微型计算机基础概论(一)


微型计算机基础概论(一)

注:这是更新版,旧版会随着新版的更新而删除,新版更细一点

微型计算机系统的组成

微型计算机简称“微型机”、“微机”。
计算机系统可以分为硬件系统软件系统
硬件系统又可以分为主机系统外部设备
外部设备:外部设备不能直接跟CPU进行信息交换,要通过输入输出接口与计算机进行信息交换的电子设备,例如:键盘,鼠标等。
主机系统:由CPU,存储器,输出输入接口,总线组成。
能与CPU直接信息交换的部件属于主机系统
不能与CPU直接信息交换的部件属于外部设备

微处理器(CPU)

微处理器简称CPU,是计算机核心
主要包括:运算器,控制器,寄存器组。

存储器

存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序。
存储器有内存储器外存储器两种类型。
内存储器按工作方式可分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
外存储器又有联机外存(硬磁盘)和脱机外存(各种移动存储设备)两种类型。

内存储器

存取速度较快,容量相对较小。

  • 内存按单元组织,每单元都对应一个唯一的地址。
  • 每个内存单元中存放一个字节的数据。
  • 内存单元个数就是内存容量。

存储容量:存放的数据量,用字节表示
对内存的操作

  • 读:将内存单元的内容取入CPU,单元原内容不变
  • 写:CPU将信息放入内存单元,单元原内容被覆盖

内存储器分类

  • 随机存取存储器(RAN):
    • 优势:可以随时读写,较为方便
    • 不足:需要有后备电源,一旦断电所存储的数据就会消失
  • 只读存储器(ROM)
    • 优势:不需要有后备电源,断电所存储的数据依然存在
    • 不足:只能读出无法写入信息,虽然现在的只读存储器大多数都是可写的,但写操作都是有条件的

输入输出接口

是CPU和外部设备间的桥梁。
功能

  • 数据缓冲寄存。
  • 信号电平或类型的转换。
  • 实现主机和外部设备间的运行匹配。

总线

总线是计算机各部件之间传送信息的通道。
分为地址总线(AB)和数据总线(DB)和控制总线(CB)。

软件系统

分为系统软件应用软件

微型计算机一般工作过程

计算机的工作就是执行程序,即按照一定的顺序,一条条执行指令
程序:指令的序列
指令:由人向计算机发出的,能够为计算机所识别的命令

指令的执行过程

取指令 → 分析指令 → 读取操作数 → 执行指令 → 存放结果
取指令,分析指令,执行指令是核心步骤
执行方式

  • 顺序执行
    • 一条指令执行完了再执行下一条指令
  • 并行执行:
    • 同时执行两条或多条指令

计算机中的编码

计算机硬件唯一能够识别就是二进制数
编码:编码是信息从一种形式转换为另一种形式的过程,也称为“计算机编程语言的代码”,简称”编码”。

数值编码

二进制码

这个都知道不解释。

BCD码

BCD码是用二进制表示的十进制数。
用4位二进制码表示1位十进制码,每4位之间有一个空格,称之为8421BCD编码

  • 1010 - 1111是非法BCD码。
  • BCD码是给人看的,计算机不能直接识别,计算机只能识别0和1.
BCD码转十进制

BCD码和十进制数直接对应。
例:(1001 1000 0110.0011)BCD=986.3

BCD码转二进制

先转换为十进制,在转换为二进制。
例:(0001 0001.0010 0101)BCD=11.25=(1011.01)B

西文字符编码

ASCII码

将每个字母、数字、标点、控制符用1个字节的二进制码表示。
标准ASCII的有效位为7位,最高位默认为0。

奇偶校验
  • 奇校验
    • 加上校验位编码中“1”的个数为奇数
  • 偶校验
    • 加上校验位编码中“1”的个数为偶数

计算机数的表示和运算

数的表示方法

  • 定点数
    • 定点整数
    • 定点小数
  • 浮点数

数的性质

  • 无符号数
  • 有符号数

无符号数

  • 加法运算
    • 1+1 0(有进位)
  • 减法运算
    • 0+1 1(有借位)
  • 乘法运算
    • 每乘以2,相对于被乘数向左移动1位
  • 除法运算
    • 每除以2,相对于被乘数向右移动1位

有符号数

有符号数最高位表示符号,0表示正数,1表示负数
表示方法

  • 原码
  • 反码
  • 补码

只要是整数,内存中存储的都是二进制的补码
正数
原码 反码 补码相同
负数
原码(直接列出该数的二进制) -> 反码(符号位不变,其他位按位取反) -> 补码(反码+1)

逻辑运算

计算机中1为真,0为假。

基本逻辑运算

:全真为真,其余为假。
:全假为假,其余为真。
:取反

其他逻辑运算

与非:“与”运算+“非”运算=“与非”运算。全真为假,其余为真。
或非:“或”运算+“非”运算=“或非”运算。全假为真,其余为假。
异或:相同为0,不同为1。
同或:相同为1,不同为0。


Author: ljs
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