照性能、价格、体积可以分为哪五类, 2:微型计算机系统的基本组成 CPU 主机 存储器 微型机硬件 输入/输出接口 外围设备 微型机系统 系统软件 微型机软件 应用软件 3:CPU的组成 CPU是微型机的核心芯片，它包括运算器、控制器和寄存器三个主要部分。运算器也称为算术逻辑单元(Arithmatic and Logic Unit--------ALU)顾名思义，运算器的功能是完成数据的算术和逻辑运算，控制器一般由指令寄存器、指令译码器和控制电路组成。控制器根据指令的要求，对微型计算机各部件发出相应的控制信息，是他们协调工作，从而完成对整个 计算机系统的控制，CPU内部的寄存器用来存放经常使用的数据。 解析:CPU的组成, 运算器、控制器、寄存器的定义及作用 4:存储器的概念 存储器又称为主存(Main Storage)或者内存，是计算机的存储和记忆装置，用以存放数据和程序。微型机的内存通常采用半导体存储器。 (1)内存单元的地址和内容 内存中存放的是数据和程序，从形式上看，均为二进制数。一般将8/个二进制数记做一个字节(Byte)„ - 1 - 5:I/O 接口 计算机外部的输入输出设备很多，但是只能通过I/O接口与CPU相连接，这个接口电路时作为微型机与外围设备联系的桥梁，外围设备有键盘、鼠标、打印机、显示器，绘图仪等，磁盘既是输入设备又是输出设备。 微型机各个硬件部分是用系统总线连接的，系统总线就是传送信息的公用导线，一般有三组:地址总线传送CPU发出的地址信息、数据总线传送数据信息、控制总线传送控制信息。 解析:第一段中的“只能”体现出I/O接口的重要作用，作为常识应该知道，磁盘既是输入设备也是输出设备。 需要熟识的事系统总线要分为三组地址，分别是总线AB、数据总线DB、控制总线CB。 6:AB(地址总线)是由CPU向外发出的单向三态总线;DB(数据总线)是双向三态总线，CPU既可以通过内存或者输入接口读入数据，又可以将cpu的数据送至内存或者输出接口中。数据总线有8位的，也有16位的和32位的。CB(控制总线)有的是输出，即CPU向内存或者外设接口发出的信息，有的是输入，是送给cpu的状态等信息。因此，控制总线的每一根传送方向是一定的，但作为一个整体，用双向示CB是合理。 解析:总线的英文缩写是什么,哪些是单向的，哪些是双向的。 7:微型机的种类 微型机的种类很多，按照微处理器的字长可以分为1位机、4位机、8位机、14位机、32位机，64位机，现在广泛使用的586计算机和P?CPU的计算机都是64位计算机，按照功能和结构可以分为单片机和多CPU的计算机，按照组装方式可以分为办公自动化用和家用计算机台式计算机、笔记本式便携机、工业控制计算机、嵌入式工控机等。单片机主要用于家用电器和工业测控领域。 8:计算机语言及其发展 在计算机发展的过程中，与之相适应的计算机语言也在不断发展，大体上经过了一下阶段1)机器语言2)汇编语言3)算法语言 解析:A)机器语言:由于计算机只能接受和识别“0”和“1”这样的二进制信息，每种计算机都规定了由若干个计算机能够是别的、有二进制信息组成的指令，这种指令称为机器指令。这种机器指令的集合称为该计算机的机器指令系统或者是机器语言。因此，用机器语言来编写计算机的计算程序，是一组计算机可以识别的二进制编码的程序。 由于用机器语言编制的程序，计算机可以直接识别、理解和执行，所以这种程序不需要翻译，执行的效率很高，但是这种直接由0和1组成的二进制编码程序，对于用户而言认识和理解都比较困难，同时也难以记忆和检查错误。而且呢不同的计算机，指令系统是不一样的，编写的程序没有通用性，难以移植，所以这种语言的特点是面向计算机的，并随机性而异，学习和使用的难度很大，一次对编程人员的要求很高，开发程序的周期长，只是用于少数计算机专业人员使用，不能使应计算机的发展和应用。 B)汇编语言:汇编语言是针对机器语言的上述缺点而出现的，但并没有新的东西，他与相应的机器语言是一一对应的，致使用了一些比较容易记忆的符号来代替有0和1组成的二进制编码，所以汇编语言有时候又称为“助记符”。 不难看出，他比机器语言写的层序要简单和容易理解，也方便编辑修改，所以受到需要编写机器语言的用户欢迎。不过他带来新的问是，虽然汇编语言方便了用户，但是计算机并不认识汇编语言，为此必须先把用汇编语言编写的程序翻译成计算机可以识别的机器指令，计算机才能识别和执行，由于汇编语言与相应的机器语言有一一对应的关系，所以汇编语言的翻译工作相对比较简单，甚至可以人工翻译，即通过人工查表，把编写的汇编程序，一一翻译成相应的二进制码的指令形式，再输入计算机运行。这种办法简单易行但是效率低- 2 - 下，现在都用计算机自己先翻译后执行。当然计算机翻译的前提是要先开发翻译程序，即汇编软件，这种软件时计算机系统软件的一部分，通常由计算机厂家或软件公司提供。 C)算法语言:汇编语言相对机器语言虽然有了很大的改进，但是学习和使用仍然有很大难度，由于他与相应的机器语言一一对应，所以他和机器语言一样，仍然是面向机器和随机型而异的，为此在50年代出现了面向算法而不是面向机器的算法语言，亦称为高级语言。高级语言不在面向具体的机器，而是面向解题过程。他是用人们很容易理解的一些英文单词和熟悉的运算符号来描述解题过程。应用高级语言编写程序时，编程人员不必熟悉计算机内部结构和机器指令，主要是解决计算的问题。