计算机硬件原理与接口技术(俗称硬件)期末总结实用.pdf

计算机硬件原理与接口技术是计算机科学中的重要领域，它涵盖了计算机系统的硬件组成、工作原理以及它们如何通过接口与外部设备通信。以下是对该主题的详细解释： 1. 微机系统组成与工作原理： 计算机系统由硬件和软件两大部分组成，其中硬件包括微处理器（CPU）、控制器、运算器、存储器（内存和外存）以及输入/输出设备。微处理器是计算机的运算和指挥中心，包含控制器和运算器。冯·诺依曼结构是现代计算机的经典设计，其特征是数据和程序统一存储，并由程序计数器（PC）控制指令的执行。 2. 三总线结构： 三总线结构是计算机硬件的一种组织方式，它通过数据总线、地址总线和控制总线将微机的各个组成部分连接起来，简化了系统结构，便于扩展和维护。相比单总线和双总线结构，三总线结构更有利于提高系统的并行性和模块化设计。 3. 存储器与微处理器： 存储器分为内存（主存）和外存，内存用于临时存储程序和数据，而外存则用于长期保存信息。微处理器负责执行指令，包括控制器（协调整个系统）和运算器（执行算术和逻辑运算）。 4. 数据表示与编码： 在计算机中，数据以二进制形式存储，包括原码、反码和补码三种表示方式，分别用于不同类型的数值表示。定点数和浮点数是两种主要的数据类型，定点数的表示固定小数点的位置，而浮点数的表示则包含阶码和尾数，适应于处理不同规模的数值。 5. I/O设备接口与总线： 输入/输出设备通过接口与微机系统交互，接口负责数据的转换和通信协议的处理。总线是计算机中信息传输的公共通道，包括数据总线、地址总线和控制总线，它们共同协调数据的传输。 6. 数的运算与溢出： 计算机进行补码运算时，如果结果超出表示范围，就会发生溢出，导致错误的结果。溢出可以通过检查进位标志（如C1、C2）来判断，正溢出和负溢出可通过特定的组合来识别。 7. BCD码和ASCII码： BCD码用于表示十进制数，分为压缩和非压缩两种形式，ASCII码则是通用的字符编码标准，每个字符对应7位二进制码。 8. BCD码运算： BCD码进行加减运算时，必须考虑二进制表示的十进制规则，避免因进位和借位导致错误。对于错误，需要进行十进制调整来纠正。 以上是计算机硬件原理与接口技术的一些关键概念，这些知识对理解计算机系统的基础运作至关重要，也是学习计算机科学的基石。掌握这些内容有助于更好地理解和解决问题，特别是在系统设计、故障排查和性能优化等方面。