计算机硬件基础2

网络管理员无心——计算机硬件基础知识软考教育数据表示——R进制转十进制进位制中每一固定位置对应的单位值十进制万千百十个十分百分千分R进制R4R3R2R1R0R-1R-2R-3软考教育数据表示——R进制转十进制十进制万千百十个十分百分千分R进制R4R3R2R1R0R-1R-2R-3软考教育数据表示——R进制转十进制9910A11B12C13D14E15F十进制万千百十个十分百分千分R进制R4R3R2R1R0R-1R-2R-3软考教育数据表示——十进制转R进制十到八eg:100(10)到八进制144144144十到二eg:100(10)到二进制1100100十到十六eg:100(10)到十六进制6420212223242526271248163264128软考教育数据表示——R进制互转八到二eg:52(8)到二进制101010144144二到四eg:110(2)到四进制12十六到八eg:128(16)到八进制45020212223242526271248163264128软考教育数据表示三种数制对照表十进制二进制十六进制十进制二进制十六进制000000810008100011910019200102101010A300113111011B401004121100C501015131101D601106141110E701117151111F20212223242526271248163264128软考教育数据表示数值1数值-11+-1原码000000011000000110000010反码000000011111111011111111补码000000011111111100000000原码一个二进制数左边加上符号位后所得到的码，且当二进制数大于0时，符号位为0；二进制数小于0时，符号位为1；二进制数等于0时，符号位可以为0或1(+0/-0)。反码正：反码和原码相同负：反码等于除符号位外，对其他位取反。0——1，1——0补码正：原码反码补码相同负：反码+1逢二进一软考教育数据表示数值1数值-11+-1原码000000011000000110000010反码000000011111111011111111补码000000011111111100000000-0原码：10000000反码：11111111补码：00000000+0原码：00000000反码：0000000补码：00000000软考教育数据表示计算机中，处理小数点的方法有两种一定点和浮点。定点是指效中的小双点位置固定不变，通常把小数点固定在数值部分的最高位之前或最低位之后，分别为定点小数(纯小数)和定点整数。定点整数定点小数原码-（2n-1-1）——2n-1-1-1<X<1反码-（2n-1-1）——2n-1-1-1<X<1补码-2n-1-1——2n-1-1-1≦X<1软考教育逻辑运算或（加法）一个正确，其他正确1与（乘法）只有1*1=1，其他都为02非（取反）3异或一样，结果为0不一样，结果为1401020304数据表示逻辑运算计算机结构软考教育06计算机硬件基础知识真题讲解04软考教育计算机结构软考教育计算机结构运算器控制器存储器输入设备输出设备实线：数据流或指令流，计算机表现为二进制数虚线：控制流，起控制作用软考教育计算机结构微型计算机是指能够独立完成所有输入、处理、输出和存储操作，至少配有一个输入设备、输出设备、存储设备和一个处理器的计算机显示器与显卡内存外存CPU外部设备接口主板芯片组微型计算机的硬件结构计算机结构芯片内总线(用于集成电路芯片各部分的连接)元件级总线(用于一块电路板内多个元器件的连接)系统总线(用于计算机各组成部分的连接)外总线(用于计算机与外设或计算机与计算机之间的连接或通信)在计算机系统中，各部件之间传输信息的通路称为总线。其中系统总线又分为数据总线、地址总线和控制总线。计算机结构010203数据总线:用于传递数据信息。数据总线的宽度是指组成数据总线的信号线的数目，它决定了在该总线上一次可以传送的二进制数的位数。地址总线:用于传送地址信息，指示数据总线上数据的来源或去向。控制总线:用于传递控制信息。软考教育计算机结构运算器控制器存储器输入设备输出设备接收用户输入的原始数据和程序，用人们熟悉的信息形式转换为计算机能够识别的信息形式存放到内存中。（键盘、鼠标、扫描仪）能将计算机信息传递出来的设别就是输出设备。功能是将计算机二进制形式的信息转化成人们所需要的或其他设别所能接受和识别的信息形式。（显示器、打印机、绘图仪、音箱）分为内（主）存储器和外（辅助）存储器，通常CUP只能直接访问内存中的数据；当用到外存储时，才会调到内存储。外存储不和计算机的其他部件直接交换数据，而是成批的与内存交换数据。计算机控制部。通过输出的电压和脉冲信号，指挥和控制计算机各部件自动、连续合协调的工作。完成算数运算和逻辑运算，运算中间结果结果暂存在运算器内的寄存器中。可进行算术运算和逻辑运算。运算器控制器主存储器主机CPU指令计算机的指令由操作码字段和操作数地址字段两部分组成操作码操作数地址码操作码说明指令的功能及操作性质，用二进制编码表示，若操作码的长度为n，则可以表示的指令为2n条代表的是指令的操作性质，即要进行的操作类型操作数地址码用于指出操作数或操作数的地址以及指令执行结果的地址操作码的操作对象分析指令的操作码，需要如何操作控制计算机及其他部件来进行操作，完成想要表达的功能软考教育计算机结构运算器算术逻辑单元ALU累加寄存器数据缓冲寄存器状态条件寄存器控制器程序计数器PC指令寄存器IR指令译码器时序部件控制器计算机对信息进行处理是通过程序的执行来实现的，程序是完成某个确定算法的指令序列，要预先存放在存储器中。