计算机基本工作原理

《计算机基本工作原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、计算机基本工作原理计算机基本工作原理计算机系统概述计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。计算机通过执行程序而运行，计算机工作时软硬件协同工作，二者缺一不可。硬件（Hardware）是构成计算机的物理装置，是看得见、摸得着的一些实实在在的有形实体。一个计算机硬件系统，从功能级角度而言包五大功能部件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。硬件是计算机能够运行的物质基础，计算机的性能，如运算速度、存储容量、计算精度、可靠性等，很大程度上取决于硬件的配置。只有硬件而没有任何软件支持的计算机称为裸机。在裸机上只能运行机器语言程序，使用很不方便，效率也低。软件（Soft

2、ware）是指使计算机运行需要的程序、数据和有关的技术文档资料。软件是计算机的灵魂，是发挥计算机功能的关键。有了软件，人们可以不必过多地去了解机器本身的结构与原理，可以方便灵活地使用计算机。软件屏蔽了下层的具体计算机硬件，形成一台抽象的逻辑计算机（也称虚拟机），它在用户和计算机（硬件）之间架起了桥梁。软件通常分为系统软件和应用软件两大类。系统软件是计算机制造者提供的使用和管理计算机的软件，它包括操作系统、语言处理系统、常用服务程序等。应用软件是计算机用户用计算机及其提供的各种系统软件开发的解决各种实际问题的软件。一、要求掌握的知识要点(1)掌握十进制数、二进制数、十六

3、进制数、八进制数以及它们之间的相互转换方法。(2)掌握二进制数的算术运算及逻辑运算的法则，数据在计算机中的表示方法。(3)掌握BCD码、ASCII码及汉字编码的概念。(4)熟悉中央处理单元CPU的组成及内部主要部件的功能。二、知识点概述(一)计算机中数据的表示计算机最主要的功能是处理信息，如处理数值、文字、声音、图形和图像等。在计算机内部，各种信息都必须经过数字化编码后才能被传送、存储和处理，因此，掌握信息编码的概念与处理技术是至关重要的。所谓编码，就是采用少量的基本符号，选用一定的组合原则，以表示大量复杂、多样的信息。基本符号的种类和这些符号的组合规则是一切信息编码

4、的两大要素。例如，用10个阿拉伯数码表示数字，用26个英文字母表示英文词汇等，都是编码的典型例子。1．进位计数制在采用进位计数的数字系统中，如果只用r个基本符号(例如，O，1，2，...，r一1)表示数值，则称其为基r数制(Radix-rNumberSystem)，r称为该数制的基(Radix)。对于不同的数制，它们的共同特点是：·每一种数制都有固定的符号集。例如，对于十进制数制，其符号有10个：0，1，2，...，9；对于二进制数制，其符号有两个：O和1。·都使用位置表示法。即处于不同位置的数符所代表的值不同，且与它所在位置的权值有关。例如，十进制数1234.55可

5、表示为1234.55=1×103+2×102+3×101+4×100+5×10-1+5×10-2可以看出，各种进位计数制中的权的值恰好是基数的某次幂。因此，对任何一种进位计数制表示的数都可以写成按权展开的多项式之和，即任意一个r进制数N可表示为式中：Di是该数制采用的基本数符；ri是权；r是基数，不同的基数表示不同的进制数。表1-1所示的是计算机中常用的几种进制数。表1-1计算机中常用的几种进制数的表示进位制二进制八进制十进制十六进制规则逢二进一逢八进一逢十进一逢十六进一基数r=2r=8r=10r=16数符O,1O,1,2,...,7O,1,2,...,9O,l,2,

6、...,9,A,B,...,F权2i8i10i16i形式表示BODH2．算术逻辑运算(1)二进制加法。二进制加法与十进制加法相类似，所不同的是，二进制加法的规则是"逢二进一"，即O+0=01+0=10+1=11+1=0(有进位)(2)二进制减法。在二进制减法中，当不够减时需要借位，高位的1等于下一位的2，即"借一当二"，其运算法则如下：0-0=01-0=11-1=00-1=1(有借位)(3)二进制乘法。二进制乘法与十进制乘法是一样的，但因为二进制数只由0和1构成，因此，二进制乘法更简单，其运算法则如下：O×O=O1×O=0O×1=01×1=1(4)二进制除法。二进制除

7、法是二进制乘法的逆运算，其运算方法与十进制除法是一样的。(5)二进制与运算又称逻辑乘，其运算法则如下：O∧0=OO∧1=01∧O=01∧1=1(6)二进制或又称逻辑加，其运算法则如下：0∨O=00∨1=11∨0=11∨1=1(7)二进制异或的运算法则如下：OO=001=110=111=03．机器数和码制各种数据在计算机中表示的形式称为机器数，其特点是数的符号用O、1表示，如"0"表示正号，"1"表示负号，小数点则隐含表示而不占位置。机器数对应的实际数值称为该数的真值。机器数有无符号数和带符号数两种。无符号数表示正数，在机器数中没有符号位。对于无符号数