計算機原理知識總結

2021-11-02 03:43:43 字數 4859 閱讀 7881

第一章計算機系統概論

1、計算機的發展史,以器件劃分「第一代:電子管計算機,第二代:電晶體計算機 ,第三代:

積體電路(ic)計算機,***:大規模積體電路(lsi)計算機。」 就計算機語言劃分為「第一代:

機器語言,第二代:組合語言,第三代:高階語言」。

2、計算機硬體系統是指構成計算機的所有物理部件的集合。

3、計算機硬體結構分為五大類:運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置。

4、運算器和控制器合稱cpu,即**處理單元。這是計算機的核心。

5、儲存器分為主(內)存與輔(外)存。cpu與主存合稱主機。

6、作業系統的作用:管理計算機的軟體和硬體資源。組織、協調計算機的執行,以增強系統的處理能力。提供人機介面,為使用者提供方便。

7、作業系統分類:1)批處理作業系統。使用者可以成批的提供待執行的程式。

2)分時作業系統。作業系統按一定的方式輪流的分配機時給多個使用者。3)實時作業系統。

根據使用者優先順序別的高低,對級別不同的使用者不同的影響方式。4)網路作業系統。用於對多台分布在不同位置的計算機及其裝置之間的通訊進行有效的監護和管理。

8、計算機的主要效能指標:1)主頻(時鐘週期):主屏在很大程度上決定了計算機的執行速度,單位是兆赫茲。

2)字長:一般以字為單位處理、傳送,字一般以二進位制編碼。二進位制位數即為字長。

3)運算速度:運算速度的單位是mips,即每秒百萬指令數。4)儲存容量。

5)可靠性。6)系統可維護性。7)相容性。

8)價效比。

第二章數字邏輯基礎

1、邏輯代數是研究複雜的邏輯關係的有力**。

2、邏輯加:只要有乙個1,結果為1. 邏輯加的基本運算規則:0+0=0 0+1=1

1+0=1 1+1=1 a+0=a a+1=1 a+a=a。

3、邏輯乘:只要有乙個為0,結果為0. 意義:

只有邏輯變數a和b都為1時,邏輯變數l才為1.反之,只要邏輯變數a或b中有乙個為0,則l即為0. 運算規則:

0*0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=1 a*0=0 a*1=a a*a=a

4、邏輯非、邏輯反:邏輯變數a的邏輯非表示a的相反,用a表示。l=a

運算規則如下:0=1 1=0 a+a=1 a*a=0 a=a

5、邏輯與(and)和邏輯乘的代數式完全一樣,故邏輯與也叫邏輯乘。 邏輯與(and):「一零百零」「一假百假」

6、邏輯或:一真百真也稱邏輯加。

7、邏輯非或邏輯反 y=a

8、與非門。與非門是與門和非門串接的電路。(先與後非),y=a·b·c

9、或非門,y=a+b 先或後非。

10、異或門 y=ab + ab 當輸入a和b相異時,輸出y為1;當輸入a和b相同時,輸出0.

11、邏輯代數的運算法則:

12、三態門。它和一般的閘電路的區別在於它有三種輸出狀態,即高電位輸出(「1」)、低電位輸出狀態(「0」)以外,還有三種輸出狀態,稱「高阻狀態」,在粗狀態下,閘電路的輸出端既無電流輸出,也無電流灌入,使閘電路處於「隔離狀態」,即第三態,三態門之名也就由此而得。當使能端en為高電位時,三態門完全是乙隻與非門;當en為低電位時輸出y被懸空,電流不能流進y端,也不能從y端流出,這種狀態稱「禁止狀態或高阻狀態」。

13、課本p21 的表2.7非常重要!

14、觸發器:當rd 和sd都為高電位時,觸發器不會變化。r-s觸發器的缺點是當r和s端同時為低電位時將出現觸發器狀態不正確的情況。

15、d觸發器:d觸發器由6個「與非」門組成,觸發器的狀態由稱為d的輸入端決定,故稱d觸發器。

16、加法器:加法器用於算數變數相加的邏輯電路。

17、加法器有半加器和全加器,可由「異或」門組成,將兩個邏輯變數a及b相加後求其「和」及「進製」的邏輯電路稱為半加器。

18、若考慮低電位半加器的進製j』也作為此半加器的輸入端,則此加法器稱作全加器.

