計(jì)算機(jī)理論:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)


結(jié)構(gòu)圖

1. 數(shù)據(jù)表示及運(yùn)算

1.1 數(shù)據(jù)表示

1、編碼兩大要素:基本符號(hào)及其組合規(guī)則
2嗅战、進(jìn)位計(jì)數(shù)制:二進(jìn)制、八進(jìn)制俺亮、十進(jìn)制驮捍、十六進(jìn)制。十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)n進(jìn)制整數(shù)要“除2取余”脚曾,十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)n進(jìn)制整數(shù)要”乘2取整“东且。
3、機(jī)器數(shù)和碼制:采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)制本讥,小數(shù)點(diǎn)隱含表示而不占位置珊泳,碼制包括原碼、反碼拷沸、補(bǔ)碼和移碼旨椒。
4、定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù):X = (-1)S * 1.M * 2(P-127)堵漱。S為符號(hào)位综慎,P為階碼,M為尾數(shù)勤庐。
5示惊、字符編碼:BCD編碼好港,ASCII碼、漢字編碼米罚、Unicode

1.2 校驗(yàn)碼

1钧汹、奇偶校驗(yàn)碼:加一個(gè)校驗(yàn)位使“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)或偶數(shù)。水平奇偶校驗(yàn)碼录择,垂直奇偶校驗(yàn)碼拔莱、水平垂直校驗(yàn)碼
2、海明嗎:在數(shù)據(jù)位中插入校驗(yàn)位擴(kuò)大碼距實(shí)現(xiàn)檢錯(cuò)和糾錯(cuò)
3隘竭、循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC碼):由信息碼和校驗(yàn)碼組成塘秦。(n,k)碼,模二運(yùn)算

1.3 邏輯運(yùn)算

1动看、1真0假尊剔。與、或和非菱皆。邏輯公式须误、邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)。

1.4 機(jī)器數(shù)運(yùn)算

1仇轻、機(jī)器數(shù)加減:原碼加減京痢,補(bǔ)碼加減。進(jìn)位判決法和雙符號(hào)位判決法進(jìn)行溢出判斷篷店。
2祭椰、浮點(diǎn)數(shù)加減:對(duì)階、求尾數(shù)和差船庇、結(jié)果規(guī)格化、尾數(shù)溢出判斷侣监、舍入鸭轮、階碼溢出判別

2.計(jì)算機(jī)基本組成及工作原理

2.1 硬件

1、硬件系統(tǒng)由控制器橄霉、運(yùn)算器窃爷、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大部件組成姓蜂。
2按厘、運(yùn)算器:完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加工處理钱慢。
3逮京、控制器:取指令、分析指令束莫、發(fā)出控制信號(hào)和定時(shí)信息
4懒棉、存儲(chǔ)器:內(nèi)存臨時(shí)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需程序草描、數(shù)據(jù)及運(yùn)算結(jié)果,外存長(zhǎng)期保存信息策严,寄存器臨時(shí)存放少量數(shù)據(jù)穗慕、、運(yùn)算結(jié)果及指令

2.2 總線

1妻导、總線:連接多個(gè)設(shè)備的信息傳送通道逛绵,分為芯片內(nèi)總線、元件級(jí)總線倔韭、系統(tǒng)總線和外總線
2术浪、系統(tǒng)總線:地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線狐肢。性能指標(biāo)包括帶寬添吗、位寬及工作頻率。帶寬=工作頻率*位寬/8

2.3 中央處理單元

1份名、CPU基本功能:指令控制碟联、操作控制、時(shí)序控制僵腺、數(shù)據(jù)處理鲤孵。CPU由運(yùn)算器、控制器辰如、寄存器組普监、內(nèi)部總線組成
2、運(yùn)算器:算術(shù)和邏輯運(yùn)算單元琉兜、累加器凯正、狀態(tài)字寄存器、寄存器組豌蟋。
3廊散、控制器:程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器梧疲、指令譯碼器允睹、狀態(tài)字寄存器、時(shí)序發(fā)生器幌氮,微操作發(fā)生器缭受。基本功能是從內(nèi)存取指令和執(zhí)行指令该互。
4米者、取指令步驟:取指令、指令譯碼宇智、按指令操作碼執(zhí)行塘雳、形成下一條指令地址

2.4 存儲(chǔ)系統(tǒng)

1陆盘、主存:存儲(chǔ)體、控制線路败明、地址寄存器隘马、數(shù)據(jù)寄存器、地址譯碼電路
2妻顶、高速緩存:容量小酸员,速度快,主存內(nèi)存副本讳嘱。由控制部分和存儲(chǔ)器部分組成幔嗦。
3、外存:磁盤沥潭、硬盤邀泉、光盤、勾移動(dòng)硬盤和U盤钝鸽。

2.5 輸入/輸出技術(shù)

1汇恤、接口:兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立子系統(tǒng)之間相連部分。
2拔恰、接口主要功能:地址譯碼功能因谎、主機(jī)與I/O設(shè)備間數(shù)據(jù)交換、支持主機(jī)采用訪問(wèn)方式颜懊、提供主機(jī)與I/O設(shè)備間緩沖暫存和驅(qū)動(dòng)能力财岔、進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
3、主機(jī)與外設(shè)間的連接方式:總線型河爹、星型匠璧、通信方式、I/O處理機(jī)方式
4咸这、I/O接口編址方式:與內(nèi)存單元統(tǒng)一編址夷恍、I/O接口單獨(dú)編址
5、CPU與外設(shè)交換數(shù)據(jù)方式:立即程序傳送方式炊苫、程序查詢方式裁厅、中斷方式冰沙、直接存儲(chǔ)器存取方式侨艾、通道控制方式

3. 指令系統(tǒng)

3.1 指令格式

1、指令基本組成:操作碼拓挥、地址碼
2唠梨、指令格式:三地址指令格式、二地址指令格式侥啤、一地址指令格式当叭、零地址指令格式

3.2 尋址方式

1茬故、尋址方式:立即尋址、直接尋址蚁鳖、寄存器尋址磺芭、寄存器間接尋址、間接尋址醉箕、基址尋址钾腺、變址尋址

3.3 指令種類

1、指令種類:數(shù)據(jù)傳送類指令讥裤、輸入/輸出類指令放棒、算術(shù)運(yùn)算類指令、邏輯運(yùn)算指令己英、移位操作指令间螟、程序控制類指令、串操作類指令损肛、處理機(jī)控制類指令厢破、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類指令

4. 多媒體系統(tǒng)

4.1 數(shù)字聲音

1、聲波荧关、幅度dB溉奕、頻率Hz
2、聲音數(shù)字化步驟:采樣忍啤、量化加勤、編碼
3、數(shù)字聲音表示方法:波形聲音信息同波、非波形描述聲音信息

4.2 圖形與圖像

1鳄梅、顏色三要素:色調(diào)、飽和度未檩、亮度
2查吊、顯示分辨率、圖像分辨率(像素密度)逢渔,像素深度递雀、真彩色、偽彩色
3悲雳、圖像獲取挎峦、圖形圖像轉(zhuǎn)換、圖像無(wú)損壓縮與有損壓縮合瓢、圖像文件格式

4.3 動(dòng)畫和視頻

1坦胶、實(shí)時(shí)動(dòng)畫與矢量動(dòng)畫、二維動(dòng)畫與三維動(dòng)畫、模擬視頻與數(shù)字視頻顿苇、視頻幀內(nèi)壓縮與幀間壓縮峭咒、視頻文件格式

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