1.2计算机基本结构及原理.ppt

第1章 1.2计算机基本结构和原理 1.2 计算机基本结构和原理 计算机系统的基本组成：硬件和软件 硬件构成：中央处理单元、输入接口和设备、输出接口和设备、以及存储器等 软件组成：程序、文件以及有关的文档资料 1.2.1 计算机基本结构1．基本组成 组成：存储器、运算器、控制器、输入设备与输出设备等五大部分 运算器、控制器制作在同一芯片内合称“中央处理器（CPU） 早期的以控制器、运算器为机器的中心 快速中央处理在等待慢速的外围设备 控制器的负担过重 现在计算机改成以主存储器为中心 系统的输入／输出与CPU的运算并行 多种输入和输出并行 1.2.1 计算机基本结构2．二进制编码 ☆ 计算机内部采用二进制编码 原因：二值器件（如开/关）物理上容易实现 “是”和“否”二种状态的判断最为简单和稳定 便于算术和逻辑运算 运算规则简单 常用数制 进位计数制表示的数都是按权展开的多项式之和 例：88.8=8×101+8×100 +8×10-1 ☆不同进制之间的转换 十六进制转化成二进制 每一个十六进制数对应二进制的四位 2C1D(H)=0010 1100 0001 1101(B) 2 C 1 D 二进制转化成十六进制 整数部分：从右向左进行分组 小数部分：从左向右进行分组 转化成十六进制四位一组，不足补零 00 11 0110 1110.1101 0100=36E.D4H 3 6 E D 4 ☆不同进制数的转换与运算 利用WINDOWS操作系统中的 “计算器”程序完成转换. 1.2.1 计算机基本结构　3．程序和数据的存储 程序存储 和 程序控制 存储器基本存储单元 地址、地址总线和寻址能力 计算机存储器及其作用 高速缓存 主存(内存）RAM ROM 辅存(外存) 1.2.1 计算机基本结构4．指令系统 指令 用来指挥硬件动作的命令 指令组成 操作码：指示要进行什么操作 操作数：指定操作对象 ，0-3个 跳转指令　　　　JMP 　　M1 加法指令　　　　ADD R1 R2 寻址方式 立即数 直接地址 间接地址 变址 指令集 1.2.1 计算机基本结构 5．指令执行 由起始地址开始，从存储器中取一条，执行一条，顺序地执行，直到程序（指令）执行完毕 程序计数器（PC）开始时存放起始地址；一般情况下，每执行一条指令，程序计数器加1 指令执行步骤： 取指令 指令译码 执行指令存 存操作结果 指令周期 CPU的时钟频率 1.2.2 信息在计算机内部的表示 由于各种信息在计算机中必须以二进制编码形式来表示，因此，进入计算机的所有信息事先都应进行二进制编码。 本小节主要简介: 1.西文字符在计算机内的存储 2.汉字在计算机内的存储 3.图像信息在计算机内的存储 4.声音信息在计算机内的存储 1.西文字符在计算机中的存储 西文字符的ASCII编码:7位(一个字节,最高位置0.) 128个代码(27) b6b5b4b3b2b1b0 单词 Student在计算机中的表示 1.2.2信息在计算机内部的表示 2.汉字在计算机中的存储 汉字的情况较西文复杂表现在: 一个字节(28)只有256个编码状态,不足以表示常用汉字的数量. 如果用双字节(28× 28＝65536(64K))倒是足够汉字编码用,但计算机如何将它与单字节的ASCII码区分,必须在编码技术上还要采用其他的一些措施(如字节的最高位置1等) 汉字在输入时仅仅用普通键盘显然是无能为力的,必须对输入另行编码(如:拼音,五笔等等)—输入码,很明显输入码还要转换成区位码(由区和位两个字节组成)我国于1981年就公布了《通信用汉字字符集(基本码)及交换码标准》(GB2312-80方案)为了避免区、位码分别与控制ASCII码冲突还需处理成机内码(两个字节的最高为置成 “1”.(参阅:教程P23图-2-11汉字信息在计算机内的表示. 汉字的显示(或打印)一般采用点阵编码的办法来解决.(输出码),每个点阵用一个二进制数表示; “1”表示黑, “0”表示为白.8位占一个字节,以16×16的点阵为例一个汉字使用的内存为(16×16/8=32byte)32个字节. 汉字的输出（字库） 练习 有一个十六进制数为FFH，它的二进制数为多少？