單元二計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成_圖文

1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件主機(jī)主機(jī)外設(shè)外設(shè)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件CPU運(yùn)算器運(yùn)算器寄存器寄存器控制器控制器內(nèi)存內(nèi)存只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備外存外存操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)編譯、解釋系統(tǒng)編譯、解釋系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)系統(tǒng)服務(wù)程序系統(tǒng)服務(wù)程序字處理軟件等字處理軟件等用戶開發(fā)的軟件系統(tǒng)用戶開發(fā)的軟件系統(tǒng)1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)依馮諾依曼原理計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器控制器存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸出設(shè)備五部分組成控制器：是計(jì)算機(jī)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，指揮各部件協(xié)同工作能識(shí)別指令

2、，分析指令。由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、操作碼譯碼器、控制電路、時(shí)序電路等組成。運(yùn)算器：是計(jì)算機(jī)的核心部件，完成對(duì)信息的加工和處理。由算術(shù)邏輯運(yùn)算部件、寄存器、數(shù)據(jù)總線等組成。存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)（也可統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)）。計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)（也可統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)）。按存儲(chǔ)方式：按存儲(chǔ)方式：隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAMRAM順序順序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 ROMROM輸入設(shè)備：將外部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為內(nèi)部信息形式如鍵盤、鼠標(biāo)。輸入設(shè)備：將外部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為內(nèi)部信息形式如鍵盤、鼠標(biāo)。輸出設(shè)備：將計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息傳遞出來如顯示器、打印機(jī)等。輸出設(shè)備：將計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息傳遞出來如顯示器、打印機(jī)等。外存設(shè)備：外存設(shè)備：處

3、理機(jī)以外，專門存儲(chǔ)信息的外圍設(shè)備稱為外存處理機(jī)以外，專門存儲(chǔ)信息的外圍設(shè)備稱為外存設(shè)備。設(shè)備。 按讀寫方式：按讀寫方式：只讀只讀存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 輸入設(shè)備輸入設(shè)備 中央處理部件中央處理部件 輸出設(shè)備輸出設(shè)備 鍵盤鍵盤 Input CPU Output 顯示器顯示器 鼠標(biāo)器鼠標(biāo)器 打印機(jī)打印機(jī) 主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器 I/O 外部存儲(chǔ)設(shè)備外部存儲(chǔ)設(shè)備 磁盤、磁帶磁盤、磁帶 網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口 硬盤、硬盤、U盤盤 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖現(xiàn)代計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖計(jì)算機(jī)的基本組成計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)軟件是指在硬件設(shè)備上運(yùn)行的各種程序及其有關(guān)的資料。 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件

4、和應(yīng)用軟件兩大部分組成。 系統(tǒng)軟件是為管理、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)資源所設(shè)計(jì)的軟件，包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、語言處理程序、實(shí)用程序等。 應(yīng)用軟件是為解決各種實(shí)際問題而專門研制的軟件，例如文字處理軟件、會(huì)計(jì)賬務(wù)處理軟件、工資管理軟件、人事檔案管理軟件、倉庫管理軟件等。 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)1、操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)是為了提高計(jì)算機(jī)的利用率、方便用戶使用計(jì)算機(jī)以及加快計(jì)算機(jī)響應(yīng)時(shí)間而研制的一種軟件。 操作系統(tǒng)是最重要的系統(tǒng)軟件，用戶通過操作系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)，其他軟件則在操作系統(tǒng)提供的平臺(tái)上運(yùn)行。 離開了操作系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)便無法工作。 DOS、Windows 95/98/XP等都是操作系統(tǒng)。 操作系統(tǒng)的功能：操作

5、系統(tǒng)的功能：處理機(jī)管理內(nèi)存管理設(shè)備管理信息管理用戶接口操作系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)：操作系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)：?jiǎn)斡脩舨僮飨到y(tǒng)批處理操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件1）中央處理器）中央處理器CPUCPUCPU的的功能功能： 執(zhí)行指令，完成運(yùn)算和控制功能執(zhí)行指令，完成運(yùn)算和控制功能。一種。一種CPU能完成的基本動(dòng)能完成的基本動(dòng)作有幾十到幾百種，每一種動(dòng)作對(duì)應(yīng)一條指令，指令的全部構(gòu)成作有幾十到幾百種，每一種動(dòng)作對(duì)應(yīng)一條指令，指令的全部構(gòu)成CPU的指令集合。的指令集合。 CPUCPU性能性能三要素三要素： 速度速度：每秒可執(zhí)行的指令數(shù)。早期幾萬條，目前幾億更高。每秒可執(zhí)

