计算机大作业

4.原码
机器数最简单的表 示方法是原码，原码 的表示规则是：机器 数的最高位表示符号， “0”表示正，“1” 表示负；其余各位为 该数值的绝对值的二 进制表示。通常，用[x] 原来表示数值x的原码。
1 2
例如，在8位二进制数机器数中表示如下： [+95]原=01011111 [-95]原=11011111 [+118]原=01110110 [-118]原=11110110
计算机五大部件的协作
输入/输出设备又称为I/O设备或外设，是计算 机系统的重要组成部分，它包括输入设备、输 出设备、设备控制器以及其他相关硬件。输入 操作的任务是将输入设备输入的信息传送到内 存的指定区域，输出操作的任务是将内存中的 指定信息通过输出设备进行输出。除了进行有 关信息的输入/输出操作外，输入/输出设备还 要完成一些管理和控制任务。输入/输出设备种 类繁杂，基本是靠控制器来指挥它们运作。
因为[+0]原=00000000，[-0]原=10000000， 所以数值0在原码中不是唯一的，有“正零”和 “负零”之分。在8位长度的机器数中，原码的 表示范围为+127~-127。
3
5.反码
2
反码的表示规则是： 对于正数，其反码与原 码相同；对于负数，其 反码的符号位为“1”， 数值位是其绝对值二进 制的各位取反。通常， 用[x]反来表示数值x的 反码。
1
反码表示用数学方式可定义为： n1 x 2 >x>=0 n [x]反= 0>x>- 2 （对于n位机器数） 2+x-1
n1
在反码中0也有两种表现形式，即[+0]反=00000000， [-0]反=11111111
3
6.补码
2
模：计算机的机器数 可以看成一个计量工 n 具，它的模为 2 ，计 n 量范围为0~ 2 -1。
3.计算机五大部件
运算器
存储器
控制器
源自文库
输出系 统
输入系 统
这五大部件在控制器的统一指挥下有序地工作。
计算机五大部件的协作
运算器：运算器用来对数据进行各宗运算，这些运算包 括加、减、乘、除等算数运算，“与”、“或”、“非” 等逻辑运算以及判断和比较等操作。运算都是由称为算 术逻辑部件的电子电路完成的。通常，参加运算的数据 都来自寄存器，运算的结果也送往寄存器保存。为了加 快运算速度和提高运行效率，运算器中一般有多个算术 逻辑部件，以便同时进行多个运算处理。
8.中文信息在计算机内的表示
西文信息是由西文字符组成的，在计算机的输入、处理、存储、传输时 可以统一采用ASSII编码。中文信息是由汉字组成的，汉字为象形文字， 字种多，字形杂，编码比较困难。在计算机处理汉字时，输入、处理、 存储、传输、输出的各个环节的编码要求各不相同，所以需要进行一系 列的编码和转换，通常情况下的流程如下所示： 输入 输入码 国标码 机内码 地址码 字形码 输出
1
通常，用[x]补来表示数值x的补码。 对于n位的机器数来说，正数的补码就是 它本身，负数的补码是真值与模数的和。
例如，当n=8时，可得到以下表示： [+73]补=01001001 [-73]补=100000000-01001001=10110111
3
7.西文信息在计算机内的表示
西文是指拉丁字母、数字、标点符号以及一些特殊 符号，平时将它们简称为字符。所有这些字符的集合称 为“字符集”，在这个字符集中的每个字符都必须具有 一个唯一的代码，所有字符集中字符的代码组成该字符 集的代码表，简称为“码表”。 目前，计算机中西文信息采用的字符集以及相关的码表 是美国信息交换标准代码（ASSII)。 ASSII采用7位二进制的编码方式，可以表示128个西文 字符。
内存与外存
内存：内存的速度较快，容量相对较小，成本也较 高，它与CPU直接连接，用来存储当前正在运行的 程序和数据。
外存：外存的速度相对较慢，但容量大，成本也较 低，它与CPU不直接相连，用来保存计算机中几乎 所有的信息，在需要的时候，相关的程序和数据必 须读入内存后才能被使用。
2.存储器的层次结构
计算机大作业
——韩雪 ——经管1203班 ——1080012315
目录
1.内存与外存
2.存储器的层次结构
3.计算机五大部件
4.原码
目录
5.反码
6.补码
7.西文信息在计算机内的表示
8.中文信息在计算机内的表示
1.内存与外存
概述
Text Text Text
在计算机中所有的程序、数据和文 档都是存储在存储器中的。存储器通常 分为内存和外存两大类。
内存
1ns
2ns 10ns 10ms
1KB左右
1MB左右 几百MB到几TB 几十GB到几十 TB
辅助存储器（硬 外存 盘、光盘等）
5
后援存储器（磁 带库、光盘塔等）
100s
几TB到几十TB
拓展
存储系统 存储器组以半导体集成的方式组合在CPU内部，与CPU的 welcome to use these PowerPoint templates, New 各个部件直接连接，它的工作速度与 CPU 各部件的工作速 度相同，但容量很小，只能保存马上要用到的数据。由于主 Content design, 10 years experience 存储器的速度要比CPU的速度小一个数量级，CPU每次使 用数据都直接到主存中读取会大大降低工作速度，所以引入 了缓冲存储器（Cache），Cache以接近于CPU的速度工作。 当CPU需要读取数据时，它会该数据与其附近的数据（其 中很可能包含下次要用到的数据）一起读入Cache，以后 CPU需要数据时会先到Cache中寻找，这样可以大大减少 CPU读取数据的等待时间。在大型计算机系统中，常常将 那些偶尔需要使用的海量数据保存在后援存储器中。后援存 储器通常由磁带库和光盘塔组成，它们的容量非常大，单位 存储容量的成本却很小，但工作速度较慢。
控制器：控制器是整个CPU的控制中心，也是整个 计算机的指挥中心。控制器包括指令寄存器、指令 计数器、指令译码器等部件。指令计数器是一个具 有自动加1功能的寄存器，其中保存了CPU将要执 行的指令的地址，CPU按照该地址从内存中取出指 令并保存在指令寄存器中，再由指令译码器对该指 令进行译码，将指令的要求转换为控制信号，从而 控制CPU的各种操作。
概述
Text Text Text
为了使计算机系统的性能达到最优，
并提高整个存储系统的性能价格比，计
算机中的各类存储器通常组成层次结构，
以使它们能够取长补短，相互协调。
计算机存储系统的层次结构
层次 类型 分类 存取时间 典型容量
1
2 3 4
寄存器组
缓冲存储器 (Cache) 主存储器（ROM 和RAM）