第2章計算機硬件基礎2.1*邏輯代數2.2計算基礎2.3計算機的產生、發展和分類2.4微型計算機2.5主機系統2.6外部設備2.7微機的配置、選購、組裝、升級與維護2.1*邏輯代數

2.1.1思維方式和邏輯運算所謂的邏輯：是指實物因果之間所遵循的規律，是現實中普適的思維方式。邏輯的基本表現形式是命題和推理。命題：有具體意義且能夠判斷真假的陳述句。命題的真值:

命題所具有的值“真”(true，簡記為T)或“假”（false,簡記為F）稱為其真值。

判斷下列命題哪些是命題？是命題的判斷其真值（1）蚊子是鳥類動物。（2）禁止吸煙！（3）4即是奇數也是偶數。（4）現在開會嗎？（5）X+5>0。（6）離散數學是計算機學科的一門必修課。

答案：（1）（3）（6）是命題，（1）的真值為假，（3）的真值為假，（6）為真。復雜命題的推理可被認為是關于命題的一組邏輯運算的過程基本的邏輯運算包括“與”、“或”、“非”、“異或”等等。AND與:當X和Y都為真時，XANDY結果為真，其他情況為假。OR或：當X和Y都為假時，XORY結果為假，其他情況為真。NOT

非：當X真時，NOTX為假；當X假時，NOTX為真。XOR異或：當X和Y都為真或都為假時，XXORY為假，否則為真。例：A:郭德綱是一名足球運動員。B:郭德綱是一名乒乓球運動員AANDB:郭德綱是一名足球運動員并且是一名乒乓球運動員．AORB:郭德綱是一名足球運動員或者是一名乒乓球運動員。NOTA:郭德綱不是一名足球運動員。ABAANDBAORBNOTAAXORB11

1100100101010111000010現實中的命題判斷和推理以及數學中的邏輯均可以用0和1來表達和處理，0表示假，1表示真，各種邏輯運算表示如下：ABY與邏輯符號

利用二極管實現與門電路

根據二極管的單向導通特性設計與門電路。+5VD2D1ABYR1K與門2.1.20和1與電子元器件ABY與門+ABY或門YA非門+ABY或非門ABY與非門邏輯門2.2

計算機常用的數制及編碼1.數制（計數制）：指用一組固定的符號和統一的規則來表示數值的方法。2.基數：在一種數制中，只能使用一組固定的數字符號表示數目的大小，具體使用多少個數字或符號來表示數目的大小，就稱為該數制的基數。3.位權：在某進位制中，處于不同數位的數碼，代表不同的數值，某一個數位的數值是由這位數碼的值乘上這個位置的固定常數構成，這個固定常數稱為“位權”。2.2.1

數制及其表示10二進制數的特點：最多只有兩個不同的數字符號，即0和1。逢二進一。

(基數為二，逢二進一，借一為二。)二進制優點：0，1兩個狀態易物理實現；運算規則簡單。算術運算與邏輯運算容易溝通。0+0=01+0=10+1=11+1=04常用的進位計數值及其表示(1).十進制：特點：由十個數字0,1,2……8，9組成

逢十進一。十進制數的位權…10410310210110010-110-210-3…1234.512=1×103+2×102+3×101+4×100+5×10-1+1×10-2+2×10-3(2).二進制：特點：由二個數字0，1組成

逢二進一二進制數的位權

……24232221202-12-22-3……例：1010.101B=1×23+0×22+1×21+0×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3(3).八進制：特點：由八個數字0,1,2,3,4,5,6,7組成,逢八進一。八進制數的位權…84838281808-18-28-3…(101.1)8＝1×82＋0×81＋1×80＋1×8-1＝(65.125)10(4).十六進制：特點：由十六個數字0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F組成,逢十六進一。十六進制

(101.1)16＝1×162＋0×161＋1×160＋1×16-1＝(257.0625)102.2.2

不同進制數之間的轉換二進制八進制十進制十六進制二進制數與其它數制的對照表二進制

十進制

八進制

十六進制00000000001111001022200113330100444010155501106660111777100081081001911910101012A10111113B11001214C11011315D11101416E11111517F

十進制整數轉換為二進制整數規則：除二取余，直到商為零為止，倒排。例：將十進制數86轉化為二進制

2|86……0 2|43……12|21……1 2|10……02|5……1 2|2……02|1……10所以,(86)10=(1010110)21.十進制與二進制規則：乘二取整，直到小數部分為零或給定的精度為止，順排。例：將十進制數0.875轉化為二進制數

