《计算机原理》串讲资料

计算机原理串讲资料（课程代码：02384）目 录第一部分 自考导航一、课程性质二、课程地位三、课程任务四、学习目的五、指定教材六、与本课程有关的课程七、自学指导八、课程学分九、试卷结构十、命题趋势第二部分 内容串讲第一章 计算机系统概论一、考情分析二、串讲内容第二章 数字逻辑基础一、考情分析二、串讲内容第三章 计算机数据表示一、考情分析二、串讲内容第四章 运算方法及运算器一、考情分析二、串讲内容第五章 指令系统及控制器一、考情分析二、串讲内容第六章 存储器和存储体系一、考情分析二、串讲内容第七章 输入输出系统一、考情分析二、串讲内容第八章 计算机系统举例及新发展一、考情分析二、串讲内容自考导航一、课程性质计算机原理是高等教育自学考试计算机信息管理专业（专科）考试计划的一门专业基础课程，计算机是各类信息系统的核心，因此必须掌握计算机原理的基本理论和基本知识。二、课程地位由于本课程是计算机信息管理专业的惟一涉及计算机原理和硬件的课程，所以它是一门十分重要的专业基础课程，是以后各专业课程的基础，因而本课程的地位非常重要。三、课程任务本课程的任务是使应考者掌握计算机系统的基本组成、数字逻辑基础计算机数据表示，计算机各硬件部件的组件功能和工作原理、计算机系统的举例及新发展等。四、学习目的通过本课程的学习，为进一步学习高级语言程序设计、数据库及其应用以及管理信息系统等课程打下牢固的基础。五、指定教材自学教材：计算机原理全国高等教育自学考试指导委员会组编，侯炳辉主编，经济科学出版社 2000 年版。辅导书：计算机原理自学辅导全国高等教育自学考试指导委员会组编，侯炳辉主编，出版社待定。六、与本课程有关的课程1本课程要用到数字电路的知识，学生应有一定的电学知识。2本课程的后续课程有高级语言程序设计，数据库及其应用、管理信息系统等课程。七、自学指导计算机原理对自学者来说是一门较难的课程，因此，应考者应尽可能参加教学点的助学辅导。在助学的基础上，应考者还是要通过复习和自学掌握课程内容。1在阅读教材时，首先翻阅考试大纲，了解各章的考试知识点，自学要求、重点、难点以及对各知识点的能力层次要求和考核要求。2在阅读教材时，要逐段阅读、逐句推敲，对每一个知识点都要深刻理解基本概念，弄清基本理论、掌握基本方法，要循序前进、不要急躁。当个别难点一时解决不了时，可先搁下或去请教辅导老师或其他同学，不要停步不前。3阅读教材时，必须将理论联系实际和参观、认识实习结合起来。要多做练习、做作业要求步骤清楚、运算正确、书写整洁、切勿草率完成。八、课程学分本课程 4 个学分九、试卷结构题号 题型 数量 分值第一题 单项选择题 共 25 小题 25 分第二题 填空题 共 15 小题 15 分第三题 计算题 共 5 小题 20 分第四题 问答题 共 8 小题 40 分十、历年真题分值分布第 1 章 计算机系统概论 历年考试分值约 4 分；第 2 章 数字逻辑基础 历年考试分值约 8-9 分；第 3 章 计算机数据表示 历年考试分值约 18 分；第 4 章 运算方法及运算器 历年考试分值约 8-9 分；第 5 章 指令系统及控制器 历年考试分值约 30-32 分；第 6 章 存储器和存储体系 历年考试分值约 11 分；第 7 章 输入输出系统 历年考试分值约 16 分；第 8 章 计算机系统举例及新发展 历年考试分值约 2 分。十一、命题趋势计算机管理自学考试大纲各章各知识点都是考核的内容，试题要覆盖到各章节，适当突出重点章节，对重点章节可加大覆盖密度。试卷中对不同能力层要求试题比例大致为识记 30%，领会 30%，简单应用 40%，试题难易度比例要合理，可分为 4 个层次，从易到难的比例一般为：易、较易、较难、难=2：3：3：2。