CH2电脑运作基础与原理.PDF

CH 2 電腦運作 基礎與原理 天 A 的補數 補數者乃由天上算下也 數字 A 地 1 學習目標 • 1. 認識二進位、八進位、十六進位數字系統 • 2. 學習不同數字系統之間的轉換 • 3. 認識整數、實數的表示法 • 4. 認識文字資料的表示法 • 5. 瞭解布林代數與邏輯閘 • 6. 程式如何在電腦運行 • 7. 瞭解階層式記憶體 • 8. 瞭解CPU 的組成元件 • 9. 認識I/O 模組與I/O 技術設計策略 2 大綱 2.1  數字系統(Number Systems) 2.2  資料表示法（Data Representation ） 2.3  布林函數與布林代數 2.4  邏輯閘 2.5  指令的執行 2.6  階層式記憶體（Hierarchical Memory ） 2.7  中央處理器(CPU) 2.8  輸出/輸入介面（Input/Output Interface ） 3 2.1  數字系統(Number Systems) • 0 與1 兩種符號卻可以千變萬化 • 自然數的概念 • 十進位數字 0, 1, 2,..., 9  • 在電腦的世界裡由於電子元件的特性, 僅能穩定的 表示高電壓或低電壓用來分別代表1和0這兩種不 同的數字。 • 二進位數字系統 4 2.1.1 通式 • K 進位的數字系統中, 其基底為K, 則該系統的任 何一個正數(不管是整數或實數)都可用一個多項 式N 來表示： N = A Kp‐1 + A Kp‐2 + …… + A K0 + A K‐1 + A K‐2 + …… + A K‐q p‐1 p‐2 0 ‐1 ‐2 ‐q • K 進位數字系統, 即以K 為基底的數字系統, 其數 元共有K 個, 即0,1,2,...,K‐1, 而且逢K就要進位。 5 2.1.1 通式(續) • N = (A A ….A A .A A ….A ) , 其中最左邊的數 k p‐1 p‐2 1 0 ‐1 ‐2 ‐q k 元Ap‐1 通常稱為最大有效數元(Most Significant  Digit, MSD), 而最右邊的數元A‐q 則稱為最小有效數 元(Least Significant Digit, LSD)  • K 進位的數字系統,若用來表示正整數, N 可簡化成: N = A Kp‐1 + A Kp‐2 + …… + A K0 = (A A ….A A ) p‐1 p‐2 0