软考教材分享：程序员教程

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1、程序员http://www.educity.cn/jiaocheng/zg14.html程序员教程第 1 章 计算机硬件基础　　计算机硬件基础知识历来都是程序员考试的重点。从历年考试试题分数的分布来看，每年的分值都在十分左右。主要涉及到进制间的转换、数据表示、CPU的组成、存储器、校验方法和校验码、总线以及I/O设备等。本章在考纲中涉及到的考点如下：　　（1）进制及转换：掌握并能应用二进制与十进制之间的相互转换以及二进制与十六进制之间的相互转换。　　（2）数据的表示：掌握并能应用带符号定点数据的原码、反码以及补码的表示方法；理解浮点数的表示方法；掌握精度和溢出的概念；理解字符、汉字、

2、声音和图像的表示方法。　　（3）算术运算和逻辑运算：理解补码表示的定点数的加减运算；掌握基本的与、或、非逻辑运算。　　（4）编码基础：掌握并能应用ASCII码的特点及编码计算、掌握并能应用奇偶校验码的特点及其计算、理解循环冗余码以及海明码的定义和构造。　　（5）计算机的类型和特点：理解各种计算机的特点。　　（6）中央处理器CPU:理解CPU的构成、常用的寄存器、指令以及指令系统的概念；理解指令的执行过程以及流水线、中断的概念。程序员http://www.educity.cn/jiaocheng/zg14.html　　（7）主存和辅存：理解各种存储介质的特点；理解Cache的概念、作用

3、和基本构成；掌握主存的类型、容量和性能指标；掌握各种辅存设备的容量及其性能。　　（8）I/O接口、I/O设备和通信设备：理解I/O接口的特点；程序查询方式、中断方式以及DMA方式的含义和特点；理解常见的I/O设备、通信设备的类型和特点；理解常见的I/O设备与主机的连接方法；掌握总线的概念、类型和特点；理解常见的通信设备的连接方法以及常见的连接介质的特点。1.1   计算机组成　　一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两部分，计算机硬件是计算机系统中所有实际物理装置的总称，计算机软件是指在硬件上运行的程序和相关的数据及文档。计算机系统的组成如图1-1所示。图1-1 计算机系统组成示

4、意图1.1.1   计算机系统的硬件组成程序员http://www.educity.cn/jiaocheng/zg14.html　　自从1946年世界上出现第一台计算机以来，计算机软件系统和硬件结构都已经发生了很大的变化，但大多数计算机仍然基于冯·诺依曼结构，其硬件系统是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成，它们通过系统总线互相连接，如图1-2所示，完成计算机的基本功能。其中运算器、控制器、以及相关的寄存器组，构成中央处理器（CPU），它是计算机系统的核心。图1-2 计算机的基本组成　　1.中央处理器　　中央处理器主要由运算器、控制器和寄存器组三部分组成，其组成结构

5、如图1-3所示。程序员http://www.educity.cn/jiaocheng/zg14.html图1-3 CPU组成结构图　　（1）运算器。运算器是处理器的执行单元，主要包括算术逻辑部件（ALU）和一定数量的寄存器。加法是运算器的基本运算，在大多数中央处理器中，其它运算最终都可转化为加法运算。运算器的位数指的是运算器一次能对多少位数据作加法，是衡量中央处理器的一个重要指标。按照总线结构，运算器可以分成单总线结构运算器、双总线结构运算器和三总线结构运算器。　　（2）控制器。控制器是中央处理器的核心。控制器每次从存储器中取出一条指令，对指令进行译码和测试，并产生相应的微操作控制信

6、号，发给各个执行部件并控制它们，使整个计算机系统可以连续、有条不紊地工作。控制器的主要任务是控制CPU按照正确时序产生操作控制信号。　　控制器通常由指令寄存器IR、指令译码器、程序计数器PC、时序电路、微操作信号发生器、状态条件寄存器PSW、堆栈和堆栈指针、总线控制逻辑等部件组成，其组成图如图1-4所示。程序员http://www.educity.cn/jiaocheng/zg14.html图1-4 控制器组成结构图　　·指令寄存器IR:存放正在执行的指令，以便在整个指令执行过程中，实现一条指令的全部功能控制。　　·指令译码器ID:又称操作码译码器，它对指令寄存器IR中的指令进行分

7、析，确定指令类型、指令所要完成的操作以及寻址方式等，并产生相应的控制信号提供给微操作信号发生器。　　·程序计数器PC:又称指令计数器或指令指针（IP），在某些类型的计算机中用来存放正在执行的指令地址；在大多数机器中则存放将要执行的下一条指令的地址。　　·时序电路：以时钟脉冲为基础，产生不同指令相对应的周期、节拍、工作脉冲等时序信号，确定各种微操作的执行时间，从而实现机器指令执行过程的时序控制。程序员http://www.educity.cn/jiaoche