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  • 2020-12-30-计算机组成与结构复习知识点总结
    2021-01-01 15:23:35

    title: 计算机组成与结构复习知识点总结
    description: 计组总结知识点图谱
    tags:

    • 计算机组成
      categories: 计算机组成
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      date: 2020-12-30 20:23:00

    计算机组成与结构复习知识点总结

    计算机组成与结构

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  • 计算机组成与结构

    2017-12-18 20:56:21
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    课程的章节安排

    在这里插入图片描述

    几句需要记忆的

    1.计算机技术进步划代的主要标志

    计算机技术进步划代的主要标志:元器件的更新

    2.计算机是一种现代化的信息处理工具。

    更具体地说,电子计算机是一种能对数字化信息进行自动高速运算的通用处理装置。

    3.计算机系统

    计算机系统是包括计算机硬件和软件的一个整体,两者不可分割,但处于不同的层次上。没有计算机软件的“裸机”发挥不了任何作用,等于人只有躯壳,没有灵魂一样。而硬件是软件的物理基础,正是由于硬件的高度进步才为软件的发展提供了舞台。

    计算机系统的组成

    在这里插入图片描述
    注:
    CPU=运算器+控制器
    主机=CPU+主存储器
    外部设备(除主机以外的硬件)=输入设备+输出设备+辅助存储器

    冯·诺伊曼体系(硬件组成)

    在这里插入图片描述

    输入设备

    将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入计算机。(键盘、鼠标、扫描仪、摄像机)

    输出设备

    将计算机处理的结果以人们所能接受的形式或其他系统所要求的信息形式输出。(显示器、打印机)

    运算器

    a.进行算术运算和逻辑运算的部件,运算数据以二进制格式输出,可以从存储器取出或来自输入设备,运算结果或写入存储器,或通过输出设备输出。
    b.算术运算:加减乘除(1+1=2)
    逻辑运算:与、或、非、异或、比较、移位(1+1=1)

    c.运算器的核心:ALU(算术逻辑单元)
    d.包含的通用寄存器:累加器(ACC)、乘商寄存器(MQ)、
    操作数寄存器(X)、变址寄存器(IX)、基址寄存器(BR)、程序状态寄存器(PSW)

    控制器

    协调整个计算机系统的正常工作。主要包括指令寄存器、指令译码器、时序控制器等部件

    存储器

    a.存放数据和程序的部件,它通过地址线和数据线与其他部件相连。
    b.主存储器:CPU能够直接访问的存储器。
    辅助存储器:用于帮助主存记忆更多的信息。

    计算机的工作原理

    a.把程序和数据装入主存储器
    b.从程序的起始地址运行程序
    c.用程序的首地址从存储器中取出第一条指令经过译码、执行步骤等控制计算机各功能部件协同运行

    采用二进制编码的原因

    a.二进制只有两种基本状态。使用有两个稳定状态的物理器件就可以表示二进制数的每一位,而制造两个稳定状态的物理器件要比要比制造多个状态稳定的物理器件容易很多。
    b.二进制的编码、计算和运算规则都很简单,可用开关电路实现、简便易行。

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    数值的表示

    基本概念

    1.数据是计算机处理的对象。媒体又称媒介、媒质,是指承载信息的载体。
    2.确定一个数值数据的三要素:进位计数制、定点/浮点表示、编码表示。
    3.在计算机内部,数值数据的表示方法有两大类:直接用二进制数表示采用二进制编码的十进制数表示。

    进位计数制

    1)R进制转化为十进制:

    在这里插入图片描述

    2)十进制转化为R进制:

    口诀:
    整数部分:除基取余,上右下左
    小数部分:乘基取整,上左下右
    例:
    在这里插入图片描述
    根据上述方法,求得结果:
    在这里插入图片描述

    3)二进制转化为八、十六进制:

    在这里插入图片描述

    定点浮点表示

    (1)定点表示(小数点固定):
    在这里插入图片描述
    (2)定点范围:
    在这里插入图片描述
    (3)浮点表示:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    (4)浮点范围:
    在这里插入图片描述

