1、計算機硬件技術基礎李 永計算機基礎教研室第第1 1章章21.1 1.1 微機概述微機概述1.2 1.2 計算機中的數據表示與編碼計算機中的數據表示與編碼1.3 1.3 微型計算機的邏輯電路基礎微型計算機的邏輯電路基礎1.4 1.4 微型計算機基本結構與工作原理微型計算機基本結構與工作原理1.5 1.5 例題解析例題解析第第1 1章章 緒緒 論論1.0 1.0 計算機發展概述計算機發展概述31.0 1.0 計算機發展概況計算機發展概況n 計算工具的發展過程計算工具的發展過程 手工到機械自動手工到機械自動 史前時期，我們的祖先就采用史前時期，我們的祖先就采用石塊石塊和和貝殼貝殼記數；記數； 唐代時

2、期，開始使用唐代時期，開始使用算盤算盤； 1717世紀，出現了世紀，出現了計算尺計算尺； 16421642年，法國數學家年，法國數學家PascalPascal創造了的創造了的機械計算器機械計算器； 18221822年，英國數學家巴貝奇設計出年，英國數學家巴貝奇設計出差分機差分機和和分析機分析機； 機械計算到電動計算機械計算到電動計算 18841884年，美國人霍雷斯，第一臺年，美國人霍雷斯，第一臺電動計算機電動計算機, ,用于人口普查；用于人口普查； 機電全自動到電子數字機電全自動到電子數字 19461946年，第一臺數字式計算機年，第一臺數字式計算機ENIACENIAC誕生在美國。誕生在美國

3、。41642年年 Pascal 加法器加法器1822年年 巴貝奇巴貝奇 差分機差分機18331833年年 巴貝奇巴貝奇 分析機分析機唐朝唐朝51880018800個電子管個電子管7000070000個電阻個電阻15001500個繼電器個繼電器體重達體重達3030噸噸占地占地167m2 167m2 50005000次次/ /秒秒功率功率150KW150KW1.0 計算機發展概況計算機發展概況6第一代第一代（19461957）電子管電子管5千千4萬（次萬（次/秒）秒）第二代第二代（19581964）晶體管晶體管幾十萬幾十萬百萬（次百萬（次/秒）秒）第三代第三代（19651971）集成電路集成電路百

4、萬百萬幾百萬（次幾百萬（次/秒）秒）第四代第四代（1971至今）至今）大規模和超大大規模和超大規模集成電路規模集成電路 幾百萬幾百萬幾億（次幾億（次/秒）秒）1.0 計算機發展概況計算機發展概況7o 四代計算機比較年代基本器件應用范圍19461958電子管科研院校進行科學運算19581964晶體管工礦企業、機關事務進行數據處理工業控制19641971集成電路出現了小型機1971至今LSI、VLSI深入到社會的各個領域，出現了微機1.0 計算機發展概況計算機發展概況8o 計算機第一定律摩爾定律1965年，美國人戈登摩爾(Gordon Moore)在準備一個關于計算機存儲器發展趨勢的報告整理資料時

5、，發現了一個驚人的趨勢：“在每18個月內，集成電路的性能翻一番，集成晶體管的數量翻一番，集成電路的價格下降一半”。這就是著名的摩爾定律，該定律成為許多工業對于性能預測的基礎。1.0 計算機發展概況計算機發展概況9巨型化巨型化微型化微型化網絡化網絡化智能化智能化ENIACCray-1巨型機 銀河-1向量機1.0 計算機發展概況計算機發展概況101.1 1.1 概述概述o 計算機系統計算機系統是一個由硬件、軟件組成的復雜的電子裝置，它能夠存儲程序和原始數據、中間結果和最終運算結果，并自動完成運算，是一種能對各種數字化信息進行處理的“信息處理機”。o 利用計算機不僅能夠完成數學運算，而且還可以進行邏

