【正文】 如下的優(yōu)點 : （ 1）技術實現(xiàn)容易。所以叫乘基 取整法。實用的數(shù)據(jù)有正數(shù)和負數(shù)，因為計算機只能表示 0、 1 兩種狀態(tài)，數(shù)據(jù)的正號 “+”或負號 “”，在機器里就用一位二進制的 0 或 1 來區(qū)別。設符號位為 X 0 ， X 真值的絕對值 |X|=X 1 X 2 …X n ， X 的機器數(shù)原碼表示為 :［ X］ 原 =X 0 X 1 X 2 …X n 當 X≥0時， X 0 =0 當 X0 時， X 0 =1 原碼表示很直觀，但原碼加減運算時符號位不能視同數(shù)值一樣參加運算，運算規(guī)則復雜，運算時間長，而計算機大量的數(shù)據(jù)處理工作是加減運算，原碼表示就很不方便了。 對于二進制數(shù)還有一種更加簡單的方法由原碼求得補碼。 另一種約定是所有機器數(shù)的小數(shù)點位置隱含在符號位之后、有效數(shù)值部分最高位之前，叫定點純小數(shù)機器數(shù)，簡稱定點小數(shù)。所謂規(guī)格化，對于原碼尾數(shù)應使最高數(shù)字位 S 1 =1，如果不是 1，且尾數(shù)不是全為 0 時就要移動尾數(shù)直到 S 1 =1，階碼相應變化，保證 N 值不變。 交 *校驗 : 計算機進行大量字節(jié)傳送時一次傳送幾百甚至更多字節(jié)組成的數(shù)據(jù)塊，如果不僅每一個字節(jié)有一個奇偶校驗位 稱橫向校驗，而且全部字節(jié)的同一位也設置了一個奇偶校驗位 稱縱向校驗，對數(shù)據(jù)塊代碼的橫向縱向同時校驗，這種情況叫交 *校驗。作模 2 除法時，取商的原則是當部分余數(shù)首位為 1 時商取 1，反之商取 0，然后按模 2 減，求部分余數(shù)。有兩個生成多項式，其檢錯率很高。 （ 2）邏輯數(shù)據(jù) 邏輯數(shù)據(jù)是指計算機不帶符號位的一位二進制數(shù)。 漢字內(nèi)部碼的特點十分明顯 : ① 漢字內(nèi)部碼結構簡短。與此相反，如果選擇已知音素的參數(shù)，應用語音系統(tǒng)模型，就能得到指定的音素，進一步按照一定的規(guī)則合成語言。B i X i =A i +S 0 內(nèi)部總線是指 CPU 內(nèi)各部件的連線，而外部總線是指系統(tǒng)總線，即 CPU與存儲器、 I/O 系統(tǒng)之間的連線。 ① 單總線結構的運算器 ② 雙總線結構的運算器 ③ 三總線結構的運算器 七、控制器 CPU 中的位置 中央處理器（ CPU）由兩個主要部分 控制器及運算器組成。 （ 2）指令寄存器（ IR） 指令寄存器用來保存當前正在執(zhí)行的一條指令。由于在內(nèi)存和 CPU 之間存在著操作速度上的差別，所以必須使用地址寄存器來保持地址信息，直到內(nèi)存讀 /寫操作完成為止。 （ 7）操作控制器 操作控制器的功能，就是根據(jù)指令操作碼和時序信號，產(chǎn)生各種操作控制信號，以便正確地建立數(shù)據(jù)通路，從而完成取指令和執(zhí)行指令的控制。 八、存儲器 （ 1）存儲器的基本組成 主存儲器由存儲體、 地址譯碼電路、驅動電路、讀寫電路和控制電路等組成。 ④ 控制電路 :接收 CPU 傳來的控制命令，經(jīng)過控制電路一系列的處理，產(chǎn)生一組時序信號控制存儲器的操作。由于存儲體中存儲單元的每個二進制位必須并行工作，因此將存儲單元按其地址的順序組成存儲陣列。將后 5 位輸入到Y 地址譯碼器中譯出 Y 0 到 Y 31 譯碼線，分別選擇 0～ 31 列。不同類型的存儲器根據(jù)其特點有不同的讀寫操作控制電路、控制機構、讀寫電路及地址譯碼器，但它們的基本操作原理大同小異。但無論雙極型或 MOS 型存儲器，其保持的信息將隨電源的撤消而消失。 如果設計的存儲器容量有 x 字，字長為 y，而采用的芯片為 N M 位。