**微机性能指标**:
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1)CPU类型:CPU型号决定了微机系统的档次
2)字长:CPU一次可以同时传送和处理的数码的位数
直接关系到计算机的计算精度、寻址速度和处理能力
字长越长,表示一次处理范围越大,性能越好
3)主频:计算机的时钟频率。
CPU单位时间内(秒)发出的脉冲数,吉赫(GHz);主频越高运算越快
4)内存容量:内存储器可容纳的二进制信息总量。
以字节B(Byte)表示,8位二进制为1字节,1024B=1KB.
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**微型计算机的组成**:
> 微型计算机是由大规模集成电路组成,体积较小的电子计算机。
> 微机包括硬件系统和软件系统;
> 硬件系统是组成微机的各种物理设备包括主机和外设。
> 主机以微处理器为基础,配以存储器及I/O设备。
计算机硬件5个基本组成部分:运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备
微处理器:一片或几片大规模集成电路组成的,具有运算和控制功能的中央处理单元。主要由算数逻辑部件ALU、寄存器和控制器CU组成。
现代计算机能实现自动化的信息处理,是由于采用了冯.诺依曼“存储程序”
工作原理。
主板是计算机各种部件相互连接的纽带和桥梁。
**寄存器与触发器的关系**:
>由于一个触发器能够存储一位二进制码,所以把n个触发器的时钟端口连接起来就能构成一个存储n位二进制码的寄存器。
**总线**:
bus 是计算机系统各部件之间相互连接,传送信息的公共通道,由一组物理导线组成。
一次传输信息的位数称为总线的宽度。
按照传送信息类型可以分为:数据总线,地址总线和控制总线
**总线一共分为三大类**:
**片内总线**:芯片内部各部件之间的数据传输,例如CPU内控制器、运算器和各个寄存器之间的信息传输
> 系统总线:CPU和主存、CPU和接口之间的信息传输。
> 数据总线:(Data Bus)为双向线,用于实现在CPU、存储器、I/O接口之间的数据传送;
> 数据总线的宽度等于计算机的字长
> 地址总线:(Address)为单向线,用于传送CPU所要访问的存储单元和I/O端口的地址信息。地址总线的位数决定了系统所能直接访的问存储空间的容量。
**控制总线**:(Control Bus)为双向线,用于控制总线上的操作和数据传送的方向;实现微处理器与外部逻辑部件之间的同步操作。
**外部总线**:
连接外部设备,如SCSI,IDE,USB(属于串口)
**机器数的表示与编码**
**1.原码表示法**:
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最高位表示符号,"0正,1负",其它n位表示数值的绝对值-0=1 0000000
例如:
设机器字长为8位,求X1=0.1011B,X2=-0.1011B的原码表示
[x1]=0 1011000 [X2]=1 1011000
设机器字长为8位,求X3=1011B,X4=-1011B的原码表示
[X3]=0 0001011 [X4]=1 0001011
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**2.反码表示法**:
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正数的反码与其原码相同,负数的反码是对其原码符号位不变其它位取反。
-0的反码=1 1111111
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**3.补码表示法**:
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正数的补码与原码相同,负数的补码,由其原码符号位不变,其它位取反,末尾位加1求得。
在计算机系统中,存储有符号整数时,用该整数的补码进行存储,0的原码、补码都是0。
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4.移码表示法:
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由[X补]求[X移]的规则:数值位不变,符号位取反
浮点数的阶码部分一般采用整数形式的移码表示。
0的移码对0的补码取反=1 0000000
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**机器数的运算**
**1.算数运算**
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补码运算的公式:
[X补]+[Y补]=[X+Y补]
[X补-Y补]=[X补]+[-Y补]
[Y补]-->[-Y补]:包含符号位,各位取反,末尾加1
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**2.溢出的概念**
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两正数相加,变负数,上溢(大于机器所能表示的最大数)
两负数相加,变正数,下溢(小于机器所能表示的最小数)
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**微型计算机的工作过程**
微型计算机的五大部分相互配合,协同工作。根据冯.诺依曼的设计,计算机应能自动执行程序,执行程序又归结为逐条执行指令,分为以下五个步骤:
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1.取指令:从存储器某个地址单元中取出要执行的指令送到指令寄存器暂存
2.分析指令:把保存在指令寄存器中的指令送到指令译码器中,译出该指令对应的微操作信号,控制各个部件的操作
3.取操作数:如果需要,发出取数据命令,到存储器取出需要的操作数
4.执行指令:根据指令译码,向各个部件发出相应控制信号,完成指令规定的各种操作
5.保存结果:如果需要保存计算结果,则把结果保存到指定的存储器单元中。
完成一条指令所需要的时间称为指令周期。
一个指令周期往往包含多个总线周期,一个总线周期又包含多个时钟周期,时钟周期是计算机中最小的时间单位。
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**冯.诺依曼计算机的基本设计思想**
> 采用存储程序的方式,编制好的程序和数据存放在同一存储器中,
> 计算机可以在无人干预的情况下自动完成逐条取出指令和执行指令的任务;
> 在机器内部,指令和数据均以二进制码表示,指令在存储器中按执行顺序存放
**"存储程序控制"的概念**
> 程序输入到计算机中,存储在内存储器中(存储原理),在运行时,控制器按地址顺序取出存放在内存储器中的指令(按地址顺序访问指令),然后分析指令,执行指令的功能,遇到转移指令时,则转移到转移地址,再按地址顺序访问指令(程序控制)。