计算机组成原理---概述及数据的表示和运算

计算机的发展:电子管(机器语言编程)-晶体管(有操作系统的雏形)-中小规模集成电路(有分时系统)-超大规模集成电路(产生了微处理器)

硬件系统和软件系统共同构成了一个完整的计算机系统,对于某一功能来说,既可以用软件实现,也可以用硬件实现,则称软硬件在逻辑上是等效的。

冯诺依曼计算机特点:计算机硬件系统由运算器,存储器,控制器,输入设备和输出设备5大部件组成;指令和数据以同等地位存于存储器内,并可按地址寻访;指令和数据均用二进制代码表示;指令由操作码和地址码组成;指令在存储器内顺序存放;以运算器为中心,输入输出设备通过运算器与存储器传送数据。

MAR,MDR虽然是存储器的一部分,但在现代CPU中确实存在于CPU中的。

数据库系统不属于系统软件,数据库管理系统属于系统软件。

相联存储器既可以按地址寻址,也可以按内容寻址。

计算机相关性能指标:CPI-执行一条指令所需要的周期数;MIPS-每秒执行多少百万条指令;MFLOPS-每秒执行多少百万次浮点运算;GFLOPS-每秒执行多少十亿次浮点运算。

兼容性是指计算机软件或硬件的通用性,通常在同一系列不同型号的计算机间通用。

二进制转换为八进制,十进制,十六进制。

十进制转换为任意进制:除基取余法,乘基取整法。

在计算机中,小数和整数不一样,整数可以连续的表示,但小数是离散的,所以并不是每一个十进制小数都可以准确的用二进制表示,但任意一个二进制小数都可以用十进制小数表示。

二进制编码的十进制数(BCD):8421码,是一种有权码,如果两个8421码相加之和大于等于1010,需要加0110修正;余三码:是一种无权码,在8421码基础上加0011形成;2421码:是一种带权码,小于5的最高位为0,大于等于5最高位为1。

字符编码(ASCII):采用7位二进制编码,最高位为0,总共128个字符。编码值0-31为控制字符,编码值32-126是可印刷字符,编码值32是空格,编码值127是DEL码,0-9的编码值为0110000-0111001,低四位正好是二进制形式0-9。

汉字的编码包括汉字的输入编码,汉字内码,汉字字形码三种,它们是计算机中用于输入,内部处理和输出三种用途的编码。区位码是国家标准局于1981年颁布的标准,用两个字节表示一个汉字,它将汉字和图形符合排列在一个94行94列的二维代码表中。区位码是4位10进制数,前两位是区码,后两位是位码,所以称为区位码。国际码则是将十进制区位码转换为十六进制后,加上20H。国际码两个字节最高位都是0,汉字内码为了区别中英文字符,将国际码两个字节最高位改为1。

主存字由两个字节或四个字节组成时,在同一个主存字中,既可以按先存储低位字节,后存储高位字节的顺序存放字符串内容(小端模式),也可按先存储高位字节,后存储低位字节的顺序存放字符串的内容(大端模式)。

通常某种编码都是由许多码字构成,任意两个合法码字之间最少变化的二进制数称为数据校检码的码距。对于码距不小于2的数据校检码,开始具有检错能力。码距越大,检纠错能力越强,而且检错能力总是大于等于纠错能力。
 

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