因制造工藝和功能不同，一般分為普通 ROM、可編程 ROM（ PROM）、可擦寫可編程 ROM（ EPROM）和電可擦寫可編程 ROM（ EEPROM）等。其特點是可以根據(jù)用戶的要求用工具擦去 ROM 中原有的存 儲內(nèi)容，重新寫入新的編碼。 外存儲器是指那些不能被 CPU 直接訪問的，讀取速度較內(nèi)存慢，容量比內(nèi)存大，通常用來存放不常用的程序和數(shù)據(jù)的存儲器。根據(jù)盤片的基本組成材料將磁盤分為硬盤和軟盤兩種。計算一個磁盤容量的公式是 :磁盤存儲容量 =盤面數(shù) 每盤面磁道數(shù) 每磁道扇區(qū)數(shù) 每扇區(qū)存儲容量 第 10 頁 20201127 10 （ 2）光盤存儲器 所謂光盤（ CD）是利用光學原理讀寫信息的存儲器 。激光器發(fā)出激光經(jīng)光學線路至聚焦透鏡射向光盤表面，表面的凹凸不平造成反射光的變化，利用數(shù)據(jù)光檢測器將這些變化轉換為數(shù)據(jù) “0”和 “1”的電信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)輸出端，整個讀取工作完成。光盤信息的保存時間也比磁盤的長。如果不在主存中，通過輔助的軟、硬件將虛擬地址對應的內(nèi)容調(diào)入主存中，然后再進行訪問。 （ 2）虛擬存儲的工作原理 虛擬存儲技術，實際上是將編寫程序時所用的虛擬地址（邏輯地址）轉換成較小的物理地址。① 全相聯(lián)映象 任一邏輯頁能映象到實際主存的任意頁面位置稱為全相聯(lián)映象，通常利用頁表法進行地址間的變換。因此，可以認為組相聯(lián)映象是全相聯(lián)映象和直接映象方法的結合。指令地址的分布又是連續(xù)的，加上循環(huán)程序和子程序段的重復執(zhí)行，對這些地址的訪問自然具有時間上集中分布的傾向。 為保證寫入時兩 者內(nèi)容一致的方法有 :① 將內(nèi)容同時寫入主存和 Cache。如從鍵盤（輸入設備）向磁盤中輸入一個信息，此信息必須通過總線先輸入到主存中的特定區(qū)域中，通過程序控制將信息存放到主存中對應于磁盤輸入 /輸出的一個特定區(qū)域內(nèi)，然后將此信息轉存到磁盤上。目前，小型機和微型機大都采用程序查詢方式、程序中斷方式和 DMA 方式。 “中斷 ”概念的提出，是計算機系統(tǒng)結構設計中的一個重大變革。 DMA 方式一般用于高速地傳送成組的數(shù)據(jù)。③ 由 DMA 控制器對內(nèi)存尋址，即決定數(shù)據(jù)傳送的內(nèi)存 單元首地址及數(shù)據(jù)傳送個數(shù)的計數(shù)，并執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送的操作 。習慣上將 DMA 方式的接口電路稱為 DMA 控 制器。當輸入時，由設備（如磁盤）送往數(shù)據(jù)緩沖寄存器，再由緩沖寄存器通過數(shù)據(jù)總線送到內(nèi)存。 （ 1）通道的功能 DMA 控制器的出現(xiàn)已經(jīng)減輕了 CPU 對數(shù)據(jù)輸入輸出的控制，使得 CPU 的效率有顯著的提高。 第 13 頁 20201127 13 ⑤ 將外部設備的中斷請求和通道本身的中斷請求，按次序及時報告 CPU。 （ 1）網(wǎng)絡分類方法 計算機網(wǎng) 絡的分類方法可以是多樣的，其中最主要的兩種方法是 : 適應綜合業(yè)務服務的要求 。 ③ 局域網(wǎng)一般屬于一個單位所有，易于建立、維護與擴展。開放的協(xié)議標準，獨立于特定的計算機硬件與操作系統(tǒng)。一方面，它為用戶提供 Inter 接入服務 。加密的辦法就是使用數(shù)學方法來重新組織數(shù)據(jù)域信息，使除合法接收者外，其他任何人要想看懂變化后的數(shù)據(jù)或信息是非常困難的。認證是防止對系統(tǒng)進行主動攻擊，如偽造、篡改的重要技術手段。線性表的邏輯結構，鏈表、數(shù)組的存儲和運算 。 