6、輯運算，同時還具有推理判斷的能力。因此，人們又稱它為“電腦”。現在，科學家們正在研究具有“思維能力”的智能計算機。11n 微處理器微處理器（Microprocessor），簡稱P或MP，是由一片或幾片大規模集成電路組成的具有運算器和控制器的中央處理機部件，即CPU（Certal Processing Unit）。微處理器本身并不等于微型計算機，它僅僅是微型計算機中央處理器，有時為了區別大、中、小型中央處理器（CPU）與微處理器，把前者稱為CPU，后者稱為MPU（Microprocessing Unit）。n 微型計算機微型計算機（Microcomputer），簡稱C或MC，是指以微處理器為核心

7、，配上由大規模集成電路制作的存儲器、輸入/輸出接口電路及系統總線所組成的計算機。n 微型計算機系統微型計算機系統（Microcomputer System），簡稱CS或MCS，是指以微型計算機為中心，以相應的外圍設備、電源、輔助電路以及控制微型計算機工作的系統軟件所構成的計算機系統。 微型計算機微型計算機122.2. 微型計算機系統的主要性能指標微型計算機系統的主要性能指標 字長字長 內存容量內存容量 指令系統指令系統 運算速度運算速度 容許配置的外設數量容許配置的外設數量 系統軟件的配置系統軟件的配置133.3. 微型計算機的發展簡史微型計算機的發展簡史o 第第1 1代代：4 4位和低檔位和

8、低檔8 8位微機位微機n I4004I4040I8008I4004I4040I8008o 第第2 2代代：中高檔：中高檔8 8位微機位微機n M6800M6800、 I8080I8080、Z80Z80、I8085I8085n Apple-II Apple-II 微機、微機、MCS-48MCS-48、MCS-51MCS-51系列系列o 第第3 3代代：1616位微機位微機 M68000M68000、Z8000Z8000n I8086/ 8088 80286I8086/ 8088 80286， IBM PCIBM PC系列機系列機14o 第第4代代：32位微機位微機n I80386 80486 P

9、entium Pentium II Pentium III Pentium 4o 第第5代代：64位微機位微機n Titanium 、64位位RISC微處理器芯片微處理器芯片154.4. 微型計算機的新技術微型計算機的新技術 流水線技術流水線技術 芯片上存儲管理技術芯片上存儲管理技術 虛擬存儲管理技術虛擬存儲管理技術 并行處理的哈佛結構并行處理的哈佛結構 RISC結構結構 整片集成技術整片集成技術 多媒體技術多媒體技術161.1.2 1.1.2 微型計算機的特點微型計算機的特點1.1. 功能強功能強2. 2. 可靠性高可靠性高3. 3. 價格低廉價格低廉4. 4. 適應性強，系統設計靈活適應性

10、強，系統設計靈活5. 5. 周期短、見效快周期短、見效快6. 6. 體積小、重量輕、耗電省體積小、重量輕、耗電省7. 7. 維護方便維護方便171.21.2 計算機中的數據表示與編碼計算機中的數據表示與編碼 編碼: 用少量、簡單的基本符號，選用一定的組合規則，來表示大量復雜多樣的信息。 在計算機中，廣泛采用的是僅用“0”和“1”兩個基本符號組成的基基2碼碼，亦稱為二進制碼二進制碼。這是由于以下三個原因：n 基2碼在物理上最容易實現。n 基2碼用來表示二進制數，其編碼、加減運算規則簡單。n 基2碼的兩個符號“1”和“0”正好與邏輯數據“真”與“假”相對應，為計算機實現邏輯運算帶來了方便。181.

11、2.1 數和數制數和數制1. 數制與進位記數法數制與進位記數法 w 十進制十進制: 逢十進一逢十進一 0,1,9,10w二進制二進制: 逢二進一逢二進一 0,1,10w八進制八進制: 逢八進一逢八進一 0,1,7,10w十六進制：十六進制：逢十六進一逢十六進一 0,1,9,A,B,C,D,E,F,10例例: (892)10 或或 (892)D例例: (10010)2 或或 (10010)B 例例: (71)8 或或 (71)O 例例: (3A)16 或或 (3A)H192. 數制轉換數制轉換w 二、八、十六進制二、八、十六進制 十進制十進制w 十進制十進制 二、八、十六進制二、八、十六進制w

