计算机系统的组成与工作原理.ppt

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1、2.1计算机中数据的表示与运算计算机中数据的表示与运算2.2计算机系统的组成计算机系统的组成2.3计算机的工作原理计算机的工作原理2.4微型计算机系统的组成微型计算机系统的组成2.5微型计算机的组装与选购微型计算机的组装与选购第第2章章 计算机系统的组成与工作原理计算机系统的组成与工作原理2.1.1数制及不同数制间数据的转换数制及不同数制间数据的转换1 1进位记数制进位记数制进位记数制进位记数制按进位的原则进行计数的方法称为进位计数制，按进位的原则进行计数的方法称为进位计数制，按进位的原则进行计数的方法称为进位计数制，按进位的原则进行计数的方法称为进位计数制，其中所用的表记符号的个数称为该进位

2、计数制的基其中所用的表记符号的个数称为该进位计数制的基其中所用的表记符号的个数称为该进位计数制的基其中所用的表记符号的个数称为该进位计数制的基数（数（数（数（RadixRadix），而数制中每一数字位置上对应的固定），而数制中每一数字位置上对应的固定），而数制中每一数字位置上对应的固定），而数制中每一数字位置上对应的固定值称为权值（值称为权值（值称为权值（值称为权值（WeightValueWeightValue）。）。）。）。任意一个任意一个任意一个任意一个r r进制数进制数进制数进制数N N可表示为：可表示为：可表示为：可表示为：2.1 计算机中数据的表示与运算2 2二进制二进制二进制二进制

3、二进制（二进制（二进制（二进制（BinarySystemBinarySystem）只有）只有）只有）只有0 0和和和和1 1两个表记符号，两个表记符号，两个表记符号，两个表记符号，其进位的基数是其进位的基数是其进位的基数是其进位的基数是2 2，遵循，遵循，遵循，遵循“逢二进一逢二进一逢二进一逢二进一”的进位规则。的进位规则。的进位规则。的进位规则。在计算机中采用二进制数表示数据，主要原因在于：在计算机中采用二进制数表示数据，主要原因在于：在计算机中采用二进制数表示数据，主要原因在于：在计算机中采用二进制数表示数据，主要原因在于：二进制在物理上最容易实现。二进制在物理上最容易实现。二进制在物理上

4、最容易实现。二进制在物理上最容易实现。运算规则简单。运算规则简单。运算规则简单。运算规则简单。3 3二进制数与十进制数的转换二进制数与十进制数的转换二进制数与十进制数的转换二进制数与十进制数的转换（1 1）将二进制数转换成十进制数）将二进制数转换成十进制数）将二进制数转换成十进制数）将二进制数转换成十进制数一个二进制数按其权（权值用十进制表示）展开求和，即可一个二进制数按其权（权值用十进制表示）展开求和，即可一个二进制数按其权（权值用十进制表示）展开求和，即可一个二进制数按其权（权值用十进制表示）展开求和，即可得相应的十进制数。得相应的十进制数。得相应的十进制数。得相应的十进制数。推广一下，将

5、推广一下，将推广一下，将推广一下，将r r进制数按权展开后，再求和，所得结果即为这进制数按权展开后，再求和，所得结果即为这进制数按权展开后，再求和，所得结果即为这进制数按权展开后，再求和，所得结果即为这个个个个r r进制数所对应的十进制数。进制数所对应的十进制数。进制数所对应的十进制数。进制数所对应的十进制数。（2 2）将十进制数转换成二进制数）将十进制数转换成二进制数）将十进制数转换成二进制数）将十进制数转换成二进制数十进制整数部分的转换采用除十进制整数部分的转换采用除十进制整数部分的转换采用除十进制整数部分的转换采用除2 2取余法。用十进制取余法。用十进制取余法。用十进制取余法。用十进制数

6、整数部分除以数整数部分除以数整数部分除以数整数部分除以2 2，余数作为相应二进制数整数部，余数作为相应二进制数整数部，余数作为相应二进制数整数部，余数作为相应二进制数整数部分的最低位；用上一步的商再除以分的最低位；用上一步的商再除以分的最低位；用上一步的商再除以分的最低位；用上一步的商再除以2 2，余数作为二，余数作为二，余数作为二，余数作为二进制数的次低位；进制数的次低位；进制数的次低位；进制数的次低位；一直除到商为；一直除到商为；一直除到商为；一直除到商为0 0，最后一步，最后一步，最后一步，最后一步的余数作为二进制数的最高位。的余数作为二进制数的最高位。的余数作为二进制数的最高位。的余数