數(shù)據(jù)對象是具有相同性質的數(shù)據(jù)元素的集合。樹、圖等都是非線性結構。 ④ 散列存儲方法 在散列存儲方法中，結點的存儲地址是根據(jù)結點的關鍵字值直接計算出來的。 ④ 輸入 一個算法具有 0 個或多個輸入的外界量，它們是算法開始前 對算法最初給出的量。就這兩者而言，前者顯得比后者更為重要，在數(shù)據(jù)結構中往往更注 第 16 頁 20201127 16 重對算法執(zhí)行時間的分析。另外，程序中的指令必須是機器可以執(zhí)行的，而算法中的指令則無此限制。顯然，對數(shù)據(jù)運算的具體實現(xiàn)方法只有在確定了存儲結構之后才能加以考慮。順序存儲方法主要用于線性的數(shù)據(jù)結構，非線性的數(shù)據(jù)結構也可以通過某種線性化方法來實現(xiàn)順序存儲。 數(shù)據(jù)的邏輯結構分為線性結構和非線性結構兩大類。排序的基本概念與排序算法（選擇排序，插入排序，交換排序，歸并排序） 。其中解決密鑰的分配和存儲是最關鍵和有技術難點的問題。只有持有合法解密辦法的人才能獲取明文。 （ 2）通過局域網(wǎng)接入 Inter （ 3）通過電話網(wǎng)接入 Inter 十一、信息安全基礎 信息安全從簡單的意義來理解，就是要防止非法的攻擊和病毒的傳播，以保證計算機系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的正常運作。統(tǒng)一的網(wǎng)絡地址分配方案，使得整個 TCP/IP 設備在網(wǎng)中都具有惟一的 IP 地址。城域網(wǎng)設計的目標是要滿足幾十公里范圍內(nèi)的大量企業(yè)、機關、公司的多個局域網(wǎng)互聯(lián)的需求，以實現(xiàn)大量用戶之間的數(shù)據(jù)、語音、圖形與 {mod}等多種信息的傳輸功能。完善的通信服務與網(wǎng)絡管理。 （ 2）廣域網(wǎng) 廣域網(wǎng)（ Wide Area Network， WAN）也稱為遠程網(wǎng)。 ④ 通道適配器。 通道的基本功能是執(zhí)行通道指令、組織外部設備和內(nèi)存進行數(shù)據(jù)傳輸，按 I/O 指令要求啟動外部設備，向 CPU 報告中斷等，具體有以下五項任務 : ① 接受 CPU 的 I/O 指令，按指令要求與指定的外部設備進行通信 。 ⑤ “控制 /狀態(tài) ”邏輯 它由控制和時序電路，以及狀態(tài)標志等組成，用于修改內(nèi)存地址計數(shù)器和字計數(shù)器，指定傳送類型（輸入輸出），并對 “DMA請求 ”信號和 CPU 響應信號進行協(xié)調(diào)和同步。 ② 字計數(shù)器 用于記錄傳送數(shù)據(jù)塊的長度（多少字數(shù)）。② 周期挪用 。在數(shù)據(jù)傳送過程中，也不象中斷方式那樣，要進行保存現(xiàn)場、恢復現(xiàn)場之類的工作。其原理和調(diào)用子程序相仿，不過，這里要求轉移到中斷服務子程序的請求是由外部設備發(fā)出的。在這種方式中，數(shù)據(jù)在 CPU 和外部設備之間的傳送完全靠計算機程序控制，是在 CPU 主動控制下進行的，當輸入 /輸出時， CPU 暫停執(zhí)行主程序，轉去執(zhí)行輸入 /輸出的服務程序，根據(jù)服務程序中的 I/O 指令進行數(shù)據(jù)傳送。這樣可以提高磁盤的信息讀取速度，減少因磁盤存取速度慢對系統(tǒng)整體性能的影響。② 存儲量小，由于 Cache 的速度快，其價格也相當昂貴，因此為保證整個存儲器的性能價格比，一般采用適當容量的 Cache，其容量小于主存。 Cache 處于主存與 CPU 之間，負責解決主存與 CPU 之間速度的協(xié)調(diào)問題。實際上在計算機系統(tǒng)中緩沖技術解決了許多難題，促進了計算機系統(tǒng)的發(fā)展。若程序需要輪流使用第 i塊和第 j塊的第 m 頁，只能將兩頁交替在主存和輔存之間調(diào)入調(diào)出，形成存儲頁面的“抖動 ”。