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时间:2020-03-24
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1、封面微型计算机原理与接口技术教案任课教师:授课班级:电科031、032课程学分:4课程总学时:60课程周学时:4上课周次1-10,13-17上课学期:第一章微型计算机系统基础教学章节:1.1计算机中的数制与码制教学内容:计算机中的数制、码制及补码运算;计算机中的小数点问题;计算机中信息的编码。教学学时:2教学目的:掌握:1.计算机常用进位计数制;2.带符号数表示法。重点与难点重点:1.不同进位计数制及之间的转换;2.带符号数的表示法。难点:补码及其运算于溢出;教学方法:采用多媒体教学。教学过程:(引入、授课内容、小结
2、、作业布置)引入:计算机最基本的功能就是进行大量的计算与加工处理,但计算机只能“识别”二进制数。所以,二进制及其编码是所有计算机的基础。本章从数制及其之间的转换入手,然后学习计算机中的码制及补码运算,最后学习最简单计算机的结构及其工作原理,为后续章节的学习打下基础。授课内容:1.1计算机中的数制与码制计算机的基本功能是对数据进行加工,在计算机内,不论是数字、字符、指令还是状态,都采用了二进制编码形式来表示,包括图形和声音等信息,也必须转换成二进制数的形式,才能存入计算机中。为了书写和使用方便,计算机中还采用了其它的数
3、制,比如:八进制、十进制、十六进制等。•数是客观事物的量在人们头脑中的反映,一个“量”相同的数可以用不同的计数制度来表示,这就形成了不同的数制。1.1.1计算机中的数制1.数的位置表示法数制是人们按某种进位规则进行计数的科学方法。对于任何一种数制表示的数,我们都可以写成按位权展开的多项式之和,其一般形式为:N=X为基数;ai为系数;m为小数位数;n为整数位数。进位计数制:所谓进位计数制是指按进位的方法来进行计数,简称进位制。在进位计数制中,常常要用“基数”(或称底数)来区别不同的数制,而某进位制的基数就是表示该进位制
4、所用字符或数码的个数。如十进制数共用0~9十个数码表示数的大小,故其基数为10。为区分不同的数制,可在数的下标注明基数。如6553510表示以10为基数的数制,它是每计满十便向高位进一,即“逢十进一”;当基数为M时,便是“逢M进一”。一、十进制数一个十进制数中的每一位都具有其特定的权,称为位权或简称权。就是说,对于同一个数码在不同的位它所代表的数值就不同。其中,每个位权由基数的n次幂来确定。在十进制中,整数的位权是100(个位)、101(十位)、102(百位)等等;小数的位权是10-1(十分位)、10-2(百分位)等
5、等。上式称为按位权展开式。十进制数有以下两个主要特点:1.十进制的基数为10,数码的个数等于基数,即10,共有十个不同的数码(0,1,2,……,8,9)。2.进位时“逢十进一”。即在计数时,每一次计到10,就往左进一位,或者说,上一位(左)的权是下一位(右)的权的10倍。二、二进制数进位计数制中最简单的是二进制,它只包括“0”和“1”两个不同的数码,即基数为2,进位原则是“逢二进一”。二进制数各位的权分别为8、4、2、1、0.5、0.25。将二进制数化为10进制数,是把二进制的每一位数字乘以该位的权然后相加得到。实际
6、上只需要将为1的各位的权相加即可。二进制数具有如下两个主要特点:1.它的数值部分只需用两个数码“0”和“1”来表示。2.二进制的基数是2,当计数时,它是“逢二进一”,即上一位(左)的权是下一位(右)的权的2倍。三、八进制数八进位计制数也是微机中常用的一种进位制,其主要特点是:1.八进制的基数为8,用0~7八个不同的数码来表示数值。2.当计数时,它是“逢八进一”,即上一位(左)的权是下一位(右)的权的8倍。四、十六进制数十六进位计数制是微机中最常用的一种进位制,它在数的结构上类似于八进制,易于与二进制数转换,且比八进制
7、更能简化数据的输入和显示。十六进制的基数是16,即由16个不同的数码符号组成。除了0~9十个数字外,还用字母A、B、C、D、E、F分别表示数10、11、12、13、14、15。数制通常用两种书写方法:(1)在数的右下角注明数制,例如2116、4310、658、10102。(2)是在数的后面加上一些字母符号。通常十六进制用H表示(如21H),十进制用D表示或不加字母符号(如43D或43),八进制用Q表示(如65Q),二进制用B表示(如1010B)。2.数制之间的转换(1)任意进制数转换为十进制数(2)二进制、八进制、和
8、十六进制数之间的转换(3)十进制数转换为二进制数(4)十进制数转换为十六进制数1.1.2计算机中的码制及补码运算数在计算机中的表示形式叫作机器数,而这个数的本身称为机器数的真值。码制的定义:把符号位和数值位一起编码来表示相应的数的各种表示方法,常用的码制有原码、补码、反码及偏移码。2.带符号数的原码、反码、补码表示(1)原码:规定正数的符号位为
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