7、作为二进制数的最高位。十进制小数部分的转换采用乘十进制小数部分的转换采用乘十进制小数部分的转换采用乘十进制小数部分的转换采用乘2 2取整法：十进制小取整法：十进制小取整法：十进制小取整法：十进制小数部分乘以数部分乘以数部分乘以数部分乘以2 2，积的整数部分为相应二进制数小数，积的整数部分为相应二进制数小数，积的整数部分为相应二进制数小数，积的整数部分为相应二进制数小数部分的最高位；用上一步积的小数部分再乘部分的最高位；用上一步积的小数部分再乘部分的最高位；用上一步积的小数部分再乘部分的最高位；用上一步积的小数部分再乘2 2，同，同，同，同样取积的整数部分作为相应二进制数小数部分的次样取积的整数

8、部分作为相应二进制数小数部分的次样取积的整数部分作为相应二进制数小数部分的次样取积的整数部分作为相应二进制数小数部分的次高位；高位；高位；高位；一直乘到积的小数部分为；一直乘到积的小数部分为；一直乘到积的小数部分为；一直乘到积的小数部分为0 0或达到所要或达到所要或达到所要或达到所要求的精度为止。求的精度为止。求的精度为止。求的精度为止。同样道理，当将十进制数转换成同样道理，当将十进制数转换成同样道理，当将十进制数转换成同样道理，当将十进制数转换成r r进制数时，整数部进制数时，整数部进制数时，整数部进制数时，整数部分用除分用除分用除分用除r r取余数处理，小数部分则用乘取余数处理，小数部分则

9、用乘取余数处理，小数部分则用乘取余数处理，小数部分则用乘r r取整来处理。取整来处理。取整来处理。取整来处理。4 4八进制与十六进制八进制与十六进制八进制与十六进制八进制与十六进制八进制数与二进制数的转换很容易，每一位八进制八进制数与二进制数的转换很容易，每一位八进制八进制数与二进制数的转换很容易，每一位八进制八进制数与二进制数的转换很容易，每一位八进制数写成对应的数写成对应的数写成对应的数写成对应的3 3位二进制数即完成八进制数到二进制位二进制数即完成八进制数到二进制位二进制数即完成八进制数到二进制位二进制数即完成八进制数到二进制数的转换。从整数部分的低位到高位以及从小数部数的转换。从整数部

10、分的低位到高位以及从小数部数的转换。从整数部分的低位到高位以及从小数部数的转换。从整数部分的低位到高位以及从小数部分的高位到低位每分的高位到低位每分的高位到低位每分的高位到低位每3 3位二进制数写成对应的一位八进位二进制数写成对应的一位八进位二进制数写成对应的一位八进位二进制数写成对应的一位八进制数即完成二进制数到八进制数的转换。制数即完成二进制数到八进制数的转换。制数即完成二进制数到八进制数的转换。制数即完成二进制数到八进制数的转换。十六进制数与二进制数的转换同样很容易，每一位十六进制十六进制数与二进制数的转换同样很容易，每一位十六进制十六进制数与二进制数的转换同样很容易，每一位十六进制十六

11、进制数与二进制数的转换同样很容易，每一位十六进制数写成对应的数写成对应的数写成对应的数写成对应的4 4位二进制数即完成十六进制数到二进制数的位二进制数即完成十六进制数到二进制数的位二进制数即完成十六进制数到二进制数的位二进制数即完成十六进制数到二进制数的转换。从整数部分的低位到高位以及从小数部分的高位到低转换。从整数部分的低位到高位以及从小数部分的高位到低转换。从整数部分的低位到高位以及从小数部分的高位到低转换。从整数部分的低位到高位以及从小数部分的高位到低位每位每位每位每4 4位二进制数写成对应的一位十六进制数即完成二进制位二进制数写成对应的一位十六进制数即完成二进制位二进制数写成对应的一位

12、十六进制数即完成二进制位二进制数写成对应的一位十六进制数即完成二进制数到十六进制数的转换。数到十六进制数的转换。数到十六进制数的转换。数到十六进制数的转换。2.1.2计算机内部数据的表示方法计算机内部数据的表示方法1 1数值数据的表示方法数值数据的表示方法数值数据的表示方法数值数据的表示方法（1 1）数据度量单位）数据度量单位）数据度量单位）数据度量单位一个二进制位称为位（一个二进制位称为位（一个二进制位称为位（一个二进制位称为位（BitBit），），），），8 8个二进制位组成一个字节个二进制位组成一个字节个二进制位组成一个字节个二进制位组成一个字节（ByteByte），更大的度量单位是：）