6、行的指令數(shù)。早期幾萬條，目前幾億更高。 精度精度：字長或數(shù)據(jù)寬度（一次處理數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位數(shù)）字長或數(shù)據(jù)寬度（一次處理數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位數(shù)） 指令系統(tǒng)本身的處理能力指令系統(tǒng)本身的處理能力。 CPUCPU的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) ALU 寄存器組寄存器組 CPU內(nèi)部總線內(nèi)部總線 程序控制單元程序控制單元 地址地址 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 控制控制 信息信息 信息信息 信息信息Arithmetic Arithmetic Logic UnitLogic UnitCPUCPU的核心分析指的核心分析指令的內(nèi)容，確定參令的內(nèi)容，確定參數(shù)數(shù)指令寄存器指令寄存器數(shù)據(jù)寄存器（字長）數(shù)據(jù)寄存器（字長）控制寄存器控制寄存器十幾到幾十個(gè)十幾到幾十個(gè)

7、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件2)2)內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器：用來存放程序和數(shù)據(jù)。：用來存放程序和數(shù)據(jù)。對(duì)內(nèi)存的訪問有：讀出、寫入由于對(duì)內(nèi)存的訪問有：讀出、寫入由于CPU與內(nèi)存頻繁交換與內(nèi)存頻繁交換數(shù)據(jù)，內(nèi)存的速度成了提高計(jì)算機(jī)速度的瓶頸。數(shù)據(jù)，內(nèi)存的速度成了提高計(jì)算機(jī)速度的瓶頸。只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器：ROMRead only memory其內(nèi)容由芯片廠其內(nèi)容由芯片廠家寫入。用于存放重要固定的數(shù)據(jù)如：操作系統(tǒng)最基本家寫入。用于存放重要固定的數(shù)據(jù)如：操作系統(tǒng)最基本的服務(wù)的服務(wù)開機(jī)加電自檢程序、引導(dǎo)程序。關(guān)機(jī)后內(nèi)容開機(jī)加電自檢程序、引導(dǎo)程序。關(guān)機(jī)后內(nèi)容不消失不消失。也有也有PROMProgrammab

8、le ROM 空白用戶可一次性寫入。空白用戶可一次性寫入。EPROM Erasable Programmable ROME可多次紫外線擦除可多次紫外線擦除EEPROMElectrically EPROM閃存閃存Flash MEM,目前用于目前用于BIOS，通過調(diào)節(jié)主板電壓，升級(jí)操作，通過調(diào)節(jié)主板電壓，升級(jí)操作隨機(jī)存儲(chǔ)器：隨機(jī)存儲(chǔ)器：RAMRandom Access MEM一般采用動(dòng)態(tài)金屬氧化物（動(dòng)態(tài)一般采用動(dòng)態(tài)金屬氧化物（動(dòng)態(tài)MOS）半導(dǎo)體技術(shù)制造。）半導(dǎo)體技術(shù)制造。工藝簡(jiǎn)單、成本低工藝簡(jiǎn)單、成本低 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)“易失易失性性”內(nèi)存二要素：容量、訪問速度。內(nèi)存二要素：容量、訪問速度。50ns 是是

9、CPU速度的速度的1/10。高速緩沖存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器：Cache邏輯上位于邏輯上位于CPU 與主存之間。與主存之間。容量小，速度快，主要目的是用于提高訪問速度。容量小，速度快，主要目的是用于提高訪問速度。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件 CPU 高速緩存高速緩存 主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器內(nèi)存編址、總線與數(shù)據(jù)傳輸內(nèi)存編址、總線與數(shù)據(jù)傳輸數(shù)已百萬計(jì)的存儲(chǔ)單元以順序的線形方式組織。數(shù)已百萬計(jì)的存儲(chǔ)單元以順序的線形方式組織。CPU與內(nèi)存之間通過數(shù)據(jù)總線和地址總線進(jìn)行。與內(nèi)存之間通過數(shù)據(jù)總線和地址總線進(jìn)行。CPU需要信息需要信息 將內(nèi)存起始地址送入地址總線將內(nèi)存起始地址送入地址總線 通過通過控制總線發(fā)控制總線發(fā)“讀讀”信號(hào)