第一章 计算机系统概论一、考情分析本章主要考核计算机发展简史，计算机分类及其应用、计算机硬件基本概念，计算机硬件基本概念、计算机软件基本概念、计算机性能指标。了解计算机的基本概念、组成部分发展史及分类；硬件的概念、硬件的基本组成及作用、软件的概念及分类，系统软件的内容，应用软件的作用，常用应用软件。本章大概分值为 4 分。出题形式多以单选题和填空题为主。二、串讲内容1第一台计算机是 1946 年问世的，距今不到 50 年。2计算机硬件的基本组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。3CPU 与主存合称为主机。4软件是程序和文档的总和。5数据库管理系统（DBMS）是系统软件，可分为：层次数据库、网状数据库和关系数据库管理系统。6计算机性能指标包括：（1）主频：单位：兆赫兹（MH2） ，主频越高，速度越快，由 CPU 型号决定。（2）字长：CPU 每次处理的二进制代码的位数；由 CPU 型号决定。（3）运算速度：单位：MIPS，即每秒百万指令数。（4）存储容量。（5）可靠性：由平均无故障时间 MTBF 来衡量： ，越大越好。NitMTBF1/（6）系统可维护性：由平均修复时间 MTTR 来衡量。，其中 为第 次故障至投入运行的时间，M 为修复总次数；NiTMF1/i（7）兼容性，包括程序和数据的兼容。（8）性能/价格比。第二章 数字逻辑基础一、考情分析本章主要考核逻辑代数初步、逻辑电路、触发器、加法器、寄存器、计数器、译码器及分配器，掌握各种逻辑运算法则的应用，化简逻辑式、数字逻辑的代数式表达及符号表达，会画真值表，异或门三态门的原理及应用、触发器的状态，真值表及应用，加法器的标准符号及真值表，寄存器原理及应用，计数器原理及应用、译码器原理及应用，分配器原理及应用，本章大概分值为 8-9 分。二、串讲内容1逻辑代数的基本运算：（1）逻辑加（逻辑或）见|得|， “或” 。AA10（2）逻辑乘（逻辑与）见 0 是 0， “且” AA 101（3）逻辑非 、TAA12逻辑代数的运算法则： A 100 )()()( BCCBBB CC 1)( AAA0 . 各种逻辑门电路的表示方法名称 标准符号 逻辑表达式 真值表“与”逻辑门 BAYA B Y001101010001“或”逻辑门 BAYA B Y001101010111“非”逻辑门A Y0110“与非”逻辑门 BCYA B C Y0 0 0 11010101000111101100111111110“或非”逻辑门 BAYA B Y001101011000“异或”逻辑门 BAYA B Y001101010110三杰门 4触发器能稳定存放一个二进制数位，是构成数据寄存器的基本单位。（1）R-S 触发器图 2.15 R-S 触发器逻辑图 图 2.16 R-S 触发器标准符号 为清 0 端。RQSR1,0时 为置 1 端。S,时 维持原值， 构成 1 位寄存器。,时 工作失常，禁止。,时（2）触发器 为清 0 端。RQSR1,0时 为置 1 端。S,时 失常，禁止。,时 ,时5全加器比半加器多一个输入端，该输入端低位进位。CP Q0上升沿）其他情况D不变6N 位寄存器由 n 个触发器构成，分为基本寄存器和移位寄存器。7计数器可分为：同步计数器（速度快、结构复杂） ；异步计数器（结构简单、速度慢）8计算机中的节拍脉冲发生器可以由计数器和译码器（或分配器）组成。9译码器：n 位输入必有 根输出线。n2在 极输出线中一定存在唯一的状态（将该唯一状态可以做为寄存器的数据的译码n信号） 。10译码器与寄存器的区别：译码器是对寄存器稳定存在的数据产生一个译码信号，而分配器是对计数器连续计数的译码每一根输入线将对应一个节拍脉冲波形，因此称为节拍脉冲发生器。