13、，更大的度量单位是：），更大的度量单位是：），更大的度量单位是：KBKB、MBMB、GBGB、TBTB等。等。等。等。1KB=10241KB=1024字节字节字节字节1MB=1024KB1MB=1024KB1GB=1024MB1GB=1024MB1TB=1024GB1TB=1024GB计算机信息处理的最小单位是位，而计算机数据存储的基本计算机信息处理的最小单位是位，而计算机数据存储的基本计算机信息处理的最小单位是位，而计算机数据存储的基本计算机信息处理的最小单位是位，而计算机数据存储的基本单位是字节。单位是字节。单位是字节。单位是字节。（2 2）带符号数的表示）带符号数的表示）带符号数的表示）

14、带符号数的表示在计算机中，一般用数值数据的最高位（最左边一位）来表在计算机中，一般用数值数据的最高位（最左边一位）来表在计算机中，一般用数值数据的最高位（最左边一位）来表在计算机中，一般用数值数据的最高位（最左边一位）来表示数的符号，约定用示数的符号，约定用示数的符号，约定用示数的符号，约定用0 0表示正，用表示正，用表示正，用表示正，用1 1表示负。带符号数在计算表示负。带符号数在计算表示负。带符号数在计算表示负。带符号数在计算机内可以使用原码、反码和补码机内可以使用原码、反码和补码机内可以使用原码、反码和补码机内可以使用原码、反码和补码3 3种表示方法。种表示方法。种表示方法。种表示方法。

15、原码。假设使用原码。假设使用原码。假设使用原码。假设使用8 8位二进制表示一个数，最高位表示数的位二进制表示一个数，最高位表示数的位二进制表示一个数，最高位表示数的位二进制表示一个数，最高位表示数的符号，其余符号，其余符号，其余符号，其余7 7位表示数值部分。位表示数值部分。位表示数值部分。位表示数值部分。反码。正数的反码与原码相同，负数的反码是在原码的基反码。正数的反码与原码相同，负数的反码是在原码的基反码。正数的反码与原码相同，负数的反码是在原码的基反码。正数的反码与原码相同，负数的反码是在原码的基础上按位取反。础上按位取反。础上按位取反。础上按位取反。补码。正数的补码与原码相同，负数的补

16、码是在原码的基补码。正数的补码与原码相同，负数的补码是在原码的基补码。正数的补码与原码相同，负数的补码是在原码的基补码。正数的补码与原码相同，负数的补码是在原码的基础上按位取反后，最后位加础上按位取反后，最后位加础上按位取反后，最后位加础上按位取反后，最后位加1 1。引入补码概念后，加法、减法都可用加法实现。因此，现代引入补码概念后，加法、减法都可用加法实现。因此，现代引入补码概念后，加法、减法都可用加法实现。因此，现代引入补码概念后，加法、减法都可用加法实现。因此，现代计算机多采用补码运算。计算机多采用补码运算。计算机多采用补码运算。计算机多采用补码运算。（3 3）定点数和浮点数）定点数和浮

17、点数）定点数和浮点数）定点数和浮点数前面讨论的带符号数的前面讨论的带符号数的前面讨论的带符号数的前面讨论的带符号数的3 3种表示方法只能表示单纯整数或小种表示方法只能表示单纯整数或小种表示方法只能表示单纯整数或小种表示方法只能表示单纯整数或小数，被认为是数的定点表示法。在计算机中，参与运算的数数，被认为是数的定点表示法。在计算机中，参与运算的数数，被认为是数的定点表示法。在计算机中，参与运算的数数，被认为是数的定点表示法。在计算机中，参与运算的数一般是实数，既有整数部分又有小数部分，为了表示实数，一般是实数，既有整数部分又有小数部分，为了表示实数，一般是实数，既有整数部分又有小数部分，为了表示

18、实数，一般是实数，既有整数部分又有小数部分，为了表示实数，使用数的浮点表示方法。使用数的浮点表示方法。使用数的浮点表示方法。使用数的浮点表示方法。（4 4）数值编码）数值编码）数值编码）数值编码用二进制编码来表示一个数值数据就称为数值编码，也称为用二进制编码来表示一个数值数据就称为数值编码，也称为用二进制编码来表示一个数值数据就称为数值编码，也称为用二进制编码来表示一个数值数据就称为数值编码，也称为二二二二十进制码，简称十进制码，简称十进制码，简称十进制码，简称BCDBCD（BinaryCodedDecimalBinaryCodedDecimal）码。这）码。这）码。这）码。这种编码的特点是保