12、二進制二進制 八、十六進制八、十六進制w 八、十六進制八、十六進制 二進制二進制20(1) 二二(八、十六八、十六)進制進制 十進制十進制: 按權展開相加按權展開相加w二進制：二進制：2n23 22 21 20 . 2-1 2-2 2-mw八進制：八進制：8n83 82 81 80 . 8-1 8-2 8-mw十六進制十六進制：16n163 162 161 160 . 16-1 16-2 16-m各種進制位權如下各種進制位權如下:21(1101.1)2 =123+122+021+120+12-1= (13.5)10(371.2)8 =3 82+7 81+1 80+2 8-1= 192+56+1

13、+0.25=(249.25)10(4E.8)16 =4 161+14 160+8 16-1= 64+14+0.5=(78.5)1022整數部分整數部分: 除除 2 (8,16) 取余取余 小數部分小數部分: 乘乘 2 (8,16) 取整取整(2) 十進制十進制 二、八、十六進制二、八、十六進制 例例 (77.25)10 = (1001101 . 01)2 = (115 . 2)8 = (4D . 4)16237 7 0 . 2 5 20 . 5 0 21 . 0 01001101. 01(77.25)10 = ()2余數余數23 8(11 9 2(029(124(122(021(02 0 (1

14、247 7115. 0 . 2 5 82 . 0 02(77.25)10 = ()8余數余數89( 581( 180( 1254D. 0 . 2 5 164 . 0 04(77.25)10 =()16 余數余數7 7164( 13160( 426(3) 二進制二進制八進制八進制: 3位合并成位合并成1位位十六進制十六進制: 4位合并成位合并成1位位例例:(1 0 0 1 1 0 1 . 0 1 )25112(1 0 0 1 1 0 1 . 0 1 )2D44= ()8115.2= ()164D.427例例:(1 1 5 . 2 )8 = ()21 001 101.010(4 D . 4 )16

15、 = ()2100 1101.0100八進制八進制十六進制十六進制 二進制二進制1位拆分為位拆分為3位位1位拆分為位拆分為4位位(4)281.2.2 計算機中帶符號數的表示方法計算機中帶符號數的表示方法 機器碼：機器碼：數值在計算機中的表示形式數值在計算機中的表示形式 (二進制二進制)。例：例： 1001 110029機器數的特點：機器數的特點： 表示的數的范圍受計算機字長的限制；表示的數的范圍受計算機字長的限制； 例例 計算機字長為計算機字長為8位時位時, 無符號數的范圍是無符號數的范圍是 0000 00001111 1111 （0255） 符號位被數字化符號位被數字化 （正號：（正號：0

16、負號：負號：1） 小數點處于約定的位置小數點處于約定的位置例例 計算機字長為計算機字長為8位時位時, 有符號數的范圍是有符號數的范圍是 1 111 11110 111 1111（-127+127）定點數：小數點的位置固定不變。定點數：小數點的位置固定不變。浮點數：小數點的位置允許浮動。浮點數：小數點的位置允許浮動。30原碼原碼反碼反碼補碼補碼機器數的三種表示機器數的三種表示31原原 碼碼 表示方法表示方法符號位用符號位用0或或1表示，數值部分不變表示，數值部分不變例例: (設機器字長為設機器字長為8位位) 13的原碼為的原碼為 0 0001101 -13的原碼為的原碼為 1 0001101 0

17、的原碼表示的原碼表示(兩種方法兩種方法)+0原原=00000000-0 原原=1000000032反反 碼碼 表示方法表示方法 0的反碼表示的反碼表示(兩種方法兩種方法)X0時，時，X反反= X原原X0時，時，X補補= X原原X0時，時，X補補= X反反+1+0補補=00000000-0補補=11111111+1=000000003435數的表示范圍 一個機器字對于8位機原碼 （271） （27-1）+127127反碼 （271） （27-1）+127127補碼 （271） 27+127128對于16位機和32位機可以類推例例1.11 機器字長n=8位，x=+56D，求x補，結果用十六進制表示