10、信號(hào) 從數(shù)據(jù)總線得到數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)總線得到數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件采用超大規(guī)模集成電路制造的半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片教學(xué)模型機(jī)3)3)外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器用于與內(nèi)存交換數(shù)據(jù)。（不能被用于與內(nèi)存交換數(shù)據(jù)。（不能被CPUCPU直接訪問）直接訪問）常見的有常見的有軟盤、硬盤、光盤、磁帶、優(yōu)盤和閃寸軟盤、硬盤、光盤、磁帶、優(yōu)盤和閃寸卡卡等等軟盤的磁道和扇區(qū)軟性塑料圓盤上涂附磁性材料存儲(chǔ)以區(qū)段為單位成批進(jìn)行。區(qū)段地址：由盤面編號(hào)+磁道編號(hào)+扇區(qū)號(hào) 決定?；T，讀寫窗口寫保護(hù)口背后有一金屬卡子用于驅(qū)動(dòng)磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)軟盤段鎂鋁合金材料上涂磁性材料劃分更密，上千個(gè)磁道，上百個(gè)扇區(qū)，若干盤片硬 盤存儲(chǔ)以區(qū)段為單位成批進(jìn)

11、行。區(qū)段地址：由盤面編號(hào)（讀寫頭號(hào)）+磁道編號(hào)+扇區(qū)號(hào) 決定。塑料盤上,涂一層反光性好的鋁制材料,再加一層保護(hù)層密度很高，是磁盤的100倍。光道的密度可達(dá)到1600道/英寸，光道上的位密度達(dá)3108位/英寸。光盤光盤 光盤的存儲(chǔ)介質(zhì)不同于磁盤，只讀光盤、一次寫入型光盤和可擦寫光盤。 只讀光盤是生產(chǎn)廠家在制造時(shí)根據(jù)用戶要求將信息寫到盤上，用戶不能抹除，也不能寫人，只能通過光盤驅(qū)動(dòng)器讀出盤中信息。只讀光盤以一種凹坑的形式記錄信息。光盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)裝有激光光源，光盤表面以凸凹不平方式記錄的信息，可以反射出強(qiáng)弱不同的光線，從而使記錄的信息被讀出。只讀光盤的存儲(chǔ)容量約為650MB。 一次寫入型光盤可以由用戶

12、寫入信息，但只能寫一次，不能抹除和改寫(像PROM芯片一樣)。信息的寫入通過特制的光盤刻錄機(jī)進(jìn)行。它是用激光使記錄介質(zhì)熔融蒸發(fā)穿出微孔或使非晶膜結(jié)晶化，改變?cè)牧咸匦詠碛涗浶畔?。這種光盤的信息可多次讀出，讀出信息時(shí)使用只讀光盤用的驅(qū)動(dòng)器即可。一次寫入型光盤的存儲(chǔ)容量一般為幾百M(fèi)。 可擦寫光盤用戶可自己寫人信息，也可對(duì)已記錄的信息進(jìn)行抹除和改寫，就像使用磁盤一樣反復(fù)使用。它是用激光照射在記錄介質(zhì)上(不穿孔)，利用光和熱引起介質(zhì)可逆性變化來進(jìn)行信息記錄的?？刹翆懝獗P需插入特制的光盤驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行讀寫操作，它的存儲(chǔ)容量一般在幾百M(fèi)B至幾個(gè)GB之間。光盤表面，0，1（有坑）利用聚集的激光照射在記錄介質(zhì)上對(duì)

13、其微小的區(qū)域加熱出直徑為1微米左右小孔有機(jī)玻璃涂光記錄介質(zhì)優(yōu)盤和閃存卡 優(yōu)盤又稱閃存卡采用閃存和USB接口技術(shù)相結(jié)合的存儲(chǔ)設(shè)備。閃存 EEPROM電可擦除ROMElectrically Erasable Programmable Read Only Memory半導(dǎo)體存儲(chǔ)設(shè)備4)4)輸入設(shè)備輸入設(shè)備常用的有常用的有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、麥克風(fēng)。鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、麥克風(fēng)。對(duì)鼠標(biāo)的操作有單擊、雙擊、移動(dòng)、拖動(dòng)。對(duì)鼠標(biāo)的操作有單擊、雙擊、移動(dòng)、拖動(dòng)。機(jī)械鼠、光學(xué)鼠、光機(jī)鼠、有線鼠、無線鼠機(jī)械鼠、光學(xué)鼠、光機(jī)鼠、有線鼠、無線鼠5 5）輸出設(shè)備）輸出設(shè)備常用的有常用的有顯示器、打印機(jī)、音箱顯示器、打印機(jī)

