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第一章 計算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)

1.原碼、反碼、補(bǔ)碼和移碼 

原碼：將數(shù)據(jù)用二進(jìn)制形式表示，最高位為符號位, 正數(shù)為0, 負(fù)數(shù)為1。

反碼：正數(shù)的反碼是其本身；負(fù)數(shù)的反碼是在其原碼的基礎(chǔ)上, 符號位不變，其余各位取反。

補(bǔ)碼：正數(shù)的補(bǔ)碼是其本身；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是在其原碼的基礎(chǔ)上, 符號位不變, 在反碼的基礎(chǔ)上+1。

移碼：將補(bǔ)碼的符號位取反得相應(yīng)的移碼。 

注意：在補(bǔ)碼和移碼表示中，0有唯一的編碼，補(bǔ)碼中+0和-0均為0000 0000（八位二進(jìn)制表示下）。

多數(shù)計算機(jī)都采用補(bǔ)碼進(jìn)行加減運(yùn)算，其符號位和數(shù)值位一樣參與運(yùn)算，無需做特殊處理。

在n位二進(jìn)制表示下：

原碼、反碼表示的數(shù)據(jù)范圍為：-（2n-1-1）～+（2n-1-1）

補(bǔ)碼、移碼表示的數(shù)據(jù)范圍為：-2n-1～+（2n-1-1）

補(bǔ)碼中，用1000 0000表示-128。

2.浮點(diǎn)數(shù)表示法

（1）浮點(diǎn)數(shù)表示：

N = 數(shù)符*尾數(shù)m*2階符*階碼e

特點(diǎn)：階碼的位數(shù)決定數(shù)的表示范圍，位數(shù)越多范圍越大；尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的有效精度，位數(shù)越多精度越高

（2）兩浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行運(yùn)算的過程

運(yùn)算過程：

對階 > 尾數(shù)計算 > 結(jié)果格式化

對階時，小數(shù)向大數(shù)看齊，對階是通過較小數(shù)的尾數(shù)右移實(shí)現(xiàn)的

3.數(shù)據(jù)的邏輯表示

邏輯變量之間的運(yùn)算稱為邏輯運(yùn)算。二進(jìn)制數(shù)1和0在邏輯上可以代表“真”與“假”。

邏輯或（ ||、+ 、∪、∨、OR）：連接的兩個邏輯值全0時才取0

邏輯與（&&、*、 ∩、 ∧、AND ）：連接的兩個邏輯值全1時才取1

邏輯異或（ ⊕、XOR ）：連接的兩個邏輯值不相同時才取1，相同則取0

邏輯非（！、 ﹃ 、 ～ 、NOT）：將原邏輯值取反即可

4.運(yùn)算器和控制器的組成

運(yùn)算器的構(gòu)成：

i.算術(shù)邏輯單元ALU：數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算

ii.累加寄存器AC：通用寄存器，為ALU提供一個工作區(qū)，用來暫存數(shù)據(jù)

iii.數(shù)據(jù)緩沖寄存器DR：寫內(nèi)存時，暫存指令或數(shù)據(jù)

iv.狀態(tài)條件寄存器PSW：存狀態(tài)標(biāo)志與控制標(biāo)志

控制器的構(gòu)成：

i.程序計數(shù)器PC：存儲下一條要執(zhí)行指令的地址

ii.指令寄存器IR：存儲正在執(zhí)行的指令

iii.指令譯碼器ID：對指令中的操作碼字段進(jìn)行分析解釋

5.容量的換算

位（b/bit）：存放一位二進(jìn)制數(shù)

字節(jié)（B/Byte）：8個二進(jìn)制位為一個字節(jié)

1B=8b 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB

1PB=1024TB 1EB=1024PB 1ZB=1024EB 1YB=1024ZB