18、。解解 : 因為機器字長是8位，其中符號占了1位，所以數值部分應占7位： +56D=+0111000B，則+56補=0 0111000B=38H例例1.12 機器字長n=8位，x= - 56D ，求x補，結果用十六進制表示。解解: 因為機器字長是8位，其中符號占了1位，所以數值部分應占7位： -56D= - 0111000B，則-56補=1 1001000B=0C8H注意：注意：匯編語言中，為了區別指令碼和數據，規定AF開始的數據前面加零。例例 題題36例例1.13 機器字長n=16位，x=+56D，求x補，結果用十六進制表示。解: 因為機器字長是16位，其中符號占了1位，所以數值部分應占15

19、位： +56D=+111000B=+000 0000 0011 1000， 則+56補=0 000 0000 0011 1000B=0038H例例1.14 機器字長n=16位，x=-56D ，求x補，結果用十六進制表示。 解解: 因為機器字長是16位，其中符號占了1位，所以數值部分應占15位： -56D=-111000B=-000 0000 0011 1000， 則-56補=1 111 1111 1100 1000B=0FFC8H 例例 題題37 補碼加法補碼加法X+Y補補 = X補補 + Y補補 （mod 2n） 補碼減法補碼減法X-Y補補 = X補補 + -Y補補二進制數補碼的運算二進制數

20、補碼的運算38例例1.15用補碼進行下列運算：(+33)+(+15)；(-33)+(+15)；(+33)+(-15)；(-33)+(-15)。解+33D=+0100001B，+33補 = 0 0100001+15D=+0001111B，+15補 = 0 0001111-33D=-0100001B，-33補 = 1 1011111-15D=-0001111B，-15補 = 1 1110001 0 0100001 +33補 1 1011111-33補+0 0001111+15補 + 0 0001111+15補0 0110000+48補 1 1101110-18補 0 0100001 +33補1 1

21、011111 -33補+ 1 1110001 -15補 +1 1110001 -15補(1) 0 0010010 +18補 (1) 1 1010000 -48補進位，丟掉進位，丟掉39進位，丟掉例例1.17設x= +64D，y = +10D，用補碼計算x-y，結果用十進制形式表示。解x=+1000000B，x補 = 0 1000000y=+0001010B，-y補= 1 11101100 1000000 x補 + 1 1110110-y補 (1) 0 0110110 x-y補x-y補= 0 0110110所以x-y= + 0110110B=+54D40(1)定點純整數：小數點的位置在所有數字之

22、后定點純整數：小數點的位置在所有數字之后(2)定點純小數：小數點的位置在所有數字之前定點純小數：小數點的位置在所有數字之前1.2.3 定點數與浮點數定點數與浮點數41階符階符階碼階碼數符數符尾數尾數定點純整數定點純整數定點純小數定點純小數0 或或 1(3) 浮點數浮點數4243數的定點和浮點表示尾數部分尾數部分階符階符Jf Jf 階碼階碼J J 數符數符Sf Sf 尾數尾數( (也叫有效數也叫有效數)S)S階碼部分階碼部分其中階碼一般用補碼定點整數表示，尾數一般用補其中階碼一般用補碼定點整數表示，尾數一般用補碼或原碼定點小數表示。碼或原碼定點小數表示。 為保證不損失有效數字，一般對尾數進行為保

23、證不損失有效數字，一般對尾數進行規格化處理規格化處理，即即保證尾數的最高位是保證尾數的最高位是1 1，實際大小通過階碼來進行調整實際大小通過階碼來進行調整。相同位數時相同位數時, ,浮點數表示的數值范圍要比定點數表示浮點數表示的數值范圍要比定點數表示大得多。大得多。44 例例 某計算機用某計算機用3232位表示一個浮點數，格式如下：位表示一個浮點數，格式如下：8位補碼定點整數24位補碼定點小數 階符 階 碼 數符 尾 數 31 30 24 23 22 0已知某數已知某數X X的機器碼為的機器碼為“0000100110111111010100000000000000001001101111110

