计算机原理教案

授课形式培训章节 绪论使用教具 教学目的 掌握计算机平台的构成教学重点 计算机平台的组成 教学难点 计算机平台的构成 更新、补 充、删节 课外作业教学后记 教学过程主要教学内容及方法 教学方法与 教学方法设计 新课导入 新培训 计算机是一种能够根据指令对各类数 据和信息进行自动加工与处理的电子设 备。计算机既是电子计算机的简称。电子 计算机问世于20 世纪中叶，是人类更伟 大的科技发明之一。 一、计算机的特征 1．运算速率快 每秒几亿次 Cpu 存储器 2．计算机精度高 15 位有效数字 CPU 3．具有记忆功能 计算机无法记忆（存储）数据， 程序跟计算结果，并可对记忆的内 容进行随机存取。 4．具有逻辑判断功能 CPU 5．高度自动化 存储器 二、计算机的演进概况 1946．2 ENIAC 四个阶段 一代（1946~1958）电子管迟线或磁鼓 二代（1959~1964）晶体管 存储器机器语言 高级语言 三代（1965~1971）中小规模集成电路半导体 MSI：中体量集成 SSI：小规模集成 四代（1972~）大、超大规模集成电路 LSI：大规模集成 VSI：超大体量集成 三、计算机应用领域 1．科学计算 最早 （数值计算） 天气预报、地震预测、 火箭发射、飞机、轮船外型设计 2．信息处理（信息管理） 最广泛 对信息进行采集、加工、存储和传 递等工作。

如航空订票平台、情报检索系统、 银行、 证券、股市走势、OA 3．过程控制 锅炉炉温的自动控制、自动生产线 的控制、数控铣床 4．CAD、CAI、CAM CIMS：计算机集成制造系统 CAP：计算机辅助出版 5．人工智能 智能机器人 邮局自动分拣信件 操作系统 网络、 微处理器 Intel 4040 1993 64 pentiumP5 四、计算机的分类1．按功用和功能 通用 专用 2．按工作原理 数字 模拟 混合 3．按性能和体量 巨型、大型、中型、小、微、单片机 五、计算机的演进趋势 1．巨型化 2．微型化 3．网络化 4．智能化 六、计算机平台的构成 存储程序控制工作过程：原始数据和处理程序通过 输入仪器输入至计算机并保存于传输 器中，控制器执行程序指挥运算器从 内存中取出数据，处理后将结果放到 存储中，然后借助输出设备把存储器 中的结果输出。 输入设备 存储器 输出仪器 运算器 控制器 2．软件平台工具： 软件系统： 系统工具： 应用插件： 操作系统： 计算机平台的层次结构： 总结：主要讲计算机的特征、发展、 应用领域、分类、发展态势，计算机 的平台构成及软件组件间的联系。 硬、软件关系： 在计算机平台中，硬件跟工具互相 支持，协同工作。

软件与硬件在逻辑上是等效的，区 别在于速度、成本、可靠性、存储容 量等原因。 拓展： 计算机硬件跟工具交互联系是借助（ ）实现的。 硬件平台 系统工具 其它系统硬件 应用工具 授课方式授课章节 2.1~2.3使用教具 教学目的 １．了解常见的特征 ２．掌握各数制间的转化 ３．掌握二进制的特点 ４．掌握二进制数的运算规则 教学重点 二进制数的运算规则教学难点 各数制间的转化 更新、补 充、删节 课外作业教学后记 教学过程主要教学内容及方法 教学方法与 教学方法设计 导入新课 计算机的基本功能是对数据进行运算跟加工处理。计算机中的数据有两类： 一类是数值型数据，另一类是非数值勤型 数据。无论是数值型数据还是非数据型数 据，在计算机外部都是用二进制代码表示 数制数制 后缀 数码 基数（R） 1010 1616 取余数，直到商为0为止 十六 小数部份：反复乘以基数 取小数 例；49.625=( 对十进制转换成二进制数也可采 用“降幂法” 10 三位抵一位四位抵一位 100110101.11011B=( 三、二进制数的运算规则规则：逢二进一，借一当二 1、加法规则： 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0（进位为1） 例如： （10110110） 102、减法计算： 0-0=0 0-1=1 （退位为1） 1-0=1 1-1=0 10000B-1011B= 3、乘法运算： 10111101=4、除法运算 1011110110000 总结：主要讲数制的特征、数据间的转化、二 进制的运算规则。