所有的作者把高级语言的出现称为是计算机发展过程中的里程碑，他把计算机从少数专业人员手中解放出来，使之成为大众化的信息处理工具，极大地推动了计算机的发展和应用。 9:C语言的特点 C语言是70年代开发的算法语言编译软件，他在很多方面继承和发扬了已有算法语言成功的地方，例如，数据类型、模块化结构、程序结构化控制等，同时还增加若干其它高级语言没有的功能，使其不但使用于应用软件的开发，而且还是开发系统软件强有力的工具。 1) C语言是一种“中级语言“，C语言不但具有一般高级语言的特征，而且还有一些 汇编语言方面的功能，例如，地址操作，位操作等，所以很多人把C语言戏称为” 中级语言“ 2) C语言是一种模块化和结构化程序设计语言，C语言程序时由一系列函数组成，这 种程序的构成方法，完全满足程序的模块化要求，这是评价现代程序好坏的重要标 志，模块化好的软件方便维修、修改和扩展工程。同时C语言提供了结构化程序设 计所需的结构控制语句，非常方便实现程序设计的顺序、选择和循环三种控制结构。 3) C语言具有多种多样的数据类型，除了提供字符型、整型、浮点型等基本数据类型 外，还增加了指针、结构和联合等性的数据类型。这种多样化的数据类型，增强了 C语言的信息处理能力。 4) C语言具有多种运算功能，除了提供一般高级语言所具有的算术运算和逻辑运算外， 还具有位操作、地址操作、和自加、自减运算等，方便灵活。 5) C语言具有多种存储类型，C语言允许对已经定义的变量另加存储类型的说明，例 如静态和非静态、寄存器变量与非寄存器变量、局部变量与全局变量等，从而赋予 变量不同的作用域和生命周期。 6) C语言具有预处理功能，C语言具有包含文件(#include)、宏定义(#define)和 条件编译(#if，#ifdef)等三种预处理功能. 7) C++与C兼容，方便用户从面向过程的程序设计过渡到面向对象的程序设计。 解析:C语言的特点应该会出选择题或填空题。例如，C语言是用户从———过渡———的程序设计 10:C语言的基本数据类型 C语言具有多种多样的数据类型，其中包括三送基本数据类型，分别是，字符型、整型，浮点型 解析1)字符型A:字符型常量-----字符型常量使用单引号括起来的单个字符。例如:‘a’、 ‘b’、 ‘A’、 ‘B’注意英文字母的大小写意义是不一样的。 B:字符串常量 -----字符串常量是用双引号括起来的一个或多个字符。例 如:“a”“trouble c”等都是字符串常量。 - 3 - C:字符变量-----字符变量定义的格式为 Char 变量名表 变量名表有用户自己决定，C语言规定变量名只能由英文字母、数字及下 划线等字符组成，而且第一个字符必须是英文字母。 在定义多个变量时，变量名之间用逗号隔开，例如C1，C2，C3 定义为字符串变量，可以写成 Char c1,c2,c3; C语言的编译系统则分配三个存储单元，每个单元为一个字节的存储容 量，通过所定义的变量名可以访问该存储单元。例如，要将a,b,c三个字 符分别储存到c1,c2,c3所对应的存储单元，可以很方便写成 C1=‘a’„„ - 4 - 11:各种进制的知识 1) 各种进制的表示 后缀B表示二进制 后缀H表示十六进制 后缀D表示十进制 2) 各种进制的转变 。十六进制转换成二进制，二进制转换成十六进制都是一种方法都是 8421的方法 。。二进制转换成十进制，十六进制转化成十进制都是一种方法都是按 权展开的方法 。。。十进制转换成二进制，十进制转换成十进制都是同样的方法是除 二或者是十六取余法 3) 具体的例子 。十六进制转换成二进制 9 B A 6 H 是一个十六进制数按照8421的方法逐位表示 9 ?1001 B ?1011 A ?1001 6 ?0110 其中H是十六进制的标志，并且十六进制中有十六个数字依次是1、2、3、4、5、 6、7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15) 。。二进制转换成十进制 1 0 1 1 B 是一个二进制数按照按权展开的方法逐位展开 32101011B=1*2+0*2+1*2+1*2= 。。。十进制转换成二进制 2 1 5 D 是一个十进制数字按照除二取余的方法 从最下面开始往上写 2 2 1 5 所以215D=11010111B 2 1 0 7 „„„1 2 5 3 „„„1 2 2 6 „„„1 2 1 3 „„„0 2 6 „„„1 2 3 „„„0 1 „„„1 - 5 - 12:二进制数的运算 1) 二进制加法运算 0+0=0、0+1=1、1+0=1、1+1=10、1+1+1=11最后两个有进位 2) 二进制减法运算 0-0=0、1-0=1、1-1=0、0-1=1最后一个有借位 3) 二进制乘法运算 0*0=0、0*1=0、1*0=0、1*1=1 4) 二进制除法运算 与十进制除法一样 5) 二进制还有与运算，或运算，异或运算 13:原码表示方法 正数的符号位用0表示，负数的符号位用1表示，符号位之后的数值的大小，这种表示方法称为原码。例如 X=+115,则【X】原码=11001011B X=-115,则【X】原码=01001011B 14:反码的表示方法 正数的反码与原码相同，最高位用0表示，其余位为数值位 负数的反码其符号位为1，与原码相同，数值位则将其负数的原码的数值位按位取反。 15:补码的表示方法 正数的补码表示与原码相同，即最高位用0表示正，其余位为数值位 而负数的补码为其反码，且在最低位加1形成 - 6 -