大学计算机基础 清华大学出版社

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计算机基础知识2.2 计算机系统的组成与工作原理4.1 数制转换及运算计算机科学与技术学院

4.2 数据在计算机中的表示1

黄斐

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2.2 计算机系统的组成与工作原理2.2.1计算机系统的组成计算机科学与技术学院

硬件

软件 系统软件

应用软件

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2

计算机系统分为：硬件+软件

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计算机系统的组成CPU 主机内存

运算器 寄存器 控制器 随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 高速缓冲存储器(Cache)计算机科学与技术学院

硬件 计 算 机 系 统

外部设备

输入设备：键盘、鼠标、扫描仪等 输出设备：显示器、打印机等 外 存：软盘、硬盘、光盘、闪存等 网络设备：网卡、调制解调器等操作系统：Windows、Unix、Linux等 语言处理程序：C、Java、VB等 实用程序：诊断程序、排错程序等 办公软件包、数据库管理系统 等

黄斐

3

系统软件 软件 应用软件

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2.2.2计算机硬件组成输出设备计算机科学与技术学院

主机

外设 外存设备 输入设备

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4

网络设备

计算机硬件包括主机和外设

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计算机的五大部件冯.诺依曼思想： 二进制 程序与数据一样存放在内存 五大模块

存储器 外存储器 输 入 设 备 输 出 设 备

计算机科学与技术学院

内存储器

运算器

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控制器5

数据流

控制流

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处理器控制整个计算机所 有部件的工作计算机科学与技术学院

处 理 器

控制器运算器执行算术运算和 逻辑运算

黄斐

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存储器存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合，

每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。计算机科学与技术学院

存储器通常分为内存储器和外存储器存储器

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信息交流中心

内存储器

存放大量信息 的外存储器7

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存储器每个记忆单元由8位二进制位组成。计算机科学与技术学院

字节BYTE7 6 5 4 3 2 1 0位Bit

1KB=210B=1024B

1MB= 210KB= 1024KB1GB= 210MB= 1024MB

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1TB= 210GB= 1024GB8

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输入设备、输出设备常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪、麦克风等。

常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音响等。计算机科学与技术学院 黄斐

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2.2.3计算机的基本工作原理指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码，完成一种操作。结构

指令分 类

操作码

操作数计算机科学与技术学院

操作码 要完成的操作类型或性质 操作数 操作的内容或所在的地址 内存 CPU

数据传送指令 数据处理指令 程序控制指令

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+ - ×÷ And Or……If Goto…… 主机 I/O设备

输入输出指令其它指令

对计算机的硬件进行管理等

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计算机的基本工作原理指令的执行过程分为以下4个步骤： ① 取指令 按照指令计数器中的地址，

从内存储器中取出指令，并 送往指令寄存器。计算机科学与技术学院 黄斐

② 分析指令 对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对 操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号； 由地址码确定操作数地址。 ③ 执行指令 由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控 制信息，去完成该指令所要求的操作。

④ 一条指令执行完成，指令计数器加1 或将转移地址码送入程序 计数器，然后回到①。11

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计算机的基本工作原理起始地址 内存储器 程序计数器 PC 程序计数器 PC 0100 (4) 操作码 07 (2) 控制器 译码器 地址码 0270 内存储器 地址 … 0100 (1) 0101 内容 …… 070270 程 序 区计算机科学与技术学院

自动加 1

指令寄存器

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操作控制线路 (3) 累加寄存器 算术、逻辑运算部件 运算器

… 0270

…… 数据 数 据 区

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4.1 数制转换及运算4.1.1进位计数制

678.34=6×102+7×101+8×100 +3×10-1+4×10-2计算机科学与技术学院

数码

基数

权

r进制数用 r个基本符号(例如0,1,2,…,r-1)表示数值 r进制数N可表示为：

N=an-1×rn-1+an-2×rn-2+…+a0×r0+a-1×r-1+…+a-m×r-m

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i m

a

n 1

i

r

i13

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4.1.2不同进位计数制间的转换r 进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加

例：计算机科学与技术学院

4+22+1=21 10101(B)=2

101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75

进制表示符号 B 二进制 O八进制 D十进制 H十六进制

101(O)=82+1=6571(O)=7 8+1=57

黄斐

101A(H)=163+16+10=4106

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十进制转化成 R 进制整数部分：除以 …… 此处隐藏：722字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……