11 课题序号 授课形式授课章节 2.42.5 使用教具 教学目的 掌握真值与原、反、补码间的转化。教学重点 原码、反码、补码间的相互转化 教学难点 原码、反码、补码间的相互转化 更新、补 充、删节 课外作业教学后记 12 授课主要内容或板书设计 定义纯整数：（8 机器数形式真值 最大 最小 最大 最小 原码 01111111 11111111 +127 -127 反码 01111111 10000000 +127 -127 补码 01111111 10000000 +127 -128 定点纯小数（8 机器数形式真值 最大 最小 最大 最小 原码 0.1111111 1.1111111 1-2 -7 -（1-2 -7 反码0.1111111 1.0000000 1-2 -7 -（1-2 -7 补码0.1111111 1.0000000 1-2 -7 -1 拓展： 例：1.一个码长为8 的原码最多可表示（ ）个十进制数。 2.十进-5 的补码（8 位）表示为（ ）。其反码表示为（ 补码表示；尾数含1位数符共8 位，补码表示，规格化。则浮点数所 能表示的最大正数是（ -113 教学过程主要教学内容及方法 教学方法与 教学方法设计 导入新课 在上面的探讨中，没有涉及小数点在机器中怎样表示的难题计算机原理教案下载，而实际上计算机 处理的大部分是带小数点的计算机原理教案下载，在计算机中 常运用两种方式表示数值，一种是定点表 示法，另一种是浮点表示法。

定点表示法定点小数:小数点隐含在最低数值位后。 定点小数：小数点隐含在符号位以后，最 高数值位之前 2．浮点表示法 小数点的位置不是固定的，而是浮动的， 任何一个二进进制数N 可以表示成： 尾数浮点数表示的方式不唯一，需规格化： 1/2S1 纯小数 尾数的更高位为1 -1S-1/2 用补码表示的尾数规 格化的特点是尾数数值位的最高位与符 号位相反。 定点、浮点表示非常： 相同的字长表示二进制数，浮点表示的范围比定点数表示的范围大 +111011 1011Ns Ns 14 例：将十进制7.5 表示成二进制浮点规格 尾数4）01101111 +100（-0.1100110）=-12.75 原码、反码、补码机器数：符号数字化的数 真值：原来带“+”号跟“-”号的数1．原码：真值的“+”和“-”用“0”和 “1”替代。数值位不变。 位机中表示范围：-127X+1272．反码：负数：原码的符号位不变，数 值位各位取反。正数的补码与原码相同。 位机中表示范围：-127X+1273．补码：负数：反码的末位加1。 正数的进制与原码反码相同。 位机中表示范围：-128X+127例：X1=0001011B X2=-1011111B X3=0 X4=-0 X1、X2、X3、X4的补码、反码、补 49AH展开补：010010011010 原：010011100110 总结：主要讲定点、浮点数的表示，原码、 反码、补码 讨论定点纯实数、纯小数（8 用原反补码表示的范围。

-0.3125 =-0.0101B 补码原码 真值 15 课题序号 授课方式授课章节 2.6常用编码 使用教具 教学目的 1、掌握BCD 码、ASCII 2、掌握汉字编码（输入码、交换码、机内码、字形码）教学重点 BCD 码、ASCII 码、机内码、国标码 教学难点 ASCII 码、机内码 更新、补 充、删节 课外作业教学后记 16 授课主要内容或板书设计 数据的传送及错误校正 （1）串行传递式 （2）并行传递式 （3）并、串传递式 （4）校验码 数据1 通路（受干扰或电路） 数据2 传递可能应出错，必须给信息增加附加位——校验位 校验码：校验位+有效信息位 常用的校验码：奇偶校验；1 的个数为奇或偶数个 海明码 循环校验码 17 教学过程主要教学内容及方法 教学方法与 教学方法设计 导入新课 新培训 计算机中除了可对数值数据进行处 理，还能对文本跟其它非数值数据进行处 理，非数值数据的编码这些方式，这里只 介绍几种常用到的一些编码。 一、二-十进制编码 ＊又称BCD 码，用来解决二进制数表示十 进制数疑问，方法众多，最常见的是 8421BCD ＊8421BCD方法：用四位二进制表示一个 十进制数。