24、101000000000000”, ,則其真值為：則其真值為：信息工程教研室45 例例 某計算機用某計算機用3232位表示一個浮點數，格式如下：位表示一個浮點數，格式如下：8位補碼定點整數24位補碼定點小數 階 符 階 碼 數符 尾數 31 30 24 23 22 0 已知某數已知某數X X的機器碼為的機器碼為 0 0000100100010011 101111110101000000000000,01111110101000000000000,則其真值為：則其真值為：X=(X=(1.011111101010000000000001.01111110101000000000000) )補補2

25、2(00001001)(00001001)補補 =(1.10000001011000000000000)=(1.10000001011000000000000)原原2 2（0000100100001001）補）補 =-0.10000001011=-0.100000010112 29 9 =(-100000010.11) =(-100000010.11)2 2 =(-258.75) =(-258.75)10101. BCD碼碼(二二十進制碼十進制碼)w是一種用二進制編碼表示十進制數的編碼方法是一種用二進制編碼表示十進制數的編碼方法w最常用的最常用的BCD碼是碼是8421碼碼.用用4位二進制編碼表

26、示位二進制編碼表示1位十進制數位十進制數.例如例如: (5 2 9)10=(0101 0010 1001)BCD1.2.4 十進制數的編碼十進制數的編碼462. BCD碼的加減運算碼的加減運算 BCD碼的運算規則：當兩個碼的運算規則：當兩個BCD碼相加，如果和等碼相加，如果和等于或小于于或小于1001，即，即9H，不需要修正；如果相加之和在，不需要修正；如果相加之和在1010到到1111即即0AH0FH之間，則需加之間，則需加6H加以修加以修正；如果相加時本位產生了進位，則需加正；如果相加時本位產生了進位，則需加6H加以修正。加以修正。 47例例1.20利用BCD碼計算4+5。解(4)BCD=

27、0100，(5)BCD=0101運算過程如下： 0 1 0 04+）0 1 0 15 1 0 0 19例例1.21利用BCD碼計算計算5+7。解(5)BCD=0101，(7)BCD=0111運算過程如下：例例1.22利用BCD碼計算計算8+9。解(8)BCD=1000，(9)BCD=1001運算過程如下： 1 0 0 08+） 1 0 0 1910 0 0 1 結果大于9+） 0 1 1 0 加6修正10 1 1 117 0 1 0 15+）0 1 1 17 1 1 0 0結果大于9+）0 1 1 0 加6修正 10 0 1 012(進位)481.2.5 ASCII1.2.5 ASCII字符代

28、碼字符代碼1.ASCII1.ASCII碼碼 西文字符在計算機內的二進制表示西文字符在計算機內的二進制表示兩種版本兩種版本編碼順序編碼順序7 7位版本：用位版本：用7 7個二進制位代表一個字符個二進制位代表一個字符(128(128個個) )8 8位版本位版本: :控制字符空格數字控制字符空格數字0909大寫字母大寫字母AZAZ小寫字母小寫字母azaz49表1.2 ASCII字符表16進制高位進制高位0123456716進制低位進制低位0NULDLESP0P/p1SOHDC1!1AQaq2STXDC22BRbr3ETXDC3#3CScs4EOTDC4$4DTdt5ENQNAK%5EUeu6ACKS

29、YN&6FVfv7BELETB7GWgw8BSCAN(8HXhx9HTEM)9IYiyALFSUB*:JZjzBVTESC+;KkCFFFS,NNFSTUS/?O-oDEL50 完成基本邏輯運算的電路稱為門電路，邏輯代數的與、或、非三種基本運算對應著三種邏輯電路，分別稱為與門、或門、非門。 除了上述三種基本電路外，還可以把它們組合起來，實現功能更為復雜的邏輯門。其中，常見的有與非門、或非門、與或門、與或非門、異或門、異或非門等，這些門電路又稱復合門電路。n 邏輯電路邏輯電路1.3 微型計算機的邏輯電路基礎微型計算機的邏輯電路基礎51邏輯電路 邏輯電路由三種基本門電路組成，分別為：o 與

