【正文】 數(shù)點(diǎn)為“．”，可隱含表示，小數(shù)點(diǎn)位置可任意變化； ④數(shù)碼長(zhǎng)度可任意變化； ⑤不會(huì)產(chǎn)生運(yùn)算溢出馮 ◇BCD碼缺省指8421碼(特殊聲明除外)！四、字符及字符串編碼字符編碼 *字符編碼：字符在字符集中惟一的數(shù)字化代碼， 表示字符在字符集中的序號(hào)或特征號(hào) *字符編碼的類(lèi)型：有輸入碼、內(nèi)碼、交換碼、字模碼4種 *有關(guān)字符編碼的約定： 字符編碼—均指交換碼的編碼！ 字符數(shù)據(jù)—均指內(nèi)碼的編碼！ *常見(jiàn)字符編碼(交換碼)種類(lèi)：字符串編碼 *字符串特性： ①由多個(gè)字符構(gòu)成； ②所含字符數(shù)不固定。000]移=1000， [+001]移=1001，[+111]移=1111，[1000]移=0000 *移碼的特性： ①數(shù)在數(shù)軸上為連續(xù)編碼(無(wú)符號(hào)數(shù))，便于比較大??； ②[X]移=[X]補(bǔ)符號(hào)位取反、其余各位不變?nèi)?、十進(jìn)制數(shù)編碼 *BCD碼(Binary Coded Dicimal)：又稱(chēng)二十進(jìn)制編碼，是指用4位二進(jìn)制編碼表示1位十進(jìn)制數(shù)位的編碼方式。…x(n1)，xi=0或1，模=22(n1)，則 例15—[+]反=，[]反= *反碼與補(bǔ)碼關(guān)系： 若X為正數(shù)，[X]補(bǔ)=[X]反；若X為負(fù)數(shù)，[X]補(bǔ)=[X]反+1 ◇原碼、補(bǔ)碼、反碼比較： ①機(jī)器數(shù)的最高位均為符號(hào)位(0/1表示正/負(fù))； ②若真值X為正數(shù)，[X]原=[X]補(bǔ)=[X]反； ③若真值X為負(fù)數(shù)，[X]補(bǔ)=[X]反+1， [X]反=[X]原各位求反(符號(hào)位除外)； ④[+0]補(bǔ)=[0]補(bǔ)，補(bǔ)碼比原碼、反碼多表示一個(gè)負(fù)數(shù)移碼表示法 *目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)符號(hào)與數(shù)值一起編碼 ←數(shù)連續(xù)時(shí)編碼連續(xù) *純整數(shù)移碼定義： 設(shè)X=177?！瓁(n1)，則[X]補(bǔ)=x’’1…x’(n1) 例8—[+]補(bǔ)= []補(bǔ)===(3)補(bǔ)碼的特性 △ X→[X]補(bǔ)— 若X為正數(shù)，改符號(hào)位為0，其余各位不變； 若X為負(fù)數(shù)，改符號(hào)位為1，其余各位取反、末位加1 △ [X]補(bǔ)→X— 若[X]補(bǔ)最高位為0，改其為正號(hào)，其余各位不變； 若[X]補(bǔ)最高位為1，改其為負(fù)號(hào)，其余各位取反、末位加1 △ [X]原→[X]補(bǔ)— 若[X]原最高位為0，[X]補(bǔ)=[X]原； 若[X]原最高位為1，[X]補(bǔ)=[X]原各數(shù)值位取反、末位加1 △ [X]補(bǔ)→[X]原— 若[X]補(bǔ)最高位為0，[X]原=[X]補(bǔ)； 若[X]補(bǔ)最高位為1，[X]原=[X]補(bǔ)各數(shù)值位取反、末位加1 *[X]補(bǔ)與[X]補(bǔ)的關(guān)系： △[X]補(bǔ)→[X]補(bǔ)—[X]補(bǔ)的各位取反(含符號(hào)位)、末位加1 [X]補(bǔ)→[X]補(bǔ)—[X]補(bǔ)的各位取反(含符號(hào)位)、末位加1 練習(xí)4— ①若X=+01001，[X]原= 0 01001 ，[X]補(bǔ)= 0 01001 ； ②若X=01010，[X]原= 1 01010 ，[X]補(bǔ)= 1 10110 ； ③若[X]原=001010，X= + 01010 ，[X]補(bǔ)= 0 01010 ； ④若[X]原=101110，X= 01110 ，[X]補(bǔ)= 1 10010 ； ⑤若[X]補(bǔ)=001110，X= +01110 ，[X]補(bǔ)= 1 10010 ； ⑥若[X]補(bǔ)=101110，X= 10010 ，[X]補(bǔ)= 0 10010 ； ⑦若[X]補(bǔ)=101011，[X]補(bǔ)= 0 10101 ，[X]原= 0 10101 ； ⑧若[X]補(bǔ)=001001，[X]補(bǔ)= 1 10111 ，[X]原= 1 01001 反碼表示法 *目標(biāo)：作為原碼與補(bǔ)碼相互轉(zhuǎn)換時(shí)的一種過(guò)渡編碼 *純整數(shù)反碼定義： 設(shè)X=177。