19、寄存(存放)乙個數字或指令(也用二進位制表示)的邏輯部件稱暫存器。

第三章計算機的資料表示

1、資料的兩個基本要素:技術與各位的「位權」。

2、基數:一種計數制允許選用基本數字符號的個數叫基數。

3、位權:乙個數字符號處在數的不同位時,它所代表的數值是不同的,每個數字符號所表示的數值等於該數字符號值乘以乙個與數碼所在位有關的常數,這個常數叫做位權,簡稱權。例:

十進位制數十分位、個位、十位、百位上的權一次是10-1、100、101、102, 678.9最高位權上的6代表的數值是數字符號6乘以權102,而最低位上的9代表的數值是數字符號9乘以位權10-1。 296.

48=2*102+9*101+6*100+4*10-1+8*10-2

4、計算機中用的最多的是基數為2的計數制。即二進位制。

5、通常把表示資訊的數字符號稱為**。

6、八進位制與十六進製制:幾種進製的標示:二進位制數 b 八進位制 q 十進位制數 d 十六進製制 h 通常後面不加標示的預設為十進位制。

7、八進位制數有0~7共8個不同的數字符號,運算時「逢八進一」。十六進製制:運算時「逢十六進一」

8、方法:以小數點為界,根據需要最左邊,右邊加零,按位分組。分組:三位二進位制數==一位八進位制數。四位二進位制數==一位十六進製制數。

9、八進位制與十六進製制互相轉換,方法:以二進位制為橋梁。

10、任意進製→十進位制,方法:按權展開求和。

例:110112=1*24+1*23+0+22+1*21+1*20=27

763q=7*82+6*81+3*80fach=15*162+10*161+12*160

11、十進位制→任意進製 :方法:基數乘除法。(整數:除基取餘,先余為低,後余為高。小數:乘基取整,先整為高,後整為低。)

12、計算機數值資料的表示。數在計算機中的二進位制表示稱為機器數。

13、機器數的基本特點:數的符號數值化。符號位通常位於二進位制的最高位,(0代表+,1代表﹣)計算機通常只表示整數或純小數,因此約定小數點隱含在乙個固定位置上,不再占用乙個數字。

機器數的位數受機器裝置的限制。字長8位叫乙個位元組,機器內部裝置能表示的二進位制叫做機器的字長。

14、真值:因為符號佔據一位,機器數的形式值就不等於真正的數值。例如:

有符號數1001,最高位1代表負號。其真正數值不是形式值9,而是﹣1.為區別期間,帶符號位的機器數對應的數值稱機器數的真值。

15、無符號數:當計算機字長的所有二進位制位數用來表示數值時,稱為無符號數。(一般在全部是整數運算且不出現負數結果的場合,可以省略符號位,使用無符號數表示。

)例:寫出二進位制數1100 0000b分別為無符號整數、無符號小數的表示式。 解:

無符號整數:1100 0000b=1*27+1*26 無符號小數: 1100 0000b=1*2-1+1*2-2

16、計算機符號數的表示方法:原碼:性質:

①原碼實際上是數值化的符號位加上真值的絕對值,所以也稱符號——絕對值表示法。②真值0在原碼中有兩種形式。即:

[+0]原=000┄0 [-0]原=1000┄0 例:寫出x1=-1011b x2=+1001的原碼! 解:

[x1]原=11011b [x2]原=01001b

17、【正數的絕對值是正數,附屬的絕對值是它相反數,0的絕對值是0,絕對值必須≥0】

18、反碼:乙個負數的原碼符號位不動,其餘位取反,就是機器數的另一種表示形式—反碼表示法。【反碼的正數編碼規則與原碼同,x=+1101 則[x]反=01101,反碼的負數最高位用1表示其他位按位取反 x=—1101 [x]反=01101】

