第一章 计算机基础知识.ppt

第一章计算机基础知识
第一节基本概念及常用术语
第二节数制和编码
第三节微型计算机的结构
第四节微型计算机的工作原理
第一节基本概念及常用术语
一、位和字节
位是计算机所能够表示的最小的数据单元,计算机中均采用二进制数表示数据和指令,所以,在计算机中,位即为一个二进制位,有“0”、“1”两种状态。
相邻的8个二进制位称为一个字节,通常作为存储容量的单位。
容量的计算
K是kelo的缩写,1K=1024=210;
M是mega的缩写,1M=1024K=220;
G是Giga的缩写,1G=1024M=230;
T是tera的缩写,1T=1024G=240。
第一节基本概念及常用术语
二、字和字长
字长是微处理器一次可以直接处理的二进制数码的位数,它通常取决于微处理器内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度。微处理器的字长有4位、8位、16位和32位等等。
字长可以反映CPU对数据的处理能力(吞吐量),它是衡量CPU性能的一个重要指标
注意“字”在不同情况下的含义
第一节基本概念及常用术语
1010 1100 0110 0101 1001 1000 0100 0011 被加数
+ 1100 0011 1100 0011 0001 0101 0101 1000 加数
进位 1 1 1111 1 111 1 1
0111 0000 0010 1000 1010 1101 1001 1011 和
4位 8次
8位 4次
16位 2次
32位 1次
二、字和字长
以一个32位加法为例看字长与性能
第一节基本概念及常用术语
二、字和字长
以吞吐能力为例看字长与性能关系
高字节
低字节
高字节
次高
次低
低字节
1b
1B
1W
2W
高字
低字
---
1
2
4
---
1
1
2
---
1
1
1
8位
16位
32位
第一节基本概念及常用术语
←编号
7
6
5
4
3
2
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
字节
数据Data
地址Address
三、位编号
为便于描述,对字节,字和双字中的各位进行编号。
从低位开始,从右到左依次为 0、1、2...
第一节基本概念及常用术语
三、位编号
D0
D7
D15
D8
15
8
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
7
0
A0
A7
A15
A8
字的编号为15 ~ 0
双字的编号依此类推,为31 ~ 0
第一节基本概念及常用术语
四、指令、指令系统和程序
指令是CPU能够执行的一个基本操作
指令系统指CPU能够执行的所有指令
程序是用户为了解决实际问题,将问题的解决过程分为若干步骤,再用CPU能接受的指令编写的一个指令序列
第一节基本概念及常用术语
五、寄存器
寄存器是用来存放数据和指令的一种基本逻辑部件
在CPU内部,寄存器所存放信息基本上都有特定的含义,如指令寄存器、数据寄存器、地址寄存器等。
标志
寄存器
指令寄存器
数据寄存器
控制电路
指令译码器
地
址
寄存
器
指令
指针
寄存器
R1
R2
R3
R4
寄存器组
运
算
器
IP
CPU结构示意图
第一节基本概念及常用术语
六、译码器
译码器是将输入代码转换成相应输出信号的逻辑电路
在计算机中,根据用途,可分为指令译码器和地址译码器
指令译码器将指令代码转换成完成该指令所需的各种控制信号
地址译码器将地址信号转换成各地址单元相应的选通信号