北京化工大学：《大学计算机基础》课程电子教案（PPT教学课件）第2章 计算机系统结构与硬件基础

第章 第二章 计算机系统结构与硬件基础 2.1数据在计算机中的表示 2.3 计算机的工作原理 2.1.1计算机常用数制 2.3.1冯诺依曼型计算机的工作原 2.1.2数值型数据在计算机中的表示理 2.1.3文字在计算机中的表示 2.3.2计算机的指令和指令系统 2.2计算机的组成 2.3.3指令在计算机中的执行过程 2.2.1中央处理器 2.2.2存储器 2.4计算机的引导过程 2.2.3输入输出设备 2.2.4总线 2.2.5主板

第 2章 计算机系统结构与硬件基础 2.3 计算机的工作原理 2.3.1冯·诺依曼型计算机的工作原 理 2.3.2 计算机的指令和指令系统 2.3.3指令在计算机中的执行过程 2.4 计算机的引导过程 第二章 2.1 数据在计算机中的表示 2.1.1计算机常用数制 2.1.2数值型数据在计算机中的表示 2.1.3文字在计算机中的表示 2.2 计算机的组成 2.2.1 中央处理器 2.2.2 存储器 2.2.3 输入输出设备 2.2.4 总线 2.2.5 主板

第二章 计算机系统结构与硬件基础 计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。 硬件(Hardware)是使计算机能够运行的物质基础。只 有硬件而没有任何软件支持的计算机称为裸机。软件 (Software)是在用户和计算机（硬件）之间架起的桥 梁

计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。 硬件(Hardware)是使计算机能够运行的物质基础。只 有硬件而没有任何软件支持的计算机称为裸机。软件 (Software)是在用户和计算机（硬件）之间架起的桥 梁。 第二章 计算机系统结构与硬件基础

第二章 计算机系统结构与硬件基础 2.1数据在计算机中的表示 2.1.1计算机常用数制及换算方法 ●二进制数(mod.2) 000000010010001101000101 (1101)2 。八进制 (mod.8) 12345671011..1720.2730 (57)8 。十进制 (mod.10) 12345678910111213..1920 (22)10 101112131415 ●十六进制(mod.16) 12.89 ABCDEF1011.1F20(2E6)16 换算方法 ●数制的换算禁止四舍五入！ mod.2 mod.8 mod.16 m0d.10

● 数制的换算禁止四舍五入！ 换算方法 2.1 数据在计算机中的表示 ● 二进制数(mod.2 ) 0000 0001 0010 0011 0100 0101 (1101) 2 mod.10 mod.2 mod.8 mod.16 ● 八进制 (mod.8) 1234567 10 11 ... 17 20 ... 27 30 (57) 8 ● 十进制 (mod.10) 123456789 10 11 12 13 ... 19 20 (22) 10 ● 十六进制(mod.16) 12 ... 89 A B C D E F 10 11 ... 1F 20 (2E6) 16 10 11 12 13 14 15 第二章 计算机系统结构与硬件基础 2.1.1 计算机常用数制及换算方法

mod2-mod10换算 mod.2 mod.10 [例](11011.012=27.25 个位 mod.2 mod.10 11011.01 1×24+1×23+0×22+1×21+1×20+0×2+1×2-2 mod.10 mod.2 I例](18.8125)10=10010.11 整数部分（除2取余法） 小数部分（乘2取整法） 2 18 ...o. 余0 0.8125 2 余1 ×2 2 4 余0 1.625 整数部分=1 ×2 2 2 余0 1.25 整数部分=1 余1 ×2 0.25 …整数部分-0 10010 110

1 mod2-mod10换算 mod.2 mod.10 27.25 mod.2 mod.10 11011.01 1 1 0 1 1 0 1 个位 ×2 4 ×2 3 ×2 2 ×2 1 ×2 0 ×2 -1 ×2 -2 + + + + + + [例] (11011.01)2 = mod.10 mod.2 [例] (18.8125)10 = 10010.11 整数部分(除2取余法) 小数部分(乘2取整法) 2 18 ...... 余0 2 ...... 9 余1 2 ...... 4 余0 2 ...... 2 余0 1 ...... 余1 10010 0.8125 × 2 1.625 ...... 整数部分=1 × 2 1.25 ...... 整数部分=1 × 2 0.25 ...... 整数部分=0 110

mod8-mod10换算 mod.8 mod.10 【例](1246.12)8=678.15625 个位 mod.8 mod.10 1246.12 1×83+2×82+4×81+6×80+1×8-+2X8-2 mod.10 mod.8 [例](678.15610=1246.117 整数部分（除8取余法） 小数部分（乘8取整法） 8 678 …余6 0.156 8 84 …余4 ×8 8 10 余2 1.248 整数部分=1 ×8 余1 1.984 整数部分=1 ×8 7.872 …整数部分=7 1246 117