14、、音箱。顯示模式分為：字符模式（如80列25行）和圖形模式（如640480，12801024）3、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件軟件一般分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件1）系統(tǒng)軟件目的：用于管理、監(jiān)控、維護(hù)計(jì)算機(jī)資源，使之高效工作的軟件。計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)編譯、解釋系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)系統(tǒng)服務(wù)程序字處理軟件等應(yīng)用軟件用戶開發(fā)的軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言可分為：計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言可分為：機(jī)器語言、匯編語言、高級(jí)語言機(jī)器語言、匯編語言、高級(jí)語言機(jī)器語言：機(jī)器語言：由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)可以識(shí)別的二進(jìn)制指令組成由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)可以識(shí)別的二進(jìn)制指令組成的語言稱為機(jī)器語言。的語言稱為機(jī)器語言。完全由完全由0 0，1 1

15、代碼構(gòu)成。語法規(guī)則就是代碼構(gòu)成。語法規(guī)則就是機(jī)器指令的格式。不需翻譯可直接被執(zhí)行。機(jī)器指令的格式。不需翻譯可直接被執(zhí)行。計(jì)算機(jī)發(fā)展的初期，軟件工程師們只能用機(jī)器語言來編寫計(jì)算機(jī)發(fā)展的初期，軟件工程師們只能用機(jī)器語言來編寫程序。這一階段，在人類的自然語言和計(jì)算機(jī)編程語言之程序。這一階段，在人類的自然語言和計(jì)算機(jī)編程語言之間存在著巨大的鴻溝間存在著巨大的鴻溝。匯編語言：匯編語言：一種符號(hào)化了的機(jī)器語言。一種符號(hào)化了的機(jī)器語言。匯編語言將機(jī)器指匯編語言將機(jī)器指令映射為一些可以被人讀懂的助記符，如令映射為一些可以被人讀懂的助記符，如ADDADD、SUBSUB等。等。用一用一些英文縮寫，數(shù)字符號(hào)來代替機(jī)

16、器指令，其語句和機(jī)器指令些英文縮寫，數(shù)字符號(hào)來代替機(jī)器指令，其語句和機(jī)器指令一一對(duì)應(yīng)。一一對(duì)應(yīng)。此時(shí)編程語言與人類自然語言間的鴻溝略有縮小，但仍與人此時(shí)編程語言與人類自然語言間的鴻溝略有縮小，但仍與人類的思維相差甚遠(yuǎn)。因?yàn)樗某橄髮哟翁停绦騿T需要考類的思維相差甚遠(yuǎn)。因?yàn)樗某橄髮哟翁?，程序員需要考慮大量的機(jī)器細(xì)節(jié)。慮大量的機(jī)器細(xì)節(jié)。例例 mov 0123,ax mov 2341,bx add ax,bx mov ax,001a i=a+b高級(jí)語言：高級(jí)語言：接近于自然語言。接近于自然語言。高級(jí)語言屏蔽了機(jī)器的細(xì)節(jié)，高級(jí)語言屏蔽了機(jī)器的細(xì)節(jié)，提高了語言的抽象層次，程序中可以采用具有一定涵義

17、的數(shù)提高了語言的抽象層次，程序中可以采用具有一定涵義的數(shù)據(jù)命名和容易理解的執(zhí)行語句。這使得在書寫程序時(shí)可以聯(lián)據(jù)命名和容易理解的執(zhí)行語句。這使得在書寫程序時(shí)可以聯(lián)系到程序所描述的具體事物。系到程序所描述的具體事物。BASICBASIC，PASCALPASCAL，F(xiàn)ORTRANFORTRAN，C C，等，等. .面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο?SIMULA,SMALLTALK,C+:SIMULA,SMALLTALK,C+比較優(yōu)缺點(diǎn)；高低的含義。比較優(yōu)缺點(diǎn)；高低的含義。高級(jí)語言 源程序機(jī)器語言目標(biāo)程序可執(zhí)行程序運(yùn)行得結(jié)果運(yùn)行得結(jié)果編譯程序連接程序高級(jí)語言 源程序可執(zhí)行程序并直接運(yùn)行得結(jié)果解釋程序逐條解釋,逐條執(zhí)行