0.875

╳2

1.750.75

╳2

1.50.5

╳2

1.0所以(0.875)10=(0.111)2

十進制小數轉換為二進制小數1.十進制與二進制例：(1999.8)10=1╳103+9╳102+9╳101+9╳100+8╳10-1“權”(1101.1)2=1╳23+1╳22+0╳21+1╳20+1╳2-1

=（8+2+1+0.5+0.25）10=（11.75）10二進制數轉換為十進制數規則：按“權”展開，求和。1.十進制與二進制二進制轉換為八進制方法——三合一法整數部分：自右向左，三個一組，不夠補零，每組對應一個八進制數碼。小數部分：自左向右，三個一組，不夠補零，每組對應一個八進制數碼。例如：將（10100101.10111）2轉換成八進制數。（10100101.10111）2=(010

100

101.101

110)2

=（245.56）8

2.二進制與八進制20方法——一分為三法八進制01234567

二進制000001010011100101110111

例如：將（207.54）8轉換成二進制：

207.54010000111.101100

所以，（207.54）8=（010000111.101100）2=（10000111.1011）2八進制轉換為二進制2.二進制與八進制二進制轉換為十六進制方法——四合一法整數部分：自右向左，四個一組，不夠補零，每組對應一個十六進制數碼。小數部分：自左向右，四個一組，不夠補零，每組對應一個十六進制數碼。

(11001111.01111)2

=(1100

1111.0111

1000)2

=(CF.78)163.二進制與十六進制十六進制轉換成二進制方法——一分為四法十六進制01234567二進制00000001001000110100010101100111十六進制89ABCDEF二進制10001001101010111100110111101111例如（1E4.2A）16=（0001

1110

0100.0010

1010）2=（111100100.0010101）23.二進制與十六進制2.2.3存儲數據的組織方式1.位（bit）：是計算機存儲數據的最小單位。機器字中一個單獨的符號“0”或“1”被稱為一個二進制位，它可存放一位二進制數。

2.字節（Byte，簡稱B）：字節是計算機存儲容量的度量單位，也是數據處理的基本單位，8個二進制位構成一個字節。一個字節的存儲空間稱為一個存儲單元。

3.字（Word）：計算機處理數據時，一次存取、加工和傳遞的數據長度稱為字。一個字通常由若干個字節組成。

4.字長（WordLong）：中央處理器可以同時處理的數據的長度為字長。字長決定CPU的寄存器和總線的數據寬度。現代計算機的字長有8位、16位、32位、64位，字長越長，計算機精度就越高。5.存儲容量2.2.4

數值信息在計算機內的表示1.定點數

定點數指小數點在數中有固定的位置。符號位“0”表示正、“1”表示負

定點整數

10101100S小數點無符號位S小數點

定點小數

（1）機器數和真值機器數是把符號"數字化"的數,是數字在計算機中的二進制表示形式。帶符號位的機器數對應的數值稱為機器數的真值。（2）原碼原碼表示法是機器數的一種簡單的表示法。其符號位用0表示正號，用：1表示負號，數值一般用二進制形式表示（3）反碼如果機器數是正數，則該機器數的反碼與原碼一樣；如果機器數是負數，則該機器數的反碼是對它的原碼（符號位除外）各位取反而得到的。（4）補碼如果機器數是正數，則該機器數的補碼與原碼一樣；如果機器數是負數，則該機器數的補碼是對它的原碼（除符號位外）各位取反，并在未位加1而得到的。2.實數的表示0100101011數符尾數階符階碼計算機中實數一般用浮點數表示。

浮點數指小數點在數中位置不固定。一個浮點數由階碼（指數）和尾數兩部分組成。階碼：尾數中的小數點應當向左或向右移動的位數。尾數：表示數值的有效數字，其小數點約定在數符和尾數之間。

例：100.101=2+3×0.100101

2.2.5

文字信息在計算機內的表示1.西文字符

ACSII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)128個常用字符，用7位二進制編碼，從0到127

控制字符：0～32，127；普通字符：94個。例如：“a”字符的編碼為1100001，對應的十進制數是97；換行0AH10

回車0DH13

空格 20H 32‘0’～‘9’30H～39H 48～57‘A’～‘Z’41H～5AH 65～90‘a’～‘z’ 61H～7AH 97～1222.漢字編碼(1)漢字輸入碼

音碼類全拼、雙拼、微軟拼音、自然碼和智能ABC等 形碼類五筆字型法、鄭碼輸入法等。(2)漢字國標碼(GB2312－80)

每個漢字占兩個字節。 一級漢字：3755個；二級漢字：3008個。 漢字94×94的矩陣，即94個區和94個位，由區號和位號構成漢字的區位碼。區號位號漢字的國標碼與區位碼的關系：

每個漢字的區號和位號各加32(20H)就構成了國標碼加32的原因：為了與ASCII碼兼容，每個字節值大于32