第7章嵌入式计算机系统及其应用.pptx

第7章 嵌入式计算机系统及其应用本章目录7.1计算机及操作系统的分类无操作系统的嵌入式计算机系统举例7.2含操作系统的嵌入式计算机系统举例7.37.4嵌入式操作系统的特点7.5几种常见的嵌入式操作系统介绍7.1 计算机及操作系统的分类如何用机器表示数学运算 蒸汽机时代， 1833年，英国数学家巴比杰提出一种以蒸汽机为动力，能够进行数学计算的机器，并致力于“分析机”的研究，(基于机械齿轮原理的十进制计算机)。7.1 计算机及操作系统的分类如何用机器表示数学运算 巴比杰的同事艾达(ada)则经常编写一些能够使“分析机”读懂并进行数学运算的指令，并以穿孔卡片的形式输入计算机。7.1 计算机及操作系统的分类如何用机器表示数学运算 要实现机器计算，首先需要具备数学理论基础，打破人们习惯式的十进制运算法。十进制五进制(974+1792=2766)二进制(19+25=44) 19世纪60年代，美国人皮尔斯将乔治.布尔提出的逻辑符号学与数学相结合，完善了布尔代数学，为电子计算机提供了理论依据。7.1 计算机及操作系统的分类什么是布尔代数(离散数学) 以1表示真，0表示假 与、或、非为基本操作构成逻辑运算系统 既可以表示逻辑关系，也可以表示二进制数值运算输入输出7.1 计算机及操作系统的分类布尔代数表示逻辑运算A：启动，B紧急停止，C1-C4开关电机正向运行电机反向运行电源短路7.1 计算机及操作系统的分类布尔代数表示数值运算(加减乘除)19+25=4411-3=817/3=5余217/3≠5.6666…3*5=157.1 计算机及操作系统的分类布尔代数如何实现数值运算 异或运算——二进制加法7.1 计算机及操作系统的分类19+25=44符号位数值位7.1 计算机及操作系统的分类计算机中数据的编码方法+ 0- 1机器数在计算机中有三种表示法：原码、反码和补码。 7.1 计算机及操作系统的分类一. 原码格式:符号位绝对值【例7-1】 求+67、-25的原码（机器字长8位）因为?+67?=67=1000011B?-25?=25=11001B所以[+67]原[-25]原注意: （1）原码表示范围为-(2n-1-1)~+(2n-1-1)，例如：8位的范围为-127~+127。（2）原码表示时，-0的编码+0的编码7.1 计算机及操作系统的分类二. 反码格式:正数绝对值符号位0负数符号位1绝对值各位取反【例7-2】 求+67、-25的反码（机器字长8位）因为 [+67]原 [-25 ]原所以 [+67]反 [-25 ]反7.1 计算机及操作系统的分类注意: （1）反码表示范围为-(2n-1-1)~+(2n-1-1)，例如：8位的范围为-127~+127。 （2）反码表示时，-0的编码+0的编码三. 补码 正数格式:符号位0绝对值负数+1符号位1绝对值各位取反7.1 计算机及操作系统的分类【例7-3】 求+67、-25的补码（机器字长8位）。因为[+67]原[-25]原所以[+67]补[-25]补 计算补码，也可用求补运算求得：一个二进制数，符号位和数值位一起取反，末位加1。7.1 计算机及操作系统的分类求补运算具有以下的特点：对于一个数X[X]补 [-X]补 [X]补【例7-4】 已知+25的补码，用求补运算求-25的补码。因为 [25]补 [-25]补所以 [-25]补1注意: （1）补码表示范围为-(2n-1-1)~+(2n-1)，例如：8位的范围为-128~+127。（2）补码表示时，-0的编码+0的编码（假设机器字长为8位）7.1 计算机及操作系统的分类补码表示负数，配合加法完成减法[+11]补-3]补11-3=8 （+25）+（-32） [+25]补=0011001B [-32]补 [+25]补=0 0 0 1 1 0 0 1 +[ -32]补=1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1所以 [（+25）+（-32）]补=[-7]补7.1 计算机及操作系统的分类二进制数具右移一次完成一位二进制乘以21、2、4二进制乘法被拆分成被乘数的不同次左移后的结果的累加3*5=157.1 计算机及操作系统的分类 二进制除法被拆分成被除数与左移