2 mod8-mod10换算 mod.8 mod.10 678.15625 mod.8 mod.10 1246.12 1 2 4 6 1 2 个位 ×8 3 ×8 2 ×8 1 ×8 0 ×8 -1 ×8 -2 + + + + + [例] (1246.12) 8 = mod.10 mod.8 [例] (678.156)10 = 1246.117 整数部分(除8取余法) 小数部分(乘8取整法) 8 678 ...... 余6 8 ...... 84 余4 8 ...... 10 余2 1 ...... 余1 1246 0.156 × 8 1.248 ...... 整数部分=1 × 8 1.984 ...... 整数部分=1 × 8 7.872 ...... 整数部分=7 117

3 mod16-mod10换算 mod.16 mod.10 [例(314.12)16=788.07031 个位 mod.16 mod.10 314.12 3×162+1×161+4×160+1×161+2×16-2 mod.10 mod.16 I例(314.31)10=13A.4F 整数部分（除16取余法） 小数部分（乘16取整法） 0.31 16314 .余10→A ×16 1619 …余3 4.96 整数部分=4 1 …余1 ×16 15.36 整数部分=15→F 13A 4F

3 mod16-mod10换算 mod.16 mod.10 788.07031 mod.16 mod.10 314.12 3 1 4 1 2 个位 ×162 ×161 ×160 ×16-1 ×16-2 + + + + [例] (314.12)16 = mod.10 mod.16 [例] (314.31)10 = 13A.4F 整数部分(除16取余法) 小数部分(乘16取整法) 16 314 ...... 余10→A 16 ...... 19 余3 1 ...... 余1 13A 0.31 × 16 4.96 ...... 整数部分=4 × 16 15.36 ...... 整数部分=15→F 4F

mod2-mod8换算 mod.2 mod.8 [例](11101.1101)2=(35.64)8 ●规则：3位并1位计数方向：左←-.→右 位数不足补0 mod.2 011101.110100 mod.8 3 5 6 mod.8 mod.2 I例(45.61)s= (100101.1100012 ●规则：1位拆3位 mod.8 5.6 1 mod.2 100101.110001

4 mod2-mod8换算 mod.2 mod.8 (35.64)8 [例] (11101.1101)2 = (100101.110001) 2 mod.8 mod.2 [例] (45.61)8 = ● 规则：3位并1位 计数方向：左← . →右 位数不足补0 mod.2 0 1 1 1 0 1 . 1 1 0 1 0 0 mod.8 3 5 . 6 4 ● 规则：1位拆3位 mod.8 4 5 . 6 1 mod.2 1 0 0 1 0 1 . 1 1 0 0 0 1

5 mod2-mod16换算 mod.2 mod.16 [例(111101.010111)2= (3D.5C)16 ●规则：4位并1位计数方向：左←-.→右 位数不足补0 mod.2 0011 1101·01011100 mod.16 3 D 5 C mod.16 mod.2 [例(4B.61)16=(1001011.01100001)2 ●规则：1位拆4位 mod.16 4 B· 6 mod.2 0100 1011.01100001

5 mod2-mod16换算 mod.2 mod.16 (3D.5C)16 [例] (111101.010111)2 = (1001011.01100001) 2 mod.16 mod.2 [例] (4B.61)16 = ● 规则：4位并1位 计数方向：左← . →右 位数不足补0 mod.2 0 0 1 1 1 1 0 1 . 0 1 0 1 1 1 0 0 mod.16 3 D . 5 C ● 规则：1位拆4位 mod.16 4 B . 6 1 mod.2 0 1 0 0 1 0 1 1 . 0 1 1 0 0 0 0 1

二进制数的运算 ()二进制数的算术运算 二进制数：逢二进一借一为二 加法规则 减法规则 0+0=0 0-0=0 0+1=1 0-1=1(借位1) 1+0=1 1-0=1 1+1=0 (进位1) 1-1=0

（1）二进制数的算术运算 二进制数：逢二进一 借一为二 加法规则 减法规则 0 + 0 = 0 0 - 0 = 0 0 + 1 = 1 0 - 1 = 1（借位1） 1 + 0 = 1 1 - 0 = 1 1 + 1 = 0 （进位1） 1 - 1 = 0 二进制数的运算

二进制数的运算 (1)二进制数的算术运算 二进制数：逢二进一借一为二 乘法规则 除法规则 0×0=0 0÷0 (无意义) 0×1=0 0÷1=0 1×0=0 1÷0 (无意义) 1×1=1 1÷1=1

（1）二进制数的算术运算 二进制数：逢二进一 借一为二 乘法规则 除法规则 0  0 = 0 0 ÷ 0 （无意义） 0  1 = 0 0 ÷ 1 = 0 1  0 = 0 1 ÷ 0 （无意义） 1  1 = 1 1 ÷ 1 = 1 二进制数的运算