【DAY08 软考中级备考笔记】机组:计算机组成和数据转换

机组:计算机组成和数据转换 3月2日 -- 天气:晴

1. 计算机的基本组成结构

  • 计算机的硬件由运算器,控制器,存储器,输入和输出设备组成
  • 其中,控制器和运算器成为CPU
  • 控制器又分为了内部存储器和外部存储器。内部存储器指的是内存,速度快,容量小,且断电后内容消失。外部存储器主要指的是硬盘,容量大,速度慢
  • CPU+内存成为主机
1.1 CPU的组成

CPU主要由运算器,控制器,寄存器组和内部总线构成

其中运算器包括了下面的部分:

  • 算数逻辑运算单元ALU:负责算数和逻辑运算
  • 累加寄存器AC:负责进行累加操作如i++,并暂存运算结果
  • 数据缓冲寄存器DR:负责暂存从内存中读取的数据
  • 程序状态字PSW:负责保存运算过程中的状态。

控制器包含了下面的部分:

  • 指令寄存器IR:保存当前正在执行的代码
  • 程序计数器PC:保存下一条指令位于内存中的地址,并具有自增功能
  • 地址寄存器AR:保存CPU需要访问的内存单元的地址
  • 指令译码器:对指令进行译码

此外还有一些通用的寄存器组

  • 当要执行某一条指令时,指令会从内存中经过控制总线到达指令寄存器。
  • 其中指令中的操作码会经过指令译码器转换成控制信号
  • 地址码部分会保存到地址寄存器中。
  • 地址寄存器根据地址码,到内存中找到相应的数据,通过数据总线,将数据保存到数据缓存寄存器DR中,然后一次保存到通用寄存器中由CPU调用
  • 在运算过程中如果产生进位等操作,还会将状态保存到程序状态字PSWR中

2. 数值在计算机中的表示

2.1 定点数和浮点数

这里需要补充的是定点数和浮点数的区别:

  • 定点数是纯正数或者纯小数
  • 浮点数一般一个数字即有正数部分,也有小数部分

上面的这个题需要记住,这道题解释了为什么计算机中使用补码来储存和运算数据

  • 零的表示唯一
  • 可以将减法转化为加法运算,计算简单
  • 数值位可以直接参与运算

在浮点数的表示中:

  • 阶码长度越长,则代表表示的数据范围约大
  • 尾数越长,则代表表示的数据的精度越高

补码转化为原码:

从右边开始第一个遇到1,剩下的直接取反。

比如补码00100转换为原码就是11100

3. 校验码

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