计算机基础知识

数制：

十进制          0-9

二进制          0,1

八进制          0-7

十六进制      0-9 A B C D E F 

进制转换：

十进制  ——>  二进制：整数部分除以2取余直至商为0；小数部分乘以2取整直至小数部分为0 或达到所需精度为止

十进制  ——>  八进制：整数部分除以8，小数部分乘以8

十进制  ——> 十六进制：整数部分除以16，小数部分乘以16

计算机中的数据单位：

位（bit）：计算机存储数据的最小单元（0,1）

字节（Byte）：处理数据的基本单位（8bit/Byte）

字长：CPU 一次处理数据的二进制位数

常用： Byte -> KB -> MB -> GB -> TB -> PB 

1Byte = 8bit

1KB = 1024Byte 

1MB = 1024 KB

1GB = 1024 MB

1TB = 1024 GB

1PB = 1024 TB

1EB = 1024 PB

1ZB = 1024 EB

1YB = 1024 ZB

1BB = 1024 YB

1NB =1024 BB

1DB =1024 NB

1CB =1024DB

1XB =1024CB

信息表示与编码：

一个数在计算机中的二进制表示形式， 叫做这个数的机器数。

机器数是带符号的，在计算机用一个数的最高位存放符号， 正数为0， 负数为1。

原码：符号位加上真值的绝对值， 即用第一位表示符号， 其余位表示值

反码：正数的反码是其本身；负数的反码是在其原码的基础上， 符号位不变，其余各个位取反

补码：正数的补码就是其本身；负数的补码是在其原码的基础上， 符号位不变， 其余各位取反， 最后+1。 (即在反码的基础上+1)

计算机为什么要使用补码？

       首先，根据运算法则减去一个正数等于加上一个负数， 即: 1-1 = 1+(-1)， 所以计算机被设计成只有加法而没有减法， 而让计算机辨别”符号位”会让计算机的基础电路设计变得十分复杂，于是就让符号位也参与运算，从而产生了反码。 
　　用反码计算， 出现了”0”这个特殊的数值， 0带符号是没有任何意义的。 而且会有[0000 0000]和[1000 0000]两个编码表示0。于是设计了补码， 负数的补码就是反码+1，正数的补码就是正数本身，从而解决了0的符号以及两个编码的问题: 用[0000 0000]表示0，用[1000 0000]表示-128。 
　　 注意-128实际上是使用以前的-0的补码来表示的， 所以-128并没有原码和反码。使用补码， 不仅仅修复了0的符号以及存在两个编码的问题， 而且还能够多表示一个最低数。 这就是为什么8位二进制， 使用补码表示的范围为[-128， 127]。

 

计算机系统：

硬件系统：运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备 五个部分组成   

                  其中 中央处理器CPU=运算器+控制器   主机 = 中央处理器 + 主存储器

软件系统：系统软件和应用软件  各类程序和数据

1，运算器：完成算术和逻辑运算的部件，计算机所完成的全部运算都是在运算器中进行的。                               

     核心部件：运算逻辑部件 和 寄存器部件

2，控制器：负责从存储器中取出指令，并对指令进行编码，并根据指令译码的结果，按指令先后顺序，负责向其他各部件发出         控制信号，保证各部件协调一致地完成各种操作。                                                                         

     组成部件：

      程序计数器：存放下一条将要执行的指令在内存中的地址；                                                                                   

      指令寄存器：保存现在正在执行的指令                                                                                                                   

      指令译码器：用来识别指令的功能，分析指令的操作要求                                                                                       

      时序部件：产生计算机工作中所需的各种定时控制信号，对各种微操作控制信号进行定时控制，以协调各部件的工作顺序      

      微操作控制电路：一条指令的执行可以分解为一系列不可再分的微操作命令信号，即微命令，以指挥整个计算机有条不紊地        工作。

3，存储器：

4，输入设备：键盘，鼠标，扫描仪

5，输出设备：显示器，打印机

 

中央处理器CPU：运算器+控制器

从存储器取出指令，放入CPU内部的指令寄存器，指令译码器并对指令译码，微操作控制电路把指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。

CPU主要性能指标：

1，主频 / 外频      （主频 = 外频 x 倍频 ，即CPU工作频率）

2，数据总线宽度

3，地址总线宽度

4，工作电压

5，高速缓存

6，运算速度