19、留了十进制的权，而数字则用种编码的特点是保留了十进制的权，而数字则用种编码的特点是保留了十进制的权，而数字则用种编码的特点是保留了十进制的权，而数字则用0 0和和和和1 1的组合的组合的组合的组合来表示。来表示。来表示。来表示。常见的常见的常见的常见的BCDBCD码是码是码是码是84218421码，它是用码，它是用码，它是用码，它是用4 4位二进制数表示位二进制数表示位二进制数表示位二进制数表示1 1位十进制位十进制位十进制位十进制数字，既具有二进制的形式，又具有十进制的特点。数字，既具有二进制的形式，又具有十进制的特点。数字，既具有二进制的形式，又具有十进制的特点。数字，既具有二进制的形式，

20、又具有十进制的特点。4 4位二位二位二位二进制数中的每一位从左到右的权分别为进制数中的每一位从左到右的权分别为进制数中的每一位从左到右的权分别为进制数中的每一位从左到右的权分别为8 8、4 4、2 2、1 1，数字，数字，数字，数字0909的的的的84218421码为码为码为码为00000000、00010001、00100010、10011001。2 2字符数据的表示方法字符数据的表示方法字符数据的表示方法字符数据的表示方法（1 1）ASCIIASCII码码码码字符数据在计算机内也是用二进制形式表示的，目前普遍采字符数据在计算机内也是用二进制形式表示的，目前普遍采字符数据在计算机内也是用二进

21、制形式表示的，目前普遍采字符数据在计算机内也是用二进制形式表示的，目前普遍采用用用用ASCIIASCII码，即美国标准信息交换码（码，即美国标准信息交换码（码，即美国标准信息交换码（码，即美国标准信息交换码（AmericanStandardAmericanStandardCodeforInformationInterchangeCodeforInformationInterchange）。）。）。）。ASCIIASCII码字符用码字符用码字符用码字符用8 8位二位二位二位二进制表示，但只用低进制表示，但只用低进制表示，但只用低进制表示，但只用低7 7位，共表示位，共表示位，共表示位，共表示27

22、=12827=128个字符，编码从个字符，编码从个字符，编码从个字符，编码从0 0至至至至127127（称为（称为（称为（称为ASCIIASCII码基本集），其中包括码基本集），其中包括码基本集），其中包括码基本集），其中包括3232个控制字符、个控制字符、个控制字符、个控制字符、0909共共共共1010个数字、个数字、个数字、个数字、5252个大小写英文字母，其他为专用字符。个大小写英文字母，其他为专用字符。个大小写英文字母，其他为专用字符。个大小写英文字母，其他为专用字符。（2 2）汉字编码）汉字编码）汉字编码）汉字编码汉字编码包括汉字内码、汉字输汉字编码包括汉字内码、汉字输汉字编码包括汉

23、字内码、汉字输汉字编码包括汉字内码、汉字输入编码（外码）和输出编码（字入编码（外码）和输出编码（字入编码（外码）和输出编码（字入编码（外码）和输出编码（字模）模）模）模）3 3个主要内容。个主要内容。个主要内容。个主要内容。汉字内码汉字内码汉字内码汉字内码汉字内码是汉字在计算机内的的汉字内码是汉字在计算机内的的汉字内码是汉字在计算机内的的汉字内码是汉字在计算机内的的存储表示。汉字数量庞大，只能存储表示。汉字数量庞大，只能存储表示。汉字数量庞大，只能存储表示。汉字数量庞大，只能选取部分汉字用于计算机汉字信选取部分汉字用于计算机汉字信选取部分汉字用于计算机汉字信选取部分汉字用于计算机汉字信息处理。

24、我国于息处理。我国于息处理。我国于息处理。我国于19811981年颁布了国年颁布了国年颁布了国年颁布了国家标准家标准家标准家标准GB2312-80GB2312-80，其中收录了，其中收录了，其中收录了，其中收录了74457445个字符，包括个字符，包括个字符，包括个字符，包括67636763个汉字和个汉字和个汉字和个汉字和682682个其他符号。个其他符号。个其他符号。个其他符号。汉字国标码、区位码及内码的转换关系是：汉字国标码、区位码及内码的转换关系是：汉字国标码、区位码及内码的转换关系是：汉字国标码、区位码及内码的转换关系是：国标码高字节国标码高字节国标码高字节国标码高字节=区号（用十六进

