没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
计算机系统原理重点知识总结
5星 · 超过95%的资源 需积分: 9 10 下载量 150 浏览量
2009-12-26
22:26:40
上传
评论
收藏 1.15MB DOC 举报
温馨提示
试读
34页
计算机系统由硬件和软件组成;硬件由主机和外设组成;主机由中央处理器、内存组成;内存由主机、Cache组成;外设由外存储器、输入输出设备组成;软件由系统软件、应用软件组成;系统软件由操作系统组成;应用软件包括各种应用程序;外存储器、Cache、主存构成存储器;中央处理器由运算器、控制器组成。
资源推荐
资源详情
资源评论
第一章 计算机的基本组成
计算机系统
硬
件
软
件
系统软件
系统软件
应用软件
应用软件
主机
外设
中央处理器
中央处理器
内存
内存
输入输出设备
外存储器
运算器
运算器
控制器
控制器
主存
主存
Cache
Cache
存储器
存储器
操作系统
操作系统
各种应用程序
各种应用程序
输入设备
输入设备
输出设备
输出设备
计算机的基本组成
计算机系统由硬件和软件组成;硬件由主机和外设组成;主机由中央处理器、内存组成;内存由主机 、
Cache 组成;外设由外存储器、输入输出设备组成;软件由系统软件、应用软件组成;系统软件由操作系统
组成;应用软件包括各种应用程序;外存储器、Cache、主存构成存储器;中央处理器由运算器、控制器组
成。
1.运算器
功能:进行算术、逻辑运算。数制:二进制:
采 用 二 进 制 的 原 因 有 三 点 : 运 算 规 律 简 单 ; 比 较 容 易实 现 ; 元 件 状 态 数 最 省 。 字 长 ( 即 位 数 ): 通 常 有
8 、 16 、 32 、 64
位 。
2.存储器
– 有内存(半导体存储器)与外存(磁盘、光盘等)之分
功能:保存或“记忆”解题的原始数据和解题步骤。存储介质:半导体存储器,由触发器构成,一个触发器
1bit。存储单元:保存一个数的多个触发器,称为一个存储单元。
8 个 bit 构成一个字节(Byte)
3.控制器
-- 是计算机中发号施令的部件,它控制计算机的个部件有条不紊地进行工作。具体的讲 ,控制器的任务是从内
存中取出解题步骤加以分析,然后执行某种操作:
指令的形式:操作码、地址码。
每条指令应当明确告诉控制器,从存储器的哪个单元取数,并进行何种操作 , 操作的结果又存放到哪里 。操作码:
指出指令所进行的操作,如加、减、乘、除、取数、存数等。地址码:表示运算数据来源于哪个单元,运算结果
应存入哪个单元。
(3).控制器的基本任务
逐条从内存中取出指令—取指周期;然后执行指令—执行周期。 控制器 + 运算器 = 中央处理器 ( 即
CPU )
(4). 指令流和数据流
指令流与数据流的区分与流向:
一般来讲,在取指周期中从内存读出的信息是指令流,它流向控制器;而执行周期中从内存读出(或向内存写
入)的信息流是数据流,它由内存流向运算器或(从运算器流入内存)。
4.适配器与输入输出设备
(1)计算机的输入/输出设备通常称为外围设备。
(3)适配器的作用
由于输入输出设备种类繁多且速度各异,因而它们不是直接地同高速工作的主机相连接,而是通过适配器部件
与主机相连接。适配器的作用相当与一个转换器,它可以保证外围设备用计算机所要求的形式发送或接受信息。
计算机系统中还必须有总线。系统总线是构成计算机系统的骨架,是多个系统部件之间进行数据传送的公共通
路。借助系统总线,计算机在各系统部件之间实现传送地址、数据和控制信息的操作。
计算机工作原理概况
一、冯 诺依曼思想•
1、存储程序
- 用户将解决问题的步骤事先告诉计算机,称为程序
2、程序控制
- 计算机所作的任何事情都是通过 CPU 执行程序来完成的
二、CPU 的工作过程
1、CPU 能自动做一些基本的动作(加、除、传送、跳转等),称为指令
2、计算机从电源开启开始,CPU 就一直重复“取指令,执行指令”的过程,直至电源关闭
软件分类
(1)系统软件:为用户便于使用和管理计算机而编制的程序,由系统设计者和厂家提供。
• 面向计算机本身的软件--OS ,故障处理程序 等
• 面向计算机维护人员的软件--调试、纠错、测试程序等
• 面向用户的软件--汇编、编译和解释程序、 DBMS
等
(2)应用软件:
为解决某个应用领域的具体任务而编制的程序
1.3.2 层次结构的特点
1.每一级上都能进行程序设计,且得到下面各级的支持;
2.第 1 级~第 3 级所用语言基本为二进制语言,机器执行和解释容易;
3.第 4 级、第 5 级采用符号语言,有利于不了解硬件的人使用计算机;
4.级数越低越靠近硬件,级数越高使用计算机越方便;
1.3.3 分层的优点:
1.有利于人们正确理解计算机系统的工作,明确软硬件在计算机系统的地位和作用。
2.有利于理解各种语言的实质及其实现。
3.有利于探索虚拟机器新的实现途径,便于设计新的系统。
4.有助于理解计算机体系结构的含义,从而合理地进行计算机系统的开发和设计。
第二章 计算机中的信息表示
第一节 数据信息的表示
2.1.1 表示数据的大小:二进制、八进制、十六进制、二 - 十进制
2.1.2 表示数据的符号:原码、补码、反码
2.1.3 表示小数点:定点、浮点
信息包括数据信息(数值型数据、非数值型数据)和控制信息(指令信息)。
2 、进位计数制之间的转换
1)R 进制转换成十进制的方法
• 按权展开法:先写成多项式,然后计算十进制结果.
