计算机系统构成及硬件基础知识
2022-09-13 15:40:59 27 举报AI智能生成
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大纲/内容
计算机硬件组成
运算器
算术逻辑单元ALU
实现对数据的算术和逻辑运算实现对数据的算术和逻辑运算，也可存放源操作数
累加寄存器AC
运算结果或源操作数的存放区
数据缓冲寄存器DR
暂时存放内存的指令或数据
状态条件寄存器PSW
保存指令运行结果的条件码内容，如溢出标志等
控制器
程序计数器PC
存放指令执行地址
指令寄存器IR
暂存CPU执行指令
指令译码器ID
分析指令操作码
地址寄存器AR
保存当前cpu所访问的内存地址
存储器
内部存储器
内存、容量小、速度快、临时
外部存储器
硬盘、光盘、容量大、速度慢、长期
输入设备
输出设备
cpu依据指令周期的不同阶段来区分二进制的指令和数据，因为在指令周期的不同阶段，指令会命令cpu分别去取指令或者数据（取指时，取指令，执行时，取数据）
数据表示
进制转换
R进制转十进制
位权展开法，用R进制数的每一位乘以R的n次方，从R进制数的最低位开始
十进制转R进制
用十进制数除以R，倒取余数
M进制转N进制
M进制先转换成十进制，十进制再转换成N进制。M-十-N
二进制专八进制
每三位二进制数能转换成一位八进制数，二进制数位个数不是三的倍数，前面补0，每3位二进制数转换成1位八进制数，计算式，按转10进制来计算
二进制转十六进制
每四位二进制数能转换成一位十六进制数，二进制数位个数不是四的倍数，前面补0，每4位二进制数转换成1位十六进制数，计算式，按转10进制来计算
数的表示
机器数（0和1）
无符号数表示正数，没有符号位
有符号数最高位为符号位，正数符号位为0，负数符号位为1
定点表示法
纯整数：约定小数点的位置在机器数的最低数值之后
纯小数：约定小数点的位置在机器数的最高数值之前
数的编码方式
正数
原码
一个数的正常的二进制表示，最高位表示符号
反码
正数的反码即原码
补码
正数的补码即原码
移码
将原码的补码的首位（符号位）取反，得到移码
负数
原码
一个数的正常的二进制表示，最高位表示符号
反码
在原码的基础上，除符号位，其他各位按位取反
补码
在原码的基础上，除符号位，其他各位按位取反，而后末位+1，若有进位，则产生进位
移码
将原码的补码的首位（符号位）取反，得到移码
0
原码
+0:00000000
-0:10000000
反码
+0:00000000
-0:11111111
补码
00000000
移码
10000000
取值范围
二进制数的取值范围2^（n-1），例如n=4=1+3，3位的二进制数取值范围为8个，即2^（n-1）
浮点数表示
表示方法：N=F*2^e，e为阶码，F为尾数
举例：-101.011=-0.101011*2^3
阶符：带符号的纯整数的符号，本例中阶符为3的符号，正数为0
阶码：带符号的纯整数，本例中阶码为3
数符：整个数的符号，负数为1
尾数：带符号的纯小数
浮点数所能表示的数值范围由阶码确定，所表示的数值精度由尾数确定
答案：B
尾数的表示采用规格化方法，也即带符号尾数的补码必须为1.0xxxx（负数）或者0.1xxxx（正数）
校验码
CRC循环冗余校验码
只能检错，不能纠错
1、在原始信息串后添加最高阶位个0，得到被除数
2、由多项式的幂指数得到除数，存在的位置为1，不存在的位置为0
3、将除数和被除数进行模2运算（同0非1），得到余数，即CRC校验码
4、原始信息串+CRC校验码，即可得到CRC信息串
2、由多项式的幂指数得到除数，存在的位置为1，不存在的位置为0
3、将除数和被除数进行模2运算（同0非1），得到余数，即CRC校验码
4、原始信息串+CRC校验码，即可得到CRC信息串
海明校验码
既能检错，也能纠错
1、校验位位于2的n次方的位置上，即1、2、4、8、16、32......位上
2、数据位位于其他位置上
3、将所有的数据位都拆成2的幂指数
4、校验位的值由数据位异或运算得出
2、数据位位于其他位置上
3、将所有的数据位都拆成2的幂指数
4、校验位的值由数据位异或运算得出
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