25、制）区号（用十六进制）区号（用十六进制）区号（用十六进制）20H20H国标码低字节国标码低字节国标码低字节国标码低字节=位号（用十六进制）位号（用十六进制）位号（用十六进制）位号（用十六进制）20H20H内码高字节内码高字节内码高字节内码高字节=国标码高字节国标码高字节国标码高字节国标码高字节80H80H内码低字节内码低字节内码低字节内码低字节=国标码低字节国标码低字节国标码低字节国标码低字节80H80HGB2312-80GB2312-80支持的汉字太少，我国对汉字编码字符集进行了支持的汉字太少，我国对汉字编码字符集进行了支持的汉字太少，我国对汉字编码字符集进行了支持的汉字太少，我国对汉字编码

26、字符集进行了扩充。扩充。扩充。扩充。19951995年的汉字扩展规范年的汉字扩展规范年的汉字扩展规范年的汉字扩展规范GBK1.0GBK1.0收录了收录了收录了收录了2188621886个符号，个符号，个符号，个符号，它分为汉字区和图形符号区。汉字区包括它分为汉字区和图形符号区。汉字区包括它分为汉字区和图形符号区。汉字区包括它分为汉字区和图形符号区。汉字区包括2100321003个字符。个字符。个字符。个字符。20002000年的年的年的年的GB18030GB18030是取代是取代是取代是取代GBK1.0GBK1.0的正式国家标准。该标准收的正式国家标准。该标准收的正式国家标准。该标准收的正式国

27、家标准。该标准收录了录了录了录了2748427484个汉字，同时还收录了藏文、蒙文、维吾尔文等个汉字，同时还收录了藏文、蒙文、维吾尔文等个汉字，同时还收录了藏文、蒙文、维吾尔文等个汉字，同时还收录了藏文、蒙文、维吾尔文等主要的少数民族文字。现在主要的少数民族文字。现在主要的少数民族文字。现在主要的少数民族文字。现在WindowsWindows平台必须支持平台必须支持平台必须支持平台必须支持GB18030GB18030编码。按照编码。按照编码。按照编码。按照GBK18030GBK18030、GBKGBK、GB2312GB2312的顺序，的顺序，的顺序，的顺序，3 3种编码是种编码是种编码是种编码

28、是向下兼容的，同一个汉字在向下兼容的，同一个汉字在向下兼容的，同一个汉字在向下兼容的，同一个汉字在3 3个编码方案中采用相同的编码。个编码方案中采用相同的编码。个编码方案中采用相同的编码。个编码方案中采用相同的编码。随着信息交换的需求越来越大，对信息编码的要求也越来越随着信息交换的需求越来越大，对信息编码的要求也越来越随着信息交换的需求越来越大，对信息编码的要求也越来越随着信息交换的需求越来越大，对信息编码的要求也越来越高。国际标准化组织（高。国际标准化组织（高。国际标准化组织（高。国际标准化组织（ISOISO）在）在）在）在2020世纪世纪世纪世纪9090年代初制定了一种年代初制定了一种年代

29、初制定了一种年代初制定了一种字符编码方案字符编码方案字符编码方案字符编码方案UnicodeUnicode，它为每种语言中的每个字符设定了，它为每种语言中的每个字符设定了，它为每种语言中的每个字符设定了，它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换和处理的要求。目前，许多操作系统、语言工具都支本转换和处理的要求。目前，许多操作系统、语言工具都支本转换和处理的要求。目前，许多操作系统、语言工具都支本转

30、换和处理的要求。目前，许多操作系统、语言工具都支持持持持UnicodeUnicode标准。标准。标准。标准。汉字输入编码（外码）汉字输入编码（外码）汉字输入编码（外码）汉字输入编码（外码）区位码区位码区位码区位码拼音输入编码拼音输入编码拼音输入编码拼音输入编码字形输入编码字形输入编码字形输入编码字形输入编码汉字输出编码汉字输出编码汉字输出编码汉字输出编码把某一个汉字当作一幅平面图画，分别从纵、横两个方向等把某一个汉字当作一幅平面图画，分别从纵、横两个方向等把某一个汉字当作一幅平面图画，分别从纵、横两个方向等把某一个汉字当作一幅平面图画，分别从纵、横两个方向等距离在画上作距离在画上作距离在画上作