二、ASCII ＊英文稿字符集编码，采用7位二进制表 示一个字符，是很常见的字符编码。 ＊可表示128 个字符 ＊小大的排序： 空格 0-9 A-Z a-z （20H） (30H-39H) (41H) 61H 三、逻辑数据 用一位二进制数来表示。 四、汉字编码 1、输入码 数字编码：区位码、电报码 音码：拼音码 形码：五笔字型 音形码：自然码 2、汉字交换码 ＊汉字交换码是汉字信息处理系统之间 8421 5421 7421 例112的BCD 输入码18 汉字代码间 的转换 区号+20H 位号+20H +80H +80H 或通讯平台之间存储信息时所使用的编 码,即国标码。 ＊GB2312-80 规定的汉字编码：汉字、字 母、图形等共7445 一级3755，拼音字母排序二级3008 个，偏旁部首排序 字节代码组成，每个字节最高位为0。 ＊GB2312-80 称《信息交换用汉字编码字 符集——基本集》，此集将汉字按规则排 列成94 行94 列，形成汉字编码表，区位 码输入就是利用了此基本集进行汉字输 3．汉字机内码＊是设施和汉字处理系统外部储存、处理 传输汉字而使用的编码。 将国标码的每个字节的更高位臵“1”，作为汉字内码。

4、汉字字形码 ＊输出码：用于显示成打印汉字的形成字 形，编码是借助点阵形式形成的。 ＊汉字库：一个汉字信息系统具有的所有 汉字字形码的集合。 5、区位码、国标码、机内码之间的转化 关系 软字库：将7000 个汉字的点阵（字形 码）汉化软硬盘上。 硬字库：将将7000 个汉字的点阵（字 形码）写入EPROM 国标码:《信息交换用汉字编 码字符集——基 本集》编号为 GB2312-80 采用两个字 节，第一字节 94区编号为 1-94 94位，位编号 1-94 与ASCII 区别 汉字处理软 件：将汉字的输 入编码转换成机 内码 课题序号 授课方式交换码 机内码 字形码 区位码 国标码 机内码 19 授课章节 3.1定点加/减法运算 使用教具 教学目的 掌握溢出的判断方式教学重点 1.补码的运算规则 2.定点运算器的组成 教学难点 补码的运算规则 更新、补 充、删节 课外作业教学后记 授课主要内容或板书设计 20 21教学过程 主要教学内容及方法 教学方法与 教学方法设计 新课导入 新培训 第二章讲述了计算机中数据的表示方式, 本章主要探讨定点数与浮眯数的各类运 算方式、溢出的判断原则并且定点运算器 的组成。

一、补码运算 1．补码的乘法运算 例1：X=1100011BY=-0011B 例2：X=0。011BY=0。010B [-Y]补：将[Y]补的符号位与数值位一起取反，末位加1 已知：X=1000111BY=1001B 求X-Y=？ 已知：X=-0.010B Y=-0.011 求X-Y=？ 已知:X=0.100 Y=0.010 求X-Y=？ 3.溢出判断 溢出:指两数运算的结果超过了计算机所 能表示数的最大范围,分上溢和下溢两 上溢：指运算结果超过了计算机所能表示的最大数，转入“溢出”中断处理。 下溢：指运算结果超过了计算机所能表示 的更小数，运算器一般作为机器零。 溢出判断： 双符号位进行溢出判断 双符号位补码 00 表示正数 11 表示负号 结果双符号位 22 累加器（AC） 保存运算结 果，可向ALU 提供一个操 作数 相同 00 11 无溢出 不同样 有溢出 01 上溢出/正溢出 10 下溢出/负溢出 例：已知X=-1100111B Y=1001100B 和X-Y二、定点运算器的构成 1．算术逻辑部件（ALU）与机器字长有关。 功能：对二进制数据进行算术运算、逻 辑运算、移位操作。