11化简 ABABAy)(第三章 计算机数据表示一、考情分析本章主要考核进位计数制及其相互转换，计算机数值数据的表示方法，二十进制数的编码，字符编码，其他信息的表示，数据校验码；深刻理解二进制数字系统是计算机表示，处理各类信息的基础，理解进位计数制的概念和数值数据（无符号数，有符号数）的计算机表示方法，常用数字编码（BCD） 、字符编码（ASCII 码，国家标准信息交换码汉字字符集）的编码规则；了解浮点数的计算机表示规则、奇偶校马不停蹄、交叉检验、CRC循环冗余校验的校验方法，了解计算机表现字型、图形、图像、语音的基本原理，本章大概分值为 18 分。二、串讲内容1进制转换（1）其他进制十进制 D（按权展开求和法）例： 210241.0 BD75.56Q93683824.301 DCHA 75.298.01361 101 （2） 顺 序 取 整基 数 乘 法乘 基 取 整小 数 倒 序 取 余基 数 除 法除 基 取 余整 数其 他 进 制十 进 制 、:例： HCQBD.43.07635（3）其他进制的相互转换2符号数中定点数的表示：（1）正数：三码同一。（2）负数：0 大 小1 大 小例：已知 ，求BZByBx 10.10.10. 补原原的真值。zyx,解： X.原yy. 原反 010110. zBzByz原反 原补补X 则01234567xx补 01234567xx补38 位整数 1 小数原码、反码、补码的数值范围。8位整数最小值 最大值 范围 8位小数最小值 最大值范围无符号数0 1281208无符号数0 82180原码)12(7)(712)(77原码)2(7717721)(反码反码补码72)1(71277补码-1 7217214将 算术右移 1 位（最高位添符号位） ，结果为补x 补/x“0”的原码与反码均不唯一， “0”的补码唯一。n 位最小值的补码为 真值01.个n12nn 位原码（反码）整数的范围： )()(1nn 位补码整数的范围： 1n5已知 写出 的浮点数形式（尾数为 8 位原码，阶码为 4 位补码，32/5xx底数为 2）解： DDDBB155 210.21 尾数为 8 位原码，即 .10.原阶码取 4 位补码，即 补补的浮点数形式为：111,1.1111000Bx6.已知 ，写出 的规格化浮点数形式（尾数为 8 位原码、阶码为 4 位32/x补码，底数为 2）解： DDBB355 210.21 尾数为 8 位原码，即 0.原阶码为 4 位补码，即 BD103补补的浮眯数形式：1101,1.1100000B.x尾数为原码是1M1101,1.1100000B 已为 的规格化浮点数形式。x7ASCII 码中，容量为 1 字节（占后 7 位，最高位添 0）“A”：65D “a”:97D “0”:48D8汉字输入编码不唯一，它分为：（1）数字编码；（2）字音编码；（3）字形编码；（4）混合编码。9 内 码国 标 码十 六 进 制区 位 码 H8020110语音的计算机的步骤：采样；量化。位图图像的计算机的基本元素：像素点。步骤：抽样；量化。图形的计算机的基本元素：图元。速度慢、容量小。11什么是奇偶校验码？它有什么特点？答：奇偶检验码是一种最简单的检错码，它是由 n 个信息位增加 1 位检验代码形成的编码，此编码如发生 1 位或奇数个位错误，就不满足奇偶校验规则成为非法的代码。奇偶校验码只能发现错误，而不能纠正错误。12循环冗余校验码（CRC 码）纠错码CRC 码=原始代码+CRC 检验码求解规则：将原始代码 左移 K 位， （尾部添 k 个 0）的结果对生成多项式)(xM模 2 除法求余，所得余数即为 CRC 检验码。)(xG例：已知 ，生成多项式 ，试计算 的 CRC 校10)(x 13)