微机原理与接口极其基础知识点

最新推荐文章于 2024-10-20 23:10:09 发布

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#c语言

字节（单位B，字节Byte）

字节是二进制数据的单位。一个字节通常8位长。但是，一些老型号计算机结构使用不同的长度。为了避免混乱，在大多数国际文献中，使用词代替byte。在多数的计算机系统中，一个字节是一个8位长的数据单位，大多数的计算机用一个字节表示一个字符、数字或其他字符。一个字节也可以表示一系列二进制位。在一些计算机系统中，4 个字节代表一个字，这是计算机在执行指令时能够有效处理数据的单位。一些语言描述需要2个字节表示一个字符，这叫做双字节字符集。一些处理器能够处理双字节或单字节指令。字节通常简写为“B”，而位通常简写为小写“b”，计算机存储器的大小通常用字节来表示

比特（位，单位b，bit）

数据存储是以“字节”（Byte）为单位，数据传输大多是以“位”（bit，又名“比特”）为单位，一个位就代表一个0或1（即二进制），每8个位（bit，简写为b）组成一个字节（Byte，简写为B），是最小一级的信息单位

计算机内的整数数量单位：K=2的10次幂，1024，M=2的20次幂，G=2的30次幂，T=2的40次幂；m，毫，10的-3次幂，u，微，10的-6次幂，n，纳，10的-9次幂
计算机内的常用数制（2、8、16进制和10进制数的含义和表达方法）

二进制（binary），发现者莱布尼茨，是在数学和数字电路中以2为基数的记数系统，是以2为基数代表系统的二进位制。这一系统中，通常用两个不同的符号0（代表零）和1（代表一）来表示 [1] 。数字电子电路中，逻辑门的实现直接应用了二进制，现代的计算机和依赖计算机的设备里都使用二进制。每个数字称为一个比特（Bit，Binary digit的缩写）

加法

二进制加法有四种情况： 0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10(0 进位为1) [5] 。

乘法

二进制乘法有四种情况： 0×0=0，1×0=0，0×1=0，1×1=1 [5] 。

减法

二进制减法有四种情况：0－0=0，1－0=1，1－1=0，10－1=1 [5] 。

除法

二进制除法有两种情况(除数只能为1)：0÷1=0，1÷1=1

Octal，缩写OCT或O，一种以8为基数的计数法，采用0，1，2，3，4，5，6，7八个数字，逢八进1。一些编程语言中常常以数字0开始表明该数字是八进制。八进制的数和二进制数可以按位对应（八进制一位对应二进制三位），因此常应用在计算机语言中。

16进制：用16作为基数的计数系统。用数字0-9和字母a-f（或其大写A-F）表示0到15。

用H表示十六进制

16进制就是逢16进1，但我们只有0~9这十个数字，所以我们用A，B，C，D，E，F这六个字母来分别表示10，11，12，13，14，15。字母不区分大小写。

十六进制数的第0位的权值为16的0次方，第1位的权值为16的1次方，第2位的权值为16的2次方……

所以，在第N（N从0开始）位上，如果是是数 X （X 大于等于0，并且X小于等于 15，即：F）表示的大小为 X * 16的N次方。

10进制和2进制数的相互转换
2进制数和8、16进制数的相互转换

算术运算（加+、减-、乘*、除/和求余数%）

加减乘除学过

在整数的除法中，只有能整除与不能整除两种情况。当不能整除时，就产生余数，所以余数问题在小学数学中非常重要。 [2]

取余数运算：

a mod b = c 表示“整数a除以整数b，所得余数为c”。

余数的计算公式：。

其中，⌊ ⌋为向下取整运算符。向下取整运算，英文称为Floor，用数学符号⌊ ⌋表示。

例如：⌊3.476⌋=3，⌊6.7546⌋=6，⌊-3.14159⌋=-4，。

逻辑运算（与、或、非、异或）

逻辑运算又称布尔运算。布尔用数学方法研究逻辑问题，成功地建立了逻辑演算。他用等式表示判断，把推理看作等式的变换。这种变换的有效性不依赖人们对符号的解释，只依赖于符号的组合规律。这一逻辑理论人们常称它为布尔代数。20世纪30年代，逻辑代数在电路系统上获得应用，随后，由于电子技术与计算机的发展，出现各种复杂的大系统，它们的变换规律也遵守布尔所揭示的规律。逻辑运算 (logical operators) 通常用来测试真假值。最常见到的逻辑运算就是循环的处理，用来判断是否该离开循环或继续执行循环内的指令。

"∨" 表示"或"

"∧" 表示"与".

"┐"表示"非".

"=" 表示"等价".

1和0表示"真"和"假"

位运算

程序中的所有数在计算机内存中都是以二进制的形式储存的。位运算就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作。比如，and运算本来是一个逻辑运算符，但整数与整数之间也可以进行and运算。举个例子，6的二进制是110，11的二进制是1011，那么6 and 11的结果就是2，它是二进制对应位进行逻辑运算的结果（0表示False，1表示True，空位都当0处理）

and运算通常用于二进制的取位操作，例如一个数 and 1的结果就是取二进制的最末位。这可以用来判断一个整数的奇偶，二进制的最末位为0表示该数为偶数，最末位为1表示该数为奇数。

相同位的两个数字都为1，则为1；若有一个不为1，则为0。

or运算通常用于二进制特定位上的无条件赋值，例如一个数or 1的结果就是把二进制最末位强行变成1。如果需要把二进制最末位变成0，对这个数or 1之后再减一就可以了，其实际意义就是把这个数强行变成最接近的偶数。

相同位只要一个为1即为1。

异或的符号是^。按位异或运算, 对等长二进制模式按位或二进制数的每一位执行逻辑按位异或操作. 操作的结果是如果某位不同则该位为1, 否则该位为0.

xor运算的逆运算是它本身，也就是说两次异或同一个数最后结果不变，即(a xor b) xor b = a。xor运算可以用于简单的加密，比如我想对我MM说1314520，但怕别人知道，于是双方约定拿我的生日19880516作为密钥。1314520 xor 19880516 = 20665500，我就把20665500告诉MM。MM再次计算20665500 xor 19880516的值，得到1314520。

相同位不同则为1，相同则为0。

not运算的定义是把内存中的0和1全部取反。使用not运算时要格外小心，你需要注意整数类型有没有符号。如果not的对象是无符号整数（不能表示负数），那么得到的值就是它与该类型上界的差，因为无符号类型的数是用00到$FFFF依次表示的。下面的两个程序（仅语言不同）均返回65435。

a shl b就表示把a转为二进制后左移b位（在后面添b个0）。例如100的二进制为1100100，而110010000转成十进制是400，那么100 shl 2 = 400。可以看出，a shl b的值实际上就是a乘以2的b次方，因为在二进制数后添一个0就相当于该数乘以2。

通常认为a shl 1比a * 2更快，因为前者是更底层一些的操作。因此程序中乘以2的操作请尽量用左移一位来代替。

定义一些常量可能会用到shl运算。你可以方便地用1 shl 16 - 1来表示65535。很多算法和数据结构要求数据规模必须是2的幂，此时可以用shl来定义Max_N等常量。

和shl相似，a shr b表示二进制右移b位（去掉末b位），相当于a除以2的b次方（取整）。和上面一样的例子，那么400 shr2 = 100。我们也经常用shr 1来代替div 2，比如二分查找、堆的插入操作等等。想办法用shr代替除法运算可以使程序效率大大提高。最大公约数的二进制算法用除以2操作来代替慢得出奇的mod运算，效率可以提高60%。