软件评测师复习之计算机组成结构(1)

一.计算机系统知识

(1)计算机硬件组成

1.计算器硬件由五部分组成：运算器、存储器、控制器、输入设备(如键盘鼠标)、输出设备(如显示器)；
2.存储器分为内部存储器【内存容量小，速度快，存放临时数据】和外部存储器【如硬盘、光盘等，容量大，速度慢，长期保存数据】；
3.输入设备和输出设备合并称为外部设备；
4.主机由CPU+主存储器组成。

(2)中央处理单元

1.中央处理单元由运算器、控制器、寄存器组和内部总线组成；
2.中央处理单元可实现程序控制、操作控制、时间控制、数据处理功能。

运算器组成：
算术逻辑单元ALU——实现对数据的算术和逻辑运算
累加寄存器AC——运算结果或源操作数的存放区
数据缓冲寄存器DR——暂时存放内存指令或数据
状态条件寄存器PSW——保存指令溢出的条件码内容，如溢出标志等。
运算器功能：
执行所有的算术运算，如加减乘除等；执行所有的逻辑运算并进行逻辑测试，如与、或、非、比较等。

控制器组成：
指令寄存器IR——暂存CPU执行指令
程序计数器PC——存放指令执行地址
地址寄存器AR——保存当前CPU访问的内存地址
指令译码器ID——分析指令操作码
控制器功能：
控制整个CPU的工作，最为重要，包括程序控制、时序控制等。

(3)数的表示

机器数：各种数值在计算机中表示的形式，其特点是使用二进制计数制，数的符号用0和1表示，小数点则隐含不占位置。
机器数有无符号数和带符号数之分。无符号数表示正数，没有符号位；带符号数最高位为符号位，正数符号位为0，负数符号位为1。

定点表示法分为纯小数和纯整数两种，其中小数点不占存储位，而是按照以下约定：
纯小数——约定小数点的位置在机器数的最高数值位之前；
纯整数——约定小数点的位置在机器数的最低数值位之后。

真值：机器数对应的实际数值。

(4)数的编码方式

带符号数的编码方式：
原码——一个数的正常二进制表示，最高位表示符号。数值0的原码有两种形式。
反码——正数的反码即原码，负数的反码是在原码的基础上，除符号位外，其他各位按位取反。数值0额反码有两种形式。
补码——正数的补码即原码，负数的补码是在原码的基础上，除符号位外，其他各位按位取反，而后末位+1，若有进位则产生进位。因此数值0的补码只有一种形式。
移码——用作浮点运算的阶码，无论正数负数，都是将该原码的补码的首位(符号位)取反得到移码。

例：若机器字长8，请给出45和-45的原码、反码、补码、移码。

真值	原码	反码	补码	移码
45	00101101	00101101	00101101	10101101
-45	10101101	11010010	11010011	01010011

(5)浮点数表示

浮点数：表示方法为 N=F*2^E，其中E为阶码，F为尾数，类似于十进制的科学计数法。如85.125 = 0.85125 · 10²，二进制如 101.011 = 0.101011 · 2³

在浮点数的表示中，阶码为带符号的纯整数，尾数为带符号的纯小数，要注意符号占最高位(正数0负数1)，其表示格式如下：
阶符 阶码 数符 尾数

一个浮点数的表示方法不是唯一的，浮点数所能表示的数值范围由阶码确定，所表示的数值精度由尾数确定。

浮点数的运算：
①对阶——使两个数的阶码相同，小阶向大阶看齐，较小阶码增加几位，尾数就右移几位
②尾数计算——相加，若是减运算&#x