18、不保留解釋后的機(jī)器代碼教學(xué)模型機(jī)程序設(shè)計(jì)中常用的數(shù)制信息的表示與存儲(chǔ)進(jìn)制 基 數(shù) 進(jìn)位原則 基本符號(hào) 二進(jìn)制 2 逢 2 進(jìn) 1 0,1 八進(jìn)制 8 逢 8 進(jìn) 1 0,1,2,3,4,5,6,7 十進(jìn)制 10 逢 10 進(jìn) 1 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, 十六進(jìn)制 16 逢 16 進(jìn) 1 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F 不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)質(zhì)是基數(shù)間的轉(zhuǎn)換。一般轉(zhuǎn)換的原則是：如果兩個(gè)有理數(shù)相等，則兩數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分一定分別相等。因此，各數(shù)制之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，通常對(duì)整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換。不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換 R 進(jìn)制十進(jìn)制各位數(shù)字

19、與它的權(quán)相乘，其積相加。各位數(shù)字與它的權(quán)相乘，其積相加。(10111111.11)2=1*27 + 0*26 + 1* 25 +1* 24 + 1* 23 + 1* 22 +1* 21+ 1* 20+1*2-1+1*2-2 =(255.75)10 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111(3506.2)8=3*83 + 5*82 + 0*81 + 6*80 +2*8-1=(1862.25)10(0.2A)16=2*16-1 +10*16-2=(0.1640625)10(A=1

20、0, B=11, C=12,D=13,E=14,F=15)信息的表示與存儲(chǔ)不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換 十進(jìn)制 R 進(jìn)制十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成R進(jìn)制的整數(shù)進(jìn)制的整數(shù)“除除R取余取余”法，例如：法，例如：2 68 2 68 余余 數(shù)數(shù) 2 34 0 2 34 0 低位低位 2 17 02 17 0 2 8 1 2 8 1 2 4 0 2 4 0 2 2 0 2 2 0 2 1 0 2 1 0 0 1 0 1 高位高位所以所以 68681010100010010001002 2信息的表示與存儲(chǔ)不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換 十進(jìn)制 R 進(jìn)制十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成R進(jìn)制小數(shù)進(jìn)制小數(shù)“乘乘 R

21、取整取整”法，例如：法，例如： 高位高位 0.31250.31252 = 0 .6252 = 0 .625 0.625 0.625 2 = 1 .252 = 1 .25 0.25 0.25 2 = 0 .52 = 0 .5 0.5 0.5 2 = 1 .02 = 1 .0所以所以 0.31250.31251010 = 0.0101 = 0.01012 2 信息的表示與存儲(chǔ)不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換二、八、十六進(jìn)制的相互二、八、十六進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 每位八進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于三位二進(jìn)制數(shù)每位八進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于三位二進(jìn)制數(shù) 每位十六進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于四位二進(jìn)制數(shù)每位十六進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于四位二進(jìn)制數(shù)(

22、1011010.10)(1011010.10)2 2=(=(001001 011011 010010. .100100)2)2=(132.4)=(132.4)8 8(1011010.10)(1011010.10)2 2=(=(01010101 10101010 . .10001000) )2 2=(5A.8)=(5A.8)1616(F7)(F7)1616( (11111111 01110111) )2 2(11110111)(11110111)2 2信息的表示與存儲(chǔ) 計(jì)算機(jī)中的信息表達(dá)計(jì)算機(jī)中的信息表達(dá)自然界的信息形式多種多樣，在計(jì)算機(jī)中都是以二值形式來自然界的信息形式多種多樣，在計(jì)算機(jī)中都是

23、以二值形式來表達(dá)。輸入過程實(shí)現(xiàn)信息表達(dá)方式的轉(zhuǎn)換（編碼）。表達(dá)。輸入過程實(shí)現(xiàn)信息表達(dá)方式的轉(zhuǎn)換（編碼）。相關(guān)術(shù)語：相關(guān)術(shù)語：位位（bit)bit)表示一個(gè)二進(jìn)制位表示一個(gè)二進(jìn)制位, ,度量數(shù)據(jù)的最小單位。度量數(shù)據(jù)的最小單位。0 0，1 1 字節(jié)字節(jié)（B,byte) 1B,byte) 1字節(jié)字節(jié)(byte)=8(byte)=8位（位（bit)bit)信息存儲(chǔ)中常用單位信息存儲(chǔ)中常用單位字字(word) (word) 位的組合位的組合字長字長 代表了機(jī)器的精度代表了機(jī)器的精度, ,參加運(yùn)算的寄存器所含二進(jìn)制位數(shù)參加運(yùn)算的寄存器所含二進(jìn)制位數(shù) 1K(kilo)B= =1024B 1K(kilo)B=