31、距离在画上作n-1n-1条直线，这样就把该幅画分成条直线，这样就把该幅画分成条直线，这样就把该幅画分成条直线，这样就把该幅画分成nnnn小方块，小方块，小方块，小方块，会发现有的小方块内有汉字的笔画，有的则没有。这就是一会发现有的小方块内有汉字的笔画，有的则没有。这就是一会发现有的小方块内有汉字的笔画，有的则没有。这就是一会发现有的小方块内有汉字的笔画，有的则没有。这就是一幅数值化了的图形。幅数值化了的图形。幅数值化了的图形。幅数值化了的图形。所有汉字的字模的集合称为字库。对于用所有汉字的字模的集合称为字库。对于用所有汉字的字模的集合称为字库。对于用所有汉字的字模的集合称为字库。对于用1616

32、1616点阵字模组点阵字模组点阵字模组点阵字模组成的字库需要大约成的字库需要大约成的字库需要大约成的字库需要大约220KB220KB存储容量。汉字字模在字库中的位存储容量。汉字字模在字库中的位存储容量。汉字字模在字库中的位存储容量。汉字字模在字库中的位置按汉字内码升序存入字库中。置按汉字内码升序存入字库中。置按汉字内码升序存入字库中。置按汉字内码升序存入字库中。2.1.3计算机中的数据运算计算机中的数据运算二进制数之间可执行算术运算与逻辑运算，其运算规则与十进制数类似，二进制数之间可执行算术运算与逻辑运算，其运算规则与十进制数类似，二进制数之间可执行算术运算与逻辑运算，其运算规则与十进制数类似

33、，二进制数之间可执行算术运算与逻辑运算，其运算规则与十进制数类似，但因二进制数只有但因二进制数只有但因二进制数只有但因二进制数只有0 0和和和和1 1两个数字符号，故比十进制数要简单得多。两个数字符号，故比十进制数要简单得多。两个数字符号，故比十进制数要简单得多。两个数字符号，故比十进制数要简单得多。1 1二进制数的算术运算二进制数的算术运算二进制数的算术运算二进制数的算术运算（1 1）加法运算）加法运算）加法运算）加法运算二进制数的加法规则：二进制数的加法规则：二进制数的加法规则：二进制数的加法规则：0+00+00 0，0+1=1+0=10+1=1+0=1，1+11+11010（向高位产生进

34、位）（向高位产生进位）（向高位产生进位）（向高位产生进位）。（2 2）减法运算）减法运算）减法运算）减法运算二进制数的减法规则：二进制数的减法规则：二进制数的减法规则：二进制数的减法规则：0-0=00-0=0，0-1=10-1=1（向高位借位（向高位借位（向高位借位（向高位借位1 1次），次），次），次），1-0=11-0=1，1-1=01-1=0。（3 3）乘法运算）乘法运算）乘法运算）乘法运算二进制的乘法规则为：二进制的乘法规则为：二进制的乘法规则为：二进制的乘法规则为：00=000=0，01=001=0，10=010=0，11=111=1。从乘法规则可知，。从乘法规则可知，。从乘法规则可

35、知，。从乘法规则可知，只有当两个只有当两个只有当两个只有当两个1 1相乘时，其积才为相乘时，其积才为相乘时，其积才为相乘时，其积才为1 1，其他情况下乘积均为，其他情况下乘积均为，其他情况下乘积均为，其他情况下乘积均为0 0。（4 4）除法运算）除法运算）除法运算）除法运算二进制除法运算与十进制除法类似，也由减法、上商等操作逐步完成。二进制除法运算与十进制除法类似，也由减法、上商等操作逐步完成。二进制除法运算与十进制除法类似，也由减法、上商等操作逐步完成。二进制除法运算与十进制除法类似，也由减法、上商等操作逐步完成。2 2二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算

36、（1 1）与运算）与运算）与运算）与运算与运算又称逻辑乘，通常用与运算又称逻辑乘，通常用与运算又称逻辑乘，通常用与运算又称逻辑乘，通常用 或或或或 表示。运算规则为按位进行表示。运算规则为按位进行表示。运算规则为按位进行表示。运算规则为按位进行与运算，若进行与操作的两位均为与运算，若进行与操作的两位均为与运算，若进行与操作的两位均为与运算，若进行与操作的两位均为1 1，则结果为，则结果为，则结果为，则结果为1 1；两位中有；两位中有；两位中有；两位中有一位为一位为一位为一位为0 0，则结果为，则结果为，则结果为，则结果为0 0。具体规则是：。具体规则是：。具体规则是：。具体规则是：00=000

