网络管理员学习笔记_第九章 计算机硬件基础知识_005
1. 数制
（1）数制是数的表示及计算方法。
（2）任何数制会包含3个要素：
a. 进位规则。二进制就是逢二进一。
b. 使用的数码。二进制的是 0 和 1。
c. 每一数位的权值。 二进制各位的权值是以2为底的幂。
（3）常见的数制：二进制，十进制，八进制，十六进制
（4）常见的操作：进制转换。
2. 计算机中的数和码
（1）二进制的运算规则
包括 加减乘除，逻辑与，逻辑或，逻辑异或，逻辑非
（2）码制
a. 在计算机中所有的信息都是以二进制的形式来表示的，第一位为符号位，0为正数，1为负数。
b. 为了便于运算，带符号的二进制数有 3 种编码方法：原码，反码，补码。
原码：最高位作符号位，其余各位为数值本身的绝对值
反码：正数的反码与原码相同；负数的反码是符号位为1，其余对原码各位取反。
补码：正数的补码与原码相同；负数的补码是反码末位加1
c. 移码：移码常用于表示浮点数中的阶码，也就是补码的符号位取反。
（3）定点数和浮点数
（4）字符编码
ASCII码；汉字国标码；汉字机内码；汉字字形码
3. 校验码
（1）校验码常用来检验传送的数据是否出错。
（2）码距是校验码的一个重要概念：
码距是指一个编码系统中任意两个合法编码之间至少有多少个二进制位不同。
（3） 为了使一个系统能检查和纠正一个差错，码间最小距离必须至少是3。
（4）常用的校验码方式：
a. 奇偶校验码
奇偶校验码就是在编码中增加一位检验位来使编码中1的个数为奇数（奇校验）或者为偶数（偶校验）。
对于偶校验，如果检测到代码中1的个数为奇数时，说明发生错误。
b. 海明校验码
海明校验码是利用奇偶性来检错和纠错，它通过在数据位之间插入K个校验位以扩大码距。
若数据位是n位，校验位是k位，则n和k必须满足以下关系：
c. 循环冗余校验码
在K位信息码后再拼接R位的校验码，整个编码长度为N位，因此，这种编码又称为（N,K）码。
4. 计算机工作原理
（1）硬件系统组成
中央处理器，内存储器，外存储器和输入/输出设备组成。
（2）工作原理解释：
内存输入：a. 如何进行操作的指令序列（现在成为程序）
b. 被操作的数据
5. 总线
（1）概念：
在计算机系统中，各部件之间传输信息的通路称为总线。
（2）分类：
芯片内总线，元件级总线，系统总线（又可分为 数据总线，地址总线，控制总线）和外总线
6. 中央处理单元
（1）中央处理单元（CPU），包括运算器和控制器组成
（2）运算器包括：
a. 算术逻辑运算单元
b. 一组通用寄存器
c. 专用寄存器
d. 一些控制门
（3）控制器
a. 程序计数器
b. 指令寄存器
c. 指令译码器
d. 时序不见
e. 程序状态寄存器
f. 微操作信号发生器。
(4) 存储器
a. 主存储器
b. 高速缓冲存储器
c. 外存储器
6. 输入/输出技术
（1） 输入/输出系统是计算机与外界进行数据交换的通道。
（2）主存和I/O设备间需要一个I/O系统负责协调和控制CPU，存储器和各种外部设备之间的数据通信
（3）I/O接口具有几个主要功能：
1）地址译码
2）在主机与I/O设备间交换数据，控制命令及状态信息等。
3）支持主机采用程序查询，中断，DMA等访问方式。
4）提供主机的I/O设备所需的缓冲，暂存，驱动能力，满足一定的负载要求和时序要求。
5）进行数据的类型，格式等方面的转换
（4）I/O接口按不同标准有以下分类：
1）按照数据传送的宽度可分为并行接口和串行接口。
2）按照数据传送的控制方式可分为程序查询接口，中断接口，DMA接口以及更复杂一些的通道控制器，I/O处理机。
3）按数据传送的格式接口可分为并行接口和串行接口
（5）I/O接口的编址方式
1）与内存单元统一编址
2）I/O接口单独编址
（6）I/O数据传送控制方式
1）直接程序控制方式
CPU直接通过I/O指令访问I/O设备
2）中断方式
当I/O接口准备好接收数据或准备好向CPU传送数据时，就发出中断信号通知CPU。
CPU中断执行程序，接收数据
3）直接存储器存取方式
直接内存存取（DMA）方式的基本思想是：通过硬件控制实现主存与I/O设备间的直接数据传送，数据的传送过程由DMA
控制器进行控制，不需要CPU的干预。
4）通道控制方式
通道控制就是通过执行通道程序进行I/O操作的管理，为主机和I/O设备提供一种数据传输通道
7.指令系统
（1）指令格式：
操作码 + 操作数地址码
（2）寻址方式
a. 寻址方式就是解释操作数的地址
b. 分类：立即寻址，寄存器寻址，直接寻址，寄存器间接寻址，寄存器相对寻址，基址变址寻址和相对基址变址寻址。
（3）指令种类
a. 数据传送指令
b. 算术运算指令
c. 位运算指令
d. 程序流程控制指令
e. 串操作指令
f. 处理器控制指令