• N= dn-1dn-2• • • • • •d1d0d-1d-2 • • • • • •d-m
• =dn-1 ×Rn-1 + dn-2 ×Rn-2 + • • • • • •d1 ×R1 + d0 ×R0 + d-1 ×R-1 +
d-2 ×R-2 + • • • • • •d-m ×R-m
2) 十进制转换成二进制方法
一般分为两个步骤:整数部分的转换:除 2 取余法(基数除法)小数部分的转换:乘 2 取整法(基数乘法)
除基取余法:把给定的除以基数,取余数作为最低位的系数,然后继续将商部分除以 基数,余数作为次低位系数,
重复操作直至商为 0
例如:用基数除法将(327)10 转换成二进制数
乘基取整法(小数部分的转换):
把给定的十进制小数乘以 2,取其整数作为二进制小数的第一位,然后取小数部分继续乘以 2,将所的整数部分
作为第二位小数,重复操作直至得到所需要的二进制小数
例如:将(0.8125) 10 转换成二进制小数.
3)其它进制之间的直接转换法:
二 <-->八 二 <-->十六
000 0 0000 0 1000 8
001 1 0001 1 1001 9
010 2 0010 2 1010 A
011 3 0011 3 1011 B
100 4 0100 4 1100 C
101 5 0101 5 1101 D
110 6 0110 6 1110 E
111 7 0111 7 1111 F
2.1.2 表示数据的符号
机器数:计算机中表示的带符号的二进制数。
真值:带符号机器数对应的数值。
机器数有四种表示方法:原码、补码、反码和移码。
口诀:
一、三种码的正数表示相同
二、负数的原码符号位为“1”,数值部分是真值的数值部分
三、负数的补码符号位为“1”,数值位“按位取反末位加1”
四、负数的反码符号位为“1”,数值部分“按位取反”
码制表示法小结
• [X]原、[X]反 、[X] 补用“0”表示正号,用“1”表示负号; [X]移用“1”表示正号,用“0”表示
负号。
• 如果 X 为正数,则[X]原=[X]反 =[X] 补。
• 如果 X 为 0,则 [X] 补 、[X]移有唯一 编码, [X]原、[X]反 有两种编码。
• 移码与补码的形式相同,只是符号位相反。
2. 浮点表示法
• 浮点的表示形式:即小数点的位置不固定,是浮动的。
(2)浮点数的规格化
规格化:为了在尾数中表示最多的有效数据位; 为了数据表示的唯一性。通过调整阶码,使其尾数 D 满足下
面形式的数:
① 原码规格化后,正数为 0.1X…X 的形式;负数为 1.lx…x 的形式。
尾数
D
的真值的小数点后的第一位值必须为
1 。
② 补码规格化后,正数为 0.1X…X 的形式;负数为 1.0X…X 的形式。
尾数规格化:0.5≤ D <1 最高有效位绝对值为 1
(3)浮点数的表示举例
例:对数据 12310 作规格化浮点数的编码,假定 1 位符号位,基数为 2,阶码 5 位,采用移码,尾数 10 位,
采用补码。
解:先将数据表示成 D×RE 的形式
12310 = 1111011 = 0.1111011000×27
分别对 D 和 E 按照题目要求进行编码,阶码采用 5 位移码,尾数采用 10 位补码。
[7]移=10000+00111 = 10111
[0.1111011000]补=0.1111011000
将编码的结果按浮点数格式表示出来。因为符号位为 0,所以浮点格式为:
0 10111 1111011000
第二节 指令信息的表示
指令:计算机执行某种操作的命令。
从计算机组成的层次结构来说,计算机的指令有微指令、机器指令和宏指令。微指令是微程序级的命令,它
属于硬件;宏指令是由若干条机器指令组成的软件指令,它属于软件;而机器指令则介于微指令与宏指令之
间。指令系统:一台计算机所有的指令的集合。
第二节 指令信息的表示
2.2.1 指令格式
指令基本格式 :操作码、地址码
操作码:是指明指令操作性质的命令码。它提供指令的操作控制信息。
地址码:说明操作数存放的地址,有时则是操作数本身。
几种常见的指令格式:
F 零地址指令
例如:NOP 、HLT,也叫无操作数指令
F 一地址指令
例如:递增,移位,取反,INC AX,NOT BX
F 二地址指令
F 三地址指令
● 寄存器直接寻址(寄存器寻址)
格式: 操作码、 寄存器号 R
到寄存器(操作数)用与访问固定的寄存器
(3)间接寻址:指令给出操作数的间接地址。
存储单元号(数在 M 中)
寄存器(数在 R 中)
指针不变(由指令指定),指针内容可变,使同一指令可指向不同存储单元,以实现程序的循环、共享,并提
供转移地址。
操作码
操作数
A
寄存器间接寻址
存储器
寄存器
指令
R
存储器间接寻址
存储器
指令
操作码
操作数
A
'
A
格式
● 堆栈寻址
操作码 堆栈指针SP
SP
S
=((SP))
0070
剩余33页未读,继续阅读
资源评论
- xjli09152013-06-19很完整的资料
yuxiaohe1988
- 粉丝: 5
- 资源: 4
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功