30、門 與門是一個能夠實現邏輯乘法運算的、具有多端輸入、單端輸出的邏輯電路。 邏輯函數式是： Y=AB或Y=AB或AB2 2輸入與門輸入與門52邏輯電路o 或門 或門是一個能夠實現邏輯加運算的、具有多端輸入而單端輸出的邏輯電路。 其邏輯函數式是： Y=AB或AB2 2輸入或門輸入或門53邏輯電路o 非門（反相器） 非門是一個能夠完成邏輯非運算的、具有單端輸入和單端輸出的邏輯電路。 其邏輯函數式是： Y=A非門非門54 在上述三個基本門電路的基礎上，還可以組合成復合門電路：o 與非門 與非門是一個能夠完成邏輯與非運算的多端輸入、單端輸出的邏輯電路。 其邏輯函數式是： Y=AB或AB2 2輸入與非門輸

31、入與非門邏輯電路55o 或非門 或非門是一個能夠完成邏輯或非運算的多端輸入、單端輸出的邏輯電路。 其邏輯函數式是： Y=AB或AB2 2輸入或非門輸入或非門邏輯電路56o 異或門 異或門是一個能夠完成邏輯異或運算的多端輸入、單端輸出的邏輯電路。 其邏輯函數式是： Y=A B或Y=ABAB異或門異或門邏輯電路57基本邏輯部件o 算數邏輯單元（ALU） 目前，計算機硬件能直接完成的算術邏輯運算，大致有加、目前，計算機硬件能直接完成的算術邏輯運算，大致有加、 減、減、 乘、乘、 除、除、 邏輯與、邏輯或、邏輯非、邏輯異或等。這些功能的實現邏輯與、邏輯或、邏輯非、邏輯異或等。這些功能的實現都是建立在算

32、術邏輯單元的基礎上的。下圖為都是建立在算術邏輯單元的基礎上的。下圖為ALU兩種常用的符號兩種常用的符號表示，其中表示，其中A、B為輸入端，為輸入端，S為運算結果，為運算結果，CON為控制信號。為控制信號。 ABSALUCONALUSABCON581.3 1.3 微型計算機的邏輯電路基礎微型計算機的邏輯電路基礎1.3.1 1.3.1 觸發器觸發器o 觸發器觸發器（Trigger）是計算機的記憶裝置的基本單元，也是構成時序電路的基礎。在計算機中用觸發器來存儲數據，1個觸發器存儲1位二進制數。o 觸發器的種類很多。按時鐘控制方式分，有電位觸發、邊沿觸發、主從觸發等方式。按功能分類，有R-S型、D型、

33、J-K型等。59基本邏輯部件觸發器 R-S觸發器當S0而R=1時，Q=1，稱為置位； 當S1而R=0時，Q=0，稱為復位； S端一般稱為置位端，R端一般稱為復位端60當當D端為高電位時，稱為置位；端為高電位時，稱為置位； 當當D端為低電位時，稱為復位；端為低電位時，稱為復位；基本邏輯部件觸發器D觸發器觸發器D輸入端10Q輸出10 輸出01QCP 有效時CPDQQ61基本邏輯部件觸發器 J-K觸發器觸發器當J=0，K=0，Q保持原狀，處于自鎖狀態；當J=0，K=1，Q=0，產生復位動作；當J=1，K=0，Q=1，產生置位動作；當J=1，K=1，Q為原狀態的反碼，產生翻轉。621.3.2 1.3.

34、2 寄存器寄存器 寄存器（寄存器（RegisterRegister）用于暫存數據、指令等。它是由觸發器和一些控制門組成的。1個觸發器就是一個1位寄存器，由n個觸發器可以組成1個n位寄存器。 1.1.緩沖寄存器緩沖寄存器（BufferBuffer） 用以暫存某個數據，以便在適當的時間節拍和給定的計算步驟將數據輸入或輸出到其它記憶元件中去。 2.2.移位寄存器移位寄存器（Shifting Register） 具有數碼寄存和移位兩個功能。在移位脈沖的作用下，能將其所存儲的數據逐位向或向右移動，以達到計算機在運行過程中所需的功能。633. 3. 計數器計數器（Counter） 是計算機、數字儀表中常用

