**微機性能指標**:
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1)CPU類型:CPU型號決定了微機系統的檔次
2)字長:CPU一次可以同時傳送和處理的數碼的位數
直接關系到計算機的計算精度、尋址速度和處理能力
字長越長,表示一次處理范圍越大,性能越好
3)主頻:計算機的時鐘頻率。
CPU單位時間內(秒)發出的脈沖數,吉赫(GHz);主頻越高運算越快
4)內存容量:內存儲器可容納的二進制信息總量。
以字節B(Byte)表示,8位二進制為1字節,1024B=1KB.
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**微型計算機的組成**:
> 微型計算機是由大規模集成電路組成,體積較小的電子計算機。
> 微機包括硬件系統和軟件系統;
> 硬件系統是組成微機的各種物理設備包括主機和外設。
> 主機以微處理器為基礎,配以存儲器及I/O設備。
計算機硬件5個基本組成部分:運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備
微處理器:一片或幾片大規模集成電路組成的,具有運算和控制功能的中央處理單元。主要由算數邏輯部件ALU、寄存器和控制器CU組成。
現代計算機能實現自動化的信息處理,是由于采用了馮.諾依曼“存儲程序”
工作原理。
主板是計算機各種部件相互連接的紐帶和橋梁。
**寄存器與觸發器的關系**:
>由于一個觸發器能夠存儲一位二進制碼,所以把n個觸發器的時鐘端口連接起來就能構成一個存儲n位二進制碼的寄存器。
**總線**:
bus 是計算機系統各部件之間相互連接,傳送信息的公共通道,由一組物理導線組成。
一次傳輸信息的位數稱為總線的寬度。
按照傳送信息類型可以分為:數據總線,地址總線和控制總線
**總線一共分為三大類**:
**片內總線**:芯片內部各部件之間的數據傳輸,例如CPU內控制器、運算器和各個寄存器之間的信息傳輸
> 系統總線:CPU和主存、CPU和接口之間的信息傳輸。
> 數據總線:(Data Bus)為雙向線,用于實現在CPU、存儲器、I/O接口之間的數據傳送;
> 數據總線的寬度等于計算機的字長
> 地址總線:(Address)為單向線,用于傳送CPU所要訪問的存儲單元和I/O端口的地址信息。地址總線的位數決定了系統所能直接訪的問存儲空間的容量。
**控制總線**:(Control Bus)為雙向線,用于控制總線上的操作和數據傳送的方向;實現微處理器與外部邏輯部件之間的同步操作。
**外部總線**:
連接外部設備,如SCSI,IDE,USB(屬于串口)
**機器數的表示與編碼**
**1.原碼表示法**:
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最高位表示符號,"0正,1負",其它n位表示數值的絕對值-0=1 0000000
例如:
設機器字長為8位,求X1=0.1011B,X2=-0.1011B的原碼表示
[x1]=0 1011000 [X2]=1 1011000
設機器字長為8位,求X3=1011B,X4=-1011B的原碼表示
[X3]=0 0001011 [X4]=1 0001011
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**2.反碼表示法**:
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正數的反碼與其原碼相同,負數的反碼是對其原碼符號位不變其它位取反。
-0的反碼=1 1111111
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**3.補碼表示法**:
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正數的補碼與原碼相同,負數的補碼,由其原碼符號位不變,其它位取反,末尾位加1求得。
在計算機系統中,存儲有符號整數時,用該整數的補碼進行存儲,0的原碼、補碼都是0。
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4.移碼表示法:
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由[X補]求[X移]的規則:數值位不變,符號位取反
浮點數的階碼部分一般采用整數形式的移碼表示。
0的移碼對0的補碼取反=1 0000000
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**機器數的運算**
**1.算數運算**
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補碼運算的公式:
[X補]+[Y補]=[X+Y補]
[X補-Y補]=[X補]+[-Y補]
[Y補]-->[-Y補]:包含符號位,各位取反,末尾加1
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**2.溢出的概念**
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兩正數相加,變負數,上溢(大于機器所能表示的最大數)
兩負數相加,變正數,下溢(小于機器所能表示的最小數)
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**微型計算機的工作過程**
微型計算機的五大部分相互配合,協同工作。根據馮.諾依曼的設計,計算機應能自動執行程序,執行程序又歸結為逐條執行指令,分為以下五個步驟:
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1.取指令:從存儲器某個地址單元中取出要執行的指令送到指令寄存器暫存
2.分析指令:把保存在指令寄存器中的指令送到指令譯碼器中,譯出該指令對應的微操作信號,控制各個部件的操作
3.取操作數:如果需要,發出取數據命令,到存儲器取出需要的操作數
4.執行指令:根據指令譯碼,向各個部件發出相應控制信號,完成指令規定的各種操作
5.保存結果:如果需要保存計算結果,則把結果保存到指定的存儲器單元中。
完成一條指令所需要的時間稱為指令周期。
一個指令周期往往包含多個總線周期,一個總線周期又包含多個時鐘周期,時鐘周期是計算機中最小的時間單位。
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**馮.諾依曼計算機的基本設計思想**
> 采用存儲程序的方式,編制好的程序和數據存放在同一存儲器中,
> 計算機可以在無人干預的情況下自動完成逐條取出指令和執行指令的任務;
> 在機器內部,指令和數據均以二進制碼表示,指令在存儲器中按執行順序存放
**"存儲程序控制"的概念**
> 程序輸入到計算機中,存儲在內存儲器中(存儲原理),在運行時,控制器按地址順序取出存放在內存儲器中的指令(按地址順序訪問指令),然后分析指令,執行指令的功能,遇到轉移指令時,則轉移到轉移地址,再按地址順序訪問指令(程序控制)。