19、補碼:【正數和原碼同。負數的最高位用1,其他位按位取反加一(※簡單方法:從後往前找到第乙個1,1以前的數按位取反,1包括1後面的數照抄。)】

20、機器數的定點與浮點表示:約定所有的機器的小數點隱含在某個固定點的位置上,稱為定點表示法。小數點的位置可以任意浮動,稱為浮點表示法。

21、定點整數:當約定所有機器數的小數點位置在機器數的最低位之後時,稱定點整數,定點整數是純整數。

22、定點小數:當約定所有機器數的小數點位置在符號位之後、有效數值部分最高位之前時,稱為定點小數,定點小數是純小數。

例:求機器數1010 0000分別是原碼定點整數,原碼定點小數補碼定點整數、補碼定點小數時的真值x。 解:

若[x]原=1010 0000b 當是原碼定點整數時 x真值=-100 000b=-32d 當是原碼定點小數時 x真值=-0.01b=-0.25d 若[x]補=1010 0000b 當是補碼定點整數時∵[x]原=[1010 0000]補=1110 0000b ∴[x]真值=-110 0000b=-96d 當是補碼定點小數時 [x]真值=-0.

11b=-0.75d

23、缺點:定點表示方法簡單、直觀,不過定點小數表示法的範圍小,運算過程容易產生溢位,在實際應用中,定點數主要用於表示浮點數尾數。

24、浮點表示法:為了在位數悠閒地前提下擴大數值的表示範圍,又保持數的有效精度,計算機採用浮點表示法。浮點表示法與科學計數法相似,即把乙個任意進製數n通過移動小數點位置表示成r的e次冪和絕對值小於1的數m相乘的形式:

n=±m·re 其中m——尾數,是數值的有效數字部分,一般用定點小數表示。r——底數,機器數中通常取2或16;e——指數。稱作階碼,是有符號整數。

25、浮點數的規格化:規格化是指尾數m(限定是定點小數)的最高位m-1必須是有效數字位。 作用:

使浮點數有乙個標準形式,也為了充分利用尾數的有效數字提高運算精度,一般採用浮點數規格化的表示形式。

26、浮點數表示法的優點:⑴浮點數表示法的範圍比定點數大。⑵在運算過程中,隨時對中間結果進行規格化,所以不容易丟失有效數字,提高了運算精度。

27、資料校驗碼。奇偶校驗碼:校驗位取0還是取1的原則是:

若設定為奇校驗,應使**裡含1的個數連同校驗位的取值共有奇數個1,若設定偶校驗,則n位資訊連同校驗位的取值使1的個數為偶數。

28、奇偶校驗碼的缺點:①奇偶校驗只增加了1個校驗位,只能發現有無差錯,而不能發現差錯的具體位置;②只能發現奇數個二進位錯誤,當偶數個二進位發生錯誤時,奇偶校驗碼就無法發現錯誤!

計算機原理複習總結

第一章計算機基礎知識 本章的主要內容為不同進製計數制計數方法 不同進製數之間相互轉換的方法 數和字元在計算機中的表示方法 簡單的算術運算以及計算機系統的組成。下邊將本章的知識點作了歸類。第二章 8086微處理器 本章要從應用角度上理解8086cpu的內部組成 程式設計結構 引腳訊號功能 最小工作模式...

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1.在8086cpu的9個標誌位中,有3位為控制標誌,它們是df,if 及 tf 2.主機與外設之間的資料傳送控制方式通常有三種,它們是程式控制方式,dma方式及 中斷 其中 dma方式的資料傳輸率最高。3.乙個中斷向量佔 4 個位元組。4.8259a設定為固定優先順序時,ir0優先順序 高 ir7...

計算機原理課程總結 部分

一 8086微處理器內部結構 一 匯流排介面單元 biu 1.段位址暫存器 16位 cs ds es ss 2.指令指標暫存器ip 16位 3.形成20位實體地址的加法器 4.指令佇列 isq,6個位元組 5.與eu通訊的內部暫存器 6.匯流排控制邏輯。二 執行單元 eu 1.算數邏輯單元alu 1...