37、=0，01=001=0，10=010=0，11=111=1。（2 2）或运算）或运算）或运算）或运算或运算又称逻辑加，通常用或运算又称逻辑加，通常用或运算又称逻辑加，通常用或运算又称逻辑加，通常用 或或或或+表示。运算规则是按位进行表示。运算规则是按位进行表示。运算规则是按位进行表示。运算规则是按位进行或运算，若进行或操作的两位中有一位为或运算，若进行或操作的两位中有一位为或运算，若进行或操作的两位中有一位为或运算，若进行或操作的两位中有一位为1 1，则结果为，则结果为，则结果为，则结果为1 1；两；两；两；两位均为位均为位均为位均为0 0，则结果为，则结果为，则结果为，则结果为0 0。具体规

38、则是：。具体规则是：。具体规则是：。具体规则是：00=000=0，01=101=1，10=110=1，11=111=1。（3 3）非运算）非运算）非运算）非运算非运算实现对单个逻辑值的处理，也称为逻辑取反操作，通非运算实现对单个逻辑值的处理，也称为逻辑取反操作，通非运算实现对单个逻辑值的处理，也称为逻辑取反操作，通非运算实现对单个逻辑值的处理，也称为逻辑取反操作，通常用常用常用常用 表示。表示。表示。表示。（4 4）异或运算）异或运算）异或运算）异或运算上述与、或、非运算是上述与、或、非运算是上述与、或、非运算是上述与、或、非运算是3 3种最基本的逻辑操作，用它们可组种最基本的逻辑操作，用它们

39、可组种最基本的逻辑操作，用它们可组种最基本的逻辑操作，用它们可组合出任何逻辑功能。有时还要用到异或运算，通常用合出任何逻辑功能。有时还要用到异或运算，通常用合出任何逻辑功能。有时还要用到异或运算，通常用合出任何逻辑功能。有时还要用到异或运算，通常用 表示。表示。表示。表示。其规则为按位进行异或运算，若进行异或操作的两位不相同其规则为按位进行异或运算，若进行异或操作的两位不相同其规则为按位进行异或运算，若进行异或操作的两位不相同其规则为按位进行异或运算，若进行异或操作的两位不相同时，则结果为时，则结果为时，则结果为时，则结果为1 1；两位相同时，则结果为；两位相同时，则结果为；两位相同时，则结果

40、为；两位相同时，则结果为0 0。具体规则是：。具体规则是：。具体规则是：。具体规则是：0 0 0=00=0，0 0 1=11=1，1 1 0=10=1，1 1 1=01=0。2.2.1计算机硬件系统计算机硬件系统计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备备备备5 5部分组成。部分组成。部分组成。部分组成。将运算器和控制器合称为中央处理器（将运算器和控制器合称为中央处理器（将运算器和控制器合称为中央处理器（将运算器和控制器合称为中

41、央处理器（CentralProcessingCentralProcessingUnitUnit，CPUCPU）。根据存储器和）。根据存储器和）。根据存储器和）。根据存储器和CPUCPU的关系，存储器又分为内的关系，存储器又分为内的关系，存储器又分为内的关系，存储器又分为内存储器和外存储器两类。将存储器和外存储器两类。将存储器和外存储器两类。将存储器和外存储器两类。将CPUCPU和内存储器合称为主机，将和内存储器合称为主机，将和内存储器合称为主机，将和内存储器合称为主机，将输入设备、输出设备和外存储器称为外部设备。输入设备、输出设备和外存储器称为外部设备。输入设备、输出设备和外存储器称为外部设备

42、。输入设备、输出设备和外存储器称为外部设备。2.2计算机系统的组成计算机系统的组成1 1输入设备和输出设备输入设备和输出设备输入设备和输出设备输入设备和输出设备输入设备接收用户提交给计算机的程序、数据及其他各种信输入设备接收用户提交给计算机的程序、数据及其他各种信输入设备接收用户提交给计算机的程序、数据及其他各种信输入设备接收用户提交给计算机的程序、数据及其他各种信息，并把它们转换成计算机能够识别的二进制代码，送给内息，并把它们转换成计算机能够识别的二进制代码，送给内息，并把它们转换成计算机能够识别的二进制代码，送给内息，并把它们转换成计算机能够识别的二进制代码，送给内存储器。常用的输入设备有