采用三維地址格式時將整個存儲空間分為若干段，每段分為若干頁，每頁又包括若干存儲單元。虛擬存儲器是實現(xiàn)利用小容量的主存運行大規(guī)模的程序的一種有效的辦法。 存儲的概念、作用和工作過程 （ 1）虛擬存儲的概念、作用 一般將由主存和部分輔存組成的存儲結構稱為虛擬存儲器，其對應的存儲地址稱為虛擬地址（邏輯地址），其對應的存儲容量稱為虛擬容量。對于一次寫入式光盤，用戶可以利用會聚的激光束在光盤表面照射使材料發(fā)生永久性變化而記錄信息。不同的是后者利用磁性原理存儲信息，利用磁頭存取信息 。扇區(qū)包括頭空、序標、數(shù)據(jù)區(qū)、檢驗字段和尾空等幾個部分。磁盤存儲器避免了磁帶存儲的缺點。出廠時全部置 “0”或 “1”，由用戶通過高壓脈沖寫入信息。在實際使用過程中，部分用戶希望自己根據(jù)需 要填寫 ROM 的內(nèi)容，因此產(chǎn)生可編程 ROM（ PROM）。 ROM 中的信息一旦寫入就不能進行修改，其信息斷電之后也仍然保留。 ② RAM 的串聯(lián) 為擴展存儲器的存儲單元數(shù)量，可以采用多個芯片地址串聯(lián)的方式解決。動態(tài)存儲器必須增設恢復信息的電路，外部線路復雜。 （ 4）存儲器的讀寫操作 在 CPU 向存儲體發(fā)生讀操作命令時，首先由 CPU 將相應存儲單元的地址碼送至地址寄存器中 。譯碼器輸出的每條譯碼線對應一個存儲單元。若干記憶元件組成存儲單元，一個存儲單元能夠存儲一個或幾個字節(jié)的二進制信息。在存儲體與譯碼器之間的驅動器的功能是減輕譯碼線驅動負載能力。第三 種稱為 PLA 控制器，它是吸收前兩種的設計思想來實現(xiàn)的。顧名思義，累加寄存器用來暫時存放 ALU 運算的結果信息。操作碼一經(jīng)譯碼后，即可向操作控制器發(fā)出具體操作的特定信號。反之，當向內(nèi)存存入一條指令或一個數(shù)據(jù)字時，也暫時將它們存放在這里。換句話說，總線既可以用來發(fā)送數(shù)據(jù)，也 可以用來接收數(shù)據(jù)。 對一片 ALU 來說，可有三個進位輸出。 （ 2）邏輯表達式 第 7 頁 20201127 7 ALU 的某一位邏輯表達式如下 : Y i =S 3 標識符是 “0”，即是 ASCII碼 。 漢字 : （ 1）漢字字音編碼 （ 2）漢字字形編碼 （ 3）漢字音形編碼 （ 4）電報碼 （ 5）整字編碼 為了能在不同的漢字系第一部分 統(tǒng)之間交換信息、高效率高質量共享漢字信息，近年來國家推出了一系列有關中文信息處理的標準。 ASCII碼選擇了四類共 128 種常用的字符 :① 數(shù)字 0～ 9。它拼接在有效信息后面組成 CRC 碼。 CRC 碼到達接收方時，接收方的設備一方面接收 CRC 碼，一方面用同樣的生成多項式相除，如果正好除盡，表示無信息差錯，接收方去掉 CRC 碼后面 r位校驗位，收下 k 位有效信息 。 0～ 9 的 8421 碼與通常的二進制一樣進位，十分簡單，當計數(shù)超過 9時，需要采取辦法自動向十進制高位進一，即要進行 “十進制調(diào)整 ”才能得到正確結果。 定點數(shù)表示方法簡單直觀，不過定點數(shù)表示數(shù)的范圍小，不易選擇合適的比例因子，運算過程容易產(chǎn)生溢出。應該注意，不存在 128 的 8 位原碼和反碼形式。 ② 使減法運算轉化成加法運算，從而進一步簡化計算機中運算器的線路設計。機器內(nèi)部設備一次能表示的二進制位數(shù)叫機器的字長，一臺機器的字長是固定的。把任意進制數(shù)按權展開成多項式和的形式，把各位的權與該位上的數(shù)碼相乘，乘積 逐項相加，其和便是相應的十進制數(shù)。 十進制數(shù)轉換成二進制數(shù) : 十進制數(shù)據(jù)轉換為二進制數(shù)時，因整數(shù)部分與小數(shù)部分轉換算法不同，需要分別進行。 用戶用高級語言編寫的程序稱源程序，源程序不能由計算機直接執(zhí)行，必須翻譯成