35、的一種電路。它也是由若干個觸發器組成的寄存器，當一個計數脈沖到達時，它會按二進制數的規律累計脈沖數，使存儲在其中的數字加1。4. 4. 累加器累加器（Accumulator） 是一個由多個觸發器組成的多位寄存器，它并不進行加法運算，而是用以暫存每次在ALU中計算的中間結果。641.3.3 1.3.3 三態電路三態電路o由于記憶元件是由觸發器組成的，而觸發器只有兩個狀態：0和1，所以每條信號傳輸線只能傳送一個觸發器的信息（0或1）。如果一條信號傳輸線即能與一個觸發器接通，也可以與其斷開而與另外一個觸發器接通，則一條信息傳輸線就可以傳輸任意多個觸發器的信息了。三態輸出電路（或稱三態門）就是為了達到

36、這個目的而設計的。o三態輸出電路的符號如圖1.12所示。當選通端E為高電平時，A的兩種可能的電平（0和1）都可以順利的通到B端去，即E=1時，B=A。當選通端E為低電平時，A端與B端是不相通的，即它們之間存在著高阻狀態。65基本邏輯部件三態電路o當選通端當選通端E為高電平時，為高電平時，A的兩種可能的電平（的兩種可能的電平（0和和1）都可）都可以順利的通到以順利的通到B端去，即端去，即E=1時，時，B=A。當選通端。當選通端E為低電為低電平時，平時，A端與端與B端是不相通的，即它們之間存在著高阻狀態。端是不相通的，即它們之間存在著高阻狀態。EAB00高高 阻阻1高高 阻阻10011三態輸出電路

37、邏輯表三態輸出電路邏輯表三態輸出電路符號661.3.4 1.3.4 譯碼器譯碼器74LS138 74LS138 o 常見的二進制集成譯碼器有2：4譯碼器、3：8譯碼器、和416譯碼器。下面以3：8譯碼器為例說明譯碼器的結構和工作原理。o 3：8譯碼器的輸入是3位2進制代碼，分別用A2、A1、A0表示，有8種不同的狀態組合000、001、010111，分別譯成Y0、Y1、Y2Y7共8個輸出。o 譯碼器可以用來作多路分配器、地址譯碼器、或實現邏輯函數等。 67基本邏輯部件譯碼器3-8譯碼器的輸入是3位2進制代碼，分別用A2、A1、A0表示，有8種不同的狀態組合000、001、010111，分別譯成

38、Y0、Y1、Y2Y7共8個輸出。68基本邏輯部件譯碼器74LS138引腳和邏輯圖69基本邏輯部件譯碼器701.4 1.4 微型計算機基本結構與工作原理微型計算機基本結構與工作原理1.4.1 1.4.1 微型計算機系統的組成微型計算機系統的組成計計算算機機系系統統硬件硬件軟件軟件主機主機外部輸入輸出設備外部輸入輸出設備CPU存儲器存儲器運算器運算器控制器控制器ROMRAM系統軟件系統軟件應用軟件應用軟件711. 1. 馮馮諾依曼計算機諾依曼計算機馮馮諾依曼結構的基本思想諾依曼結構的基本思想 計算機至少由五部分組成計算機至少由五部分組成 指令和數據均以二進制方式存放在同一個指令和數據均以二進制方式存放在同一個存儲器中存儲器中運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備72存儲器存儲器輸入設備輸入設備輸出設備輸出設備運算器運算器控制器控制器數據流數據流控制流控制流馮馮諾依曼計算機結構諾依曼計算機結構 73w運算器運算器: 處理算術運算和邏輯運算處理算術運算和邏輯運算,簡稱算邏單元簡稱算邏單元 (ALU)w控制器控制器: 保證計算機系統的各個部件正確有序地執行程序保證計算機系統的各個部件正確有序地執行程序 w存儲器存儲器: 存儲程序和數據存儲程序和數據. 分為內部存儲器和外部存儲器分為內部存儲器和外部