24、 =1024B 千字節(jié)千字節(jié)1M(mega)B= = 1M(mega)B= = 兆字節(jié)兆字節(jié)1G(giga)B= = 1G(giga)B= = 吉字節(jié)吉字節(jié)B102B202B302KB102MB102字符0（48）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的組形式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的組形式二進(jìn)制數(shù)的編碼表示:原碼 符號(hào)符號(hào)絕對(duì)值表示絕對(duì)值表示的編碼的編碼例如：例如：X=+0101011 XX=+0101011 X原原 = 0 0101011= 0 0101011X=-0101011 XX=-0101011 X原原 = 1 0101011= 1 0101011 符號(hào)位符號(hào)位 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 零的表示不唯一：零的表示不唯一：+0+0原原 =0

25、00.0 -0=000.0 -0原原 =100.0=100.0進(jìn) 行 四 則 運(yùn) 算 時(shí) ， 符 號(hào) 位 需 單 獨(dú) 處進(jìn) 行 四 則 運(yùn) 算 時(shí) ， 符 號(hào) 位 需 單 獨(dú) 處理，且運(yùn)算規(guī)則復(fù)雜。理，且運(yùn)算規(guī)則復(fù)雜。信息的表示與存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)的編碼表示二進(jìn)制數(shù)的編碼表示: :反碼反碼 正數(shù)的反碼與原碼表示相同。正數(shù)的反碼與原碼表示相同。 負(fù)數(shù)的反碼與原碼有如下關(guān)系：負(fù)數(shù)的反碼與原碼有如下關(guān)系：符號(hào)位相同符號(hào)位相同(仍用仍用1表示表示)，其余各位取反，其余各位取反(0變變1，1變變0)。例如：。例如：X=-1100110 XX=-1100110 X原原 =11100110 =11100110 X

26、 X反反 =10011001=10011001X=+0000000 XX=+0000000 X原原 =00000000 =00000000 X X反反 =00000000=00000000 反碼中零的表示也不唯一反碼中零的表示也不唯一X=-0000000 XX=-0000000 X原原 =10000000 =10000000 X X反反 =11111111=11111111 反碼只是求補(bǔ)碼的中間碼反碼只是求補(bǔ)碼的中間碼信息的表示與存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)的編碼表示:補(bǔ)碼 計(jì)算機(jī)中的補(bǔ)碼表示法計(jì)算機(jī)中的補(bǔ)碼表示法 負(fù)數(shù)負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼由該數(shù)的補(bǔ)碼由該數(shù) 反碼的末位加反碼的末位加 1 求得求得 對(duì)補(bǔ)碼數(shù)值位再求補(bǔ)即

27、得到原碼對(duì)補(bǔ)碼數(shù)值位再求補(bǔ)即得到原碼 補(bǔ)碼運(yùn)算規(guī)則補(bǔ)碼運(yùn)算規(guī)則 符號(hào)位可作為數(shù)值參加運(yùn)算符號(hào)位可作為數(shù)值參加運(yùn)算 減法運(yùn)算可轉(zhuǎn)換為加法運(yùn)算：減法運(yùn)算可轉(zhuǎn)換為加法運(yùn)算：加上一個(gè)負(fù)數(shù)等于加上該數(shù)的補(bǔ)碼加上一個(gè)負(fù)數(shù)等于加上該數(shù)的補(bǔ)碼 補(bǔ)碼運(yùn)算的結(jié)果仍為補(bǔ)碼補(bǔ)碼運(yùn)算的結(jié)果仍為補(bǔ)碼 運(yùn)算結(jié)果溢出：運(yùn)算結(jié)果溢出：負(fù)數(shù)之和得正數(shù)，或正數(shù)之和得負(fù)數(shù)負(fù)數(shù)之和得正數(shù)，或正數(shù)之和得負(fù)數(shù)信息的表示與存儲(chǔ) 用補(bǔ)碼能表示的 數(shù)據(jù)范圍是(n位) 數(shù)原碼反碼(值位求反) 補(bǔ)碼(值位求反加1)0 00001000120010同原碼6011070111-1100111101111-2101011011110-3101111001101-6111010011010-7111110001001-8無無1000121n12n無符號(hào)數(shù)(4位)015有符號(hào)：-87 無符號(hào)數(shù)(8位)0255有符號(hào)：-128127 補(bǔ)碼運(yùn)算1、二進(jìn)制數(shù)的四則運(yùn)算例：0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=102、計(jì)算機(jī)中對(duì)負(fù)數(shù)采用