即某負(fù)數(shù)X的補(bǔ)碼為： [X]補(bǔ) = M + X (mod M) *純整數(shù)補(bǔ)碼定義： 設(shè)X=177。[+0]原≠[0]原； ②運(yùn)算方法—符號(hào)與數(shù)值分開(kāi)運(yùn)算(與手工運(yùn)算一致) └→適合于乘除法，加減法較復(fù)雜補(bǔ)碼表示法 *目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)符號(hào)與數(shù)值一起運(yùn)算(1)有模運(yùn)算與補(bǔ)數(shù) 示例—將時(shí)針從10點(diǎn)撥向7點(diǎn)，有兩種撥法： ①倒撥103=7；②順撥10+9=7+12=7 *有模運(yùn)算：運(yùn)算時(shí)只計(jì)量小于“?！钡牟糠郑嘤嗖糠直粊G棄 ?！?jì)量系統(tǒng)的計(jì)數(shù)范圍； 同余—若A、B、M滿(mǎn)足A=B+kM (k為有符號(hào)整數(shù))， 則記 A≡B (mod M)，稱(chēng)B和A為模M的同余 *補(bǔ)數(shù)：若a、b、M滿(mǎn)足a+b=M，稱(chēng)a、b互為模M的補(bǔ)數(shù) 運(yùn)算特征—ca = c(Mb) = c+b (mod M)， 即減去一個(gè)數(shù)等價(jià)于加上這個(gè)數(shù)的補(bǔ)數(shù) └→可將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)化為加法運(yùn)算(2)補(bǔ)碼定義 …x(n1)，則[X]原=…x(n1) *原碼的特性： ①X與[X]原關(guān)系— 有數(shù)碼、基數(shù)和位權(quán)3個(gè)基本參數(shù) *常用的4種進(jìn)制： *R進(jìn)制數(shù)表示：(N )R=(kn1……km)R= 其中，ki∈{0,1,…(R1)}(2)十進(jìn)制數(shù)小數(shù)轉(zhuǎn)換成R進(jìn)制數(shù)小數(shù) *小數(shù)轉(zhuǎn)換規(guī)則：乘基取整、上左下右 例3—將()10分別轉(zhuǎn)換成二、八進(jìn)制數(shù)(3)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成R進(jìn)制數(shù) *轉(zhuǎn)換規(guī)則：整數(shù)部分、小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換后再合并 練習(xí)1—()10=(X)2=(Y)8，X=？Y=？二、八、十六進(jìn)制數(shù)相互轉(zhuǎn)換 *隱含規(guī)律：2=21，8=23，16=24(1)二進(jìn)制、八進(jìn)制數(shù)相互轉(zhuǎn)換 *轉(zhuǎn)換規(guī)則：①?gòu)男?shù)點(diǎn)向兩邊分別轉(zhuǎn)換； ②3個(gè)二進(jìn)制數(shù)位(不夠時(shí)補(bǔ)零)等價(jià)于1個(gè)八進(jìn)制數(shù)位 例4—()8=(001 010 100)2=()2 ()2=(010 )2=()8 (2)二進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)相互轉(zhuǎn)換 *轉(zhuǎn)換規(guī)則：①?gòu)男?shù)點(diǎn)向兩邊分別轉(zhuǎn)換； ②4個(gè)二進(jìn)制數(shù)位(不夠時(shí)補(bǔ)零)等價(jià)于1個(gè)十六進(jìn)制數(shù)位 例5—()16=(0010 )2=()2 ()2=(0001 )2=()16 二、機(jī)器數(shù)及其編碼 *數(shù)值數(shù)據(jù)： 組成—由符號(hào)、小數(shù)點(diǎn)及數(shù)值構(gòu)成，可缺省符號(hào)及小數(shù)點(diǎn) 運(yùn)算—①符號(hào)與數(shù)值分開(kāi)運(yùn)算；②加減法需先比較大小 *機(jī)器數(shù)：符號(hào)數(shù)字化的數(shù)，通常0/1表示+/； 如(+101)2→(0101)()2→()2→()2 真值—帶“+”或“”符號(hào)的數(shù) *機(jī)器數(shù)的運(yùn)算方法： ①采用手工運(yùn)算方法，硬件實(shí)現(xiàn)很不方便； 如—(+x)+(y)時(shí)，先求xy、再求結(jié)果符號(hào)、最后求xy或yx ☆②采用新運(yùn)算方法，便于硬件實(shí)現(xiàn)(如符號(hào)與數(shù)值一起運(yùn)算) └→必須使用新的編碼方法！ *機(jī)器數(shù)的編碼方法：原碼、補(bǔ)碼、反碼、移碼等原碼表示法(原碼編碼方法) *基本思想：用0/1表示符號(hào)+/，數(shù)值位為真值的絕對(duì)值 *純整數(shù)原碼定義： 設(shè)X=177。n個(gè)任務(wù)的總時(shí)間 特點(diǎn)—反映了多任務(wù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件總體性能 表示—因工作量無(wú)統(tǒng)一定義，通常用MIPS及MFLOPS代替 △MIPS(每秒百萬(wàn)次指令)　　 △MFLOPS(每秒百萬(wàn)次浮點(diǎn)運(yùn)算)*其他：RAS(可靠性/可用性/可維護(hù))，兼容性等二、計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展歷史計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的發(fā)展 機(jī)器語(yǔ)言→匯編語(yǔ)言→高級(jí)語(yǔ)言→應(yīng)用語(yǔ)言 *高級(jí)語(yǔ)言例： FORTRAN、PASCAL、C/C++、Java系統(tǒng)軟件的發(fā)展 *語(yǔ)言處理程序：匯編程序、編譯程序、解釋程序； *操作系統(tǒng)：DOS、UNIX、Windows； (多道程序、分時(shí)/實(shí)時(shí)、網(wǎng)絡(luò)、分布式、面向?qū)ο? *服務(wù)性程序：裝配、調(diào)試、診斷、排錯(cuò)； *數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)庫(kù)(網(wǎng)狀、層次、關(guān)系型)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件； *網(wǎng)絡(luò)：協(xié)議(NetNIOS、TCP/IP等)及實(shí)現(xiàn)庫(kù)三、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分類(lèi)按規(guī)模及功能分類(lèi) 超級(jí)計(jì)算機(jī)—科學(xué)計(jì)算等； 大型計(jì)算機(jī)—多用戶(hù)使用等； 小型計(jì)算機(jī)—辦公應(yīng)用等； 工作站—圖形處理及分布式計(jì)算等； 微型計(jì)算機(jī)—應(yīng)用廣泛； 單片機(jī)/嵌入式系統(tǒng)—工業(yè)控制等第二章 數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算 167。 主存容量—容量S =存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)存儲(chǔ)字長(zhǎng)； 輔存容量—容量S =存儲(chǔ)塊個(gè)數(shù)存儲(chǔ)塊長(zhǎng)度； 容量單位—1GB=1210MB=1220KB=1230B=8230bit； 最大主存容量—CPU能夠訪(fǎng)問(wèn)的主存最大容量，它決定了CPU的地址和數(shù)據(jù)引腳數(shù)量系統(tǒng)性能指標(biāo) 時(shí)間是唯一標(biāo)準(zhǔn)，主要有響應(yīng)時(shí)間和吞吐量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)。 └→指ALU一次能處理的 n位CPU—指機(jī)器字長(zhǎng)為n個(gè)二進(jìn)制位的CPU； 例如，Core 2 CPU為64位CPU 對(duì)系統(tǒng)性能的影響—機(jī)器字長(zhǎng)越長(zhǎng)，數(shù)據(jù)處理性能越好； (∵應(yīng)用數(shù)據(jù)長(zhǎng)度＞機(jī)器字長(zhǎng)時(shí)，需分次運(yùn)算) 對(duì)其它硬件的影響—直接影響ALU、REG長(zhǎng)度， 間接影響存儲(chǔ)字長(zhǎng)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)位數(shù) *機(jī)器主頻：指CPU內(nèi)部主時(shí)鐘脈沖的頻率，常用f 表示。 程序執(zhí)行過(guò)程 *程序執(zhí)行的初始條件： (a)程序及數(shù)據(jù)已存放在主存儲(chǔ)器MM中； (b)PC內(nèi)容已經(jīng)為即將執(zhí)行的程序首條指令地址 *程序執(zhí)行的實(shí)現(xiàn)方法： 控制器指揮與控制 ①取指—(PC)→[MM]→IR，(PC)+“1”→PC； ②分析—(IR)→ID→CU； ③執(zhí)行—實(shí)現(xiàn)指令約定操作(指令轉(zhuǎn)移時(shí)重寫(xiě)PC)； ④循環(huán)—若無(wú)中斷執(zhí)行的要求，轉(zhuǎn)①167。 CPU組成以及和存儲(chǔ)器的連接 諾依曼模型基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn) *采用以存儲(chǔ)器為中心的結(jié)構(gòu)： 使數(shù)據(jù)傳送與數(shù)據(jù)處理并行，有利于提高系統(tǒng)性能 *由多種存儲(chǔ)器構(gòu)成存儲(chǔ)系統(tǒng)： 解決速度容量?jī)r(jià)格間的矛盾，有利于提高性能/價(jià)格 *采用總線(xiàn)互連形式： 實(shí)現(xiàn)部件操作標(biāo)準(zhǔn)化，有利于提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性 計(jì)算機(jī)部件的基本組成(1)存儲(chǔ)器 *功能：存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)、通過(guò)讀/寫(xiě)操作接收/提供信息 *組成： *完成操作的過(guò)程： 讀操作—①接收地址及命令，內(nèi)部操作； ②輸出數(shù)據(jù) 寫(xiě)操作—①接收地址及命令； ②接收數(shù)據(jù)，內(nèi)部操作(2)運(yùn)算器 *功能：實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算及邏輯運(yùn)算，并暫存運(yùn)算結(jié)果 *組成： *(AC)+[Y]→AC的運(yùn)算過(guò)程： (0) (AC)為被加數(shù) (1) 加數(shù)[Y]→TEMP (2) (AC)＋(TEMP) (3) ALU結(jié)果→AC △約定：(X)表示寄存器X中內(nèi)容，[Y]表示存儲(chǔ)單元Y中內(nèi)容(3)控制器 *功能：指揮及控制各部件協(xié)調(diào)地工作，以實(shí)現(xiàn)程序執(zhí)行過(guò)程 *程序執(zhí)行過(guò)程： ①循環(huán)的指令執(zhí)行過(guò)程(取指令及執(zhí)行指令)； ②下條指令地址由當(dāng)前指令產(chǎn)生(按程序邏輯順序)取指令取指階段分析指令執(zhí)行指令執(zhí)行階段(4)輸入/輸出設(shè)備 *功能：實(shí)現(xiàn)外部?jī)?nèi)部信息的輸入/輸出及格式轉(zhuǎn)換； *種類(lèi)：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)、磁盤(pán)等； *連接：通過(guò)I/O接口(又稱(chēng)適配器或控制器)與總線(xiàn)連接， I/O接口實(shí)現(xiàn)信息傳送時(shí)的緩沖、中轉(zhuǎn)等功能三、計(jì)算機(jī)軟件的基本組成三、計(jì)算機(jī)軟件的基本組成四、計(jì)算機(jī)工作過(guò)程1）計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器和輸入/輸出五個(gè)部件組成；2）存儲(chǔ)器以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)指令和數(shù)據(jù)；3）存儲(chǔ)程序工作方式；4）五部件以運(yùn)算器為中心進(jìn)行組織。 馮諾依曼模型計(jì)算機(jī)