控制器的作用是控制程序的执行，发布命令，指令译码，完成和协调整个计算机，控制作用。它具有以下基本功能。取指令当程序已在存储器中时，首先根据程序入口取出第一条指令，然后不断取后面的指令分析指令或称解释指令、指令译码等，是对当前取得的指令进行分析，指出它要求做什么操作并产生相应的操作控制命令。执行指令根据分析指令时产生的“操作命令”和“操作数地址”形成相应的操作控制信号序列，通过执行实现每条指令的功能。软考教育计算机结构控制器计算机对信息进行处理是通过程序的执行来实现的，程序是完成某个确定算法的指令序列，要预先存放在存储器中。控制器的作用是控制程序的执行，发布命令，指令译码，完成和协调整个计算机，控制作用。它具有以下基本功能。取指令当程序已在存储器中时，首先根据程序入口取出第一条指令，然后不断取后面的指令分析指令或称解释指令、指令译码等，是对当前取得的指令进行分析，指出它要求做什么操作并产生相应的操作控制命令。执行指令根据分析指令时产生的“操作命令”和“操作数地址”形成相应的操作控制信号序列，通过执行实现每条指令的功能。CPU的基本工作是执行存储的指令序列，即程序。程序的执行过程实际上是不断地取出指令、分析指令、执行指令的过程。CPU从存放程序的主存储器里取出一条指令，译码并执行这条指令，保存执行结果，紧接着又去取指令，译码，执行指令……，如此始，反复循环，使得计算机能够自动地工作。除非遇到停机指令，否则这个循环将一直进行下去。软考教育计算机结构运算器算术逻辑单元ALU累加寄存器数据缓冲寄存器状态条件寄存器控制器程序计数器PC指令寄存器IR指令译码器时序部件程序计数器(PC)指令地址寄存器，当程序顺序执行时，通过PC加1形成下一条指令地址，保证程序连续顺序的执行。计算机确保指向下一条指令的地址，需要提前来进行输入平常简单的+1即可，当遇到需要改变顺序执行程序时，由转移类指令形成转移地址送往PC,改变PC值作为下一条指令的地址。指令寄存器(IR)用于存放当前正在执行的指令。指令译码器对IR中的操作码进行分析解释，产生相应的控制信号。CPU执行指令是，要先根据程序计数器将指令从内存中读取并送入指令寄存器，然后译码并执行软考教育计算机结构运算器算术逻辑单元ALU累加寄存器数据缓冲寄存器状态条件寄存器控制器程序计数器PC指令寄存器IR指令译码器时序部件时序部件用于产生时序脉冲和节拍电位以控制计算机各部件有序地工作。指令执行的时候，按照相应顺序进行程序状态寄存器(PSR)保存程序状态字(PSW),PSW将反应机器运行的状态集中在一起。微操作信号发生器把机器同时发出的控制信号的有关信息汇集起来形成微指令，按顺序执行，从而控制指令的执行。软考教育计算机结构运算器算术逻辑单元ALU累加寄存器数据缓冲寄存器状态条件寄存器控制器程序计数器PC指令寄存器IR指令译码器时序部件运算器运算器是计算机的核心部件，是对信息进行加工、运算的部件，它的速度几乎决定了计算机的计算速度。运算器的主要功能是对二进制编码进行算术运算(加、减、乘、除)和逻揖运算（与、或、非）。处理对象为数据核心功能参加运算的数(称为操作数)由控制器从存储器或寄存器内取到运算器。实现对数据的算术与逻辑运算是运算器的核心功能算术逻辑运算单元(ALU)通过算术运算或逻辑运算来进行算术逻辑运算中央处理器CPU处理的单元，核心部分二进制补码的形式，运算器的操作种类由控制器决定，数据来源于存储器，结果（数据）送回存储器或寄存在运算器中通用寄存器可提供参与运算的操作数，并存放运算结果。哪些数参与运算常由输入选择门的控制条件决定。输出门可实现移位传送。软考教育计算机结构运算器算术逻辑单元ALU累加寄存器（AC）数据缓冲寄存器（DBR）状态条件寄存器（PSW）控制器程序计数器PC指令寄存器IR指令译码器时序部件累加寄存器（AC）累加寄存器(AC)通常简称为累加器，它是一个通用寄存器其功能是:当运算器的算术逻辑单元ALU执行算术或逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。累加寄存器暂时存放ALU运算的结果信息。运算器中至少要有一个累加寄存器。在运算器中，累加器是专门存放算术或逻辑运算的一个操作数和运算结果的寄存器。能进行加、减、读出、移位、循环移位和求补等操作。是运算器的主要部分。暂时存放操作数和中间运算结果数据缓冲寄存器（DBR）用来暂时存放由内存储器读出的一条指令或一个数据;反之，当向内存存入一条指令或一个数据字时，也暂时将它们存放在数据缓冲寄存器中。状态条件寄存器（PSW）保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容运算结果进位标志(C)运算结果溢出标志(V)运算结果为零标志(Z)，通常分别由1位触发器保存，保存当前指令完成之后的状态通常，一个算术操作产生一个运算结果，而一个逻辑操作则产生一个判决。通用寄存器可提供参与运算的操作数，并存放运算结果。哪些数参与运算常由输入选择门的控制条件决定。输出门可实现移位传送。微型计算机硬件结构3内存随机存取存储器RAM：SRAM:断某著名企业息消失、一经写入多次读出，集成低、功耗大。高速缓冲存储器（Cache)；DRAM：集成高，功耗小，信息会消失（刷新电路）。主存储器只读存储器ROM，可随机访问，不可写入数据2主板（母版、系统板）商用主版和工业主板，安装主要电路系统主板结构、主板芯片组、主要插槽和接口（6—15个）4外存硬盘存储器，容量，转速，缓存光盘存储器某著名企业硬盘和U盘，（可擦写上百万次，数据保存至少10年）1机箱和电源5微处理器中央处理单元，微型计算机的硬件核心。CPU主频：表示运算速度，主频越高，计算机速度越快字长：CPU