    编码系统(n位数值位)

    原码表示法:“符号—数值”表示法
    补码表示法:“符号—2补码”表示法

    法一:计算法

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    法二:转化法

    在这里插入图片描述

    表示范围:

    在这里插入图片描述

    数据的运算

    在这里插入图片描述

    定点加减

    [X+Y]原

    在这里插入图片描述
    [X]原=10011 [Y]原=11010
    数值位:0011+1010=1101
    符号位:1
    [X+Y]原=11011

    [X-Y]原

    [X]原=10011 [Y]原=11010
    在这里插入图片描述

    [X+Y]补

    在这里插入图片描述

    [X-Y]补

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    定点乘法

    原码一位乘法

    在这里插入图片描述
    步骤:①符号位:z0=x0⊕y0
    ②数值位:
    在这里插入图片描述
    ③符号位“+”数值位
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    数值位:0.100011111
    [X*Y]原=1.10001111

    补码一位乘法

    在这里插入图片描述
    步骤:①[X]补取双符号位,[Y]补取单符号位
    ②低位部分积Yn+1=0

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    [X*Y]补=1.01110001

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  • 计算机组成与结构 第五版 复习 (一)

    千次阅读 多人点赞 2019-06-22 15:58:21
    复习目标:进制转换;定点数取值范围;加减运算;奇偶校验码; 第一章 计算机系统概论 1943-1946年美国宾夕法尼亚大学研制的电子数字积分器和计算机ENIAC是世界上第一台电子计算机计算机组成: 运算器、控制...

    复习目标:进制转换;定点数取值范围;加减运算;奇偶校验码;

    第一章  计算机系统概论

    1943-1946年美国宾夕法尼亚大学研制的电子数字积分器和计算机ENIAC是世界上第一台电子计算机。

    计算机的组成:  运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备;

    指令组成:  操作码和地址码;

    电子计算机发展的五个阶段:

    1. 第一代:电子管计算机时代;
    2. 第二代:晶体管计算机时代;
    3. 第三代:集成电路计算机时代:
    4. 第四代:大规模集成电路计算机时代;
    5. 第五代:超大规模集成电路计算机时代;

    冯诺依曼结构的特点:

    1.  计算机的硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备构成;
    2. 程序预先存放在存储器中,计算机工作时能高速的从存储器中取出指令和数据加以执行;
    3. 数据采用二进制码表示;
    4. 指令由操作码和操作数构成;
    5. 指令按执行顺序存放在存储器中,通过程序指针PC来指明要执行的指令地址;
    6. 以运算器为中心,I/O设备与存储器之间的数据传送通过运算器;

     

     第三章  运算方法和运算部件

    由于现实生活中的数字不只0,1两个;              所以引入不同进制;

    数字除了正数还需要有负数的表示;                所以引入反码、原码、补码;

    为了提高负数的精度和范围;                          所以引入浮点数;

    避免运算在存储过程的错误;                        所以引入检验码;

     

    定点数是由符号位数值构成;

    浮点数阶码尾数构成;  N=M*R^E    E为阶码,M为尾数

     

    定点数的取值范围:

     定点小数: 小数点固定在最高位之后称为定点小数。

     -(1-2^(-n+1))≤X≤1-2^(-n+1)       比如n为3时   范围为: -3/4<=X<=3/4

    定点整数:  小数点位固定在最后一位之后称为定点整数。

    -(2^(n-1)-1)≤X≤2^(n-1)-1        比如 n为2时  范围为:-1<=X<=1

     

    原码、反码、补码:

    浮点数的加减运算流程:

    数据校验码:一种常用的带有发现某些错误或自动改错能力的数据编码方法;

    海明校验码、循环冗余校验码 (了解)

    奇偶校验码

    只能发现奇数个传递错误; 

    数据:0101010    用奇校验时的值为0;所以写成:00101010    所以才数1的个数,奇数个就是奇校验

    数据:1100000    用偶校验时的值为0;所以写成:01100000     所以1的个数为偶数,为偶校验

     

     

     

     

     

     

     

     

      

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