计算机工作原理-二进制(c).ppt

计算机工作原理 计算机的发展与作用 第1台数字电子计算机诞生 1946年美国宾州大学研制成功第1台数字电子计算机-ENIAC 第1～4代计算机的对比 计算机的特点与作用 计算机有哪些特性？ 计算机的特性： （1）速度快 （2）存储容量大 （3）通用性好 不仅能处理数字和文字，而且能对图像、声音等多种形式的信息进行处理 不仅能进行数学运算，而且能进行逻辑运算 不仅能进行运算，而且具有信息的获取、存储、传输、展现等功能 （4）计算机与计算机具有互连、互通和互操作的能力 计算机的逻辑组成 计算机是一个复杂系统 计算机硬件的逻辑结构 1 经典计算机的逻辑结构（冯.诺依曼计算机） 计算机硬件的逻辑结构 2 (1) 中央处理器 什么是处理器(processor)？ 能高速执行指令，完成二进制数据的算术或逻辑运算和数据传送等操作的部件，特点是： 由数字电路组成，结构非常复杂 所有电路都制作在大规模集成电路芯片上(仅几个平方厘米)，称为“微处理器” (microprocessor) CPU的任务 CPU的主要任务是执行指令，它按指令的规定对数据进行操作 (2) 存储器 功能： 储存以二进位形式表示的程序和数据 分类：内存储器/外存储器 主存储器(RAM)的功能与原理 主存是CPU可直接访问的存储器，用于存放供CPU处理的指令和数据 (5) 总线(bus) 功能： 用于连接CPU、内存、外存和各种I/O设备并在它们之间传输信息的一组共享的传输线及其控制电路，总线分为：数据总线、地址总线和控制总线 分类： CPU总线（或前端总线） ：用于连接CPU和内存的总线 I/O总线：连接内存和I/O设备（包括外存）的总线 计算机工作原理 计算机工作原理-“存储程序控制” 原理 将问题的解算步骤编制成为程序，程序连同它所处理的数据都用二进位表示并预先存放在存储器中 程序运行时，CPU从内存中一条一条地取出指令和相应的数据，按指令操作码的规定，对数据进行运算处理，直到程序执行完毕为止 指令与指令系统 指令是什么？ 指令就是命令，它用来规定CPU执行什么操作。指令是构成程序的基本单位，程序是由一连串指令组成的 指令采用二进位表示，大多数情况下，指令由两个部分组成： 指令在计算机中的执行过程 取指令：CPU的控制器从存储器读取一条指令并放入指令寄存器 指令译码：指令寄存器中的指令经过译码，决定该指令应进行何种操作、操作数在哪里 执行指令 3.1 取操作数 3.2 进行运算 修改指令计数器，决定下一条指令的地址 关于指令系统 CPU可执行的全部指令称为该CPU的指令系统，即它的机器语言 计算机数据常用表示方法 二进制对应十进制数据 1B： 11B: 111.01B: 1111B: 1011.11B: 十六进制对应十进制数据 1H: 10A.BH: ABC.8H: 111H: 八进制对应十进制数据 1Q: 106.7Q: 111Q: 十六进制数与二进制数的互换练习 2F3.D3H: B ADFH: B 1011101.101B: H 1011111.10111B: H 八、二进制互换的方法类似 1个八进制数与3位二进制数相对应 例如： 1075.06Q： 001000111101.000110B 1011101.1011B: 1 3 5.54Q 各种进制的互相转换 以十进制和二进制为标准，进行互换 345.75转换成二进制、八进制和十六进制的数 1075.06Q转换成16进制、十进制的数 补码取消了减法运算 (M-n)补码=m补码+(-n)补码 例如： （3-4）补=3补+（-4）补 3补（-4）补3补+（-4）补（3-4）补=（-1）补 计算机又称为“电脑” * 数，多音字，所以就有多种解释。当读作shù时，多为名词，如数学、数字等；当读作shǔ时，多为动词，如数星星等；当读作shuò时，常用于古文中，多为副词，如数见不鲜等。 * 十进制计数是由印度教教徒在1500年前发明的，有阿拉伯人传承至11世纪。 * 不同进制数的相互转换 原理：真值(语义)相等 十进制----〉二进制 十进制---〉十六进制 二进制 ----〉十进制 十六进制----〉十进制 整数:除权取余 小数:乘权取整 按权展开 十进制数 ? 二进制数 转换方法：整数和小数分开转换 整数部分