43、键盘、鼠标器、扫描仪等。输出存储器。常用的输入设备有键盘、鼠标器、扫描仪等。输出存储器。常用的输入设备有键盘、鼠标器、扫描仪等。输出存储器。常用的输入设备有键盘、鼠标器、扫描仪等。输出设备是把计算机的处理结果用人们能识别的数字、字符、图设备是把计算机的处理结果用人们能识别的数字、字符、图设备是把计算机的处理结果用人们能识别的数字、字符、图设备是把计算机的处理结果用人们能识别的数字、字符、图形、曲线、表格等形式输出。常用的输出设备有显示器、打形、曲线、表格等形式输出。常用的输出设备有显示器、打形、曲线、表格等形式输出。常用的输出设备有显示器、打形、曲线、表格等形式输出。常用的输出设备有显示器、打

44、印机、绘图仪等。磁盘等外存储器既可作为输入设备，又可印机、绘图仪等。磁盘等外存储器既可作为输入设备，又可印机、绘图仪等。磁盘等外存储器既可作为输入设备，又可印机、绘图仪等。磁盘等外存储器既可作为输入设备，又可作为输出设备。作为输出设备。作为输出设备。作为输出设备。2 2存储器存储器存储器存储器存储器是用于存放原始数据、程序以及计算机运算结果的部存储器是用于存放原始数据、程序以及计算机运算结果的部存储器是用于存放原始数据、程序以及计算机运算结果的部存储器是用于存放原始数据、程序以及计算机运算结果的部件。存储器被划分成许多存储单元，每个存储单元可以存放件。存储器被划分成许多存储单元，每个存储单元可

45、以存放件。存储器被划分成许多存储单元，每个存储单元可以存放件。存储器被划分成许多存储单元，每个存储单元可以存放一个数据或一条指令。为了能够按指定的位置进行存取，必一个数据或一条指令。为了能够按指定的位置进行存取，必一个数据或一条指令。为了能够按指定的位置进行存取，必一个数据或一条指令。为了能够按指定的位置进行存取，必须给每个存储单元编号，这个编号就称为存储单元的地址。须给每个存储单元编号，这个编号就称为存储单元的地址。须给每个存储单元编号，这个编号就称为存储单元的地址。须给每个存储单元编号，这个编号就称为存储单元的地址。地址与存储单元一一对应，每一个存储单元都规定了一个唯地址与存储单元一一对应

46、，每一个存储单元都规定了一个唯地址与存储单元一一对应，每一个存储单元都规定了一个唯地址与存储单元一一对应，每一个存储单元都规定了一个唯一的地址。要访问某一存储单元（向存储单元写入数据或从一的地址。要访问某一存储单元（向存储单元写入数据或从一的地址。要访问某一存储单元（向存储单元写入数据或从一的地址。要访问某一存储单元（向存储单元写入数据或从存储单元中读出数据），要给出这个存储单元的地址。存储单元中读出数据），要给出这个存储单元的地址。存储单元中读出数据），要给出这个存储单元的地址。存储单元中读出数据），要给出这个存储单元的地址。内存储器用来存放当前需要处理的原始数据及需要运行的程内存储器用来存

47、放当前需要处理的原始数据及需要运行的程内存储器用来存放当前需要处理的原始数据及需要运行的程内存储器用来存放当前需要处理的原始数据及需要运行的程序，序，序，序，CPUCPU可直接对它进行访问。可直接对它进行访问。可直接对它进行访问。可直接对它进行访问。现代计算机的内存普遍采用了半导体存储器，根据使用功能现代计算机的内存普遍采用了半导体存储器，根据使用功能现代计算机的内存普遍采用了半导体存储器，根据使用功能现代计算机的内存普遍采用了半导体存储器，根据使用功能的不同，半导体存储器可分为随机存取存储器（的不同，半导体存储器可分为随机存取存储器（的不同，半导体存储器可分为随机存取存储器（的不同，半导体存

48、储器可分为随机存取存储器（RandomRandomAccessMemoryAccessMemory，RAMRAM）和只读存储器（）和只读存储器（）和只读存储器（）和只读存储器（ReadOnlyReadOnlyMemoryMemory，ROMROM）两种。）两种。）两种。）两种。RAMRAM的特点是：用户既可以从中的特点是：用户既可以从中的特点是：用户既可以从中的特点是：用户既可以从中读出信息，又可以将信息写入其中；断电后读出信息，又可以将信息写入其中；断电后读出信息，又可以将信息写入其中；断电后读出信息，又可以将信息写入其中；断电后RAMRAM中所存储的中所存储的中所存储的中所存储的信息将全部

49、丢失。信息将全部丢失。信息将全部丢失。信息将全部丢失。ROMROM的特点是：用户只能从中读出信息，的特点是：用户只能从中读出信息，的特点是：用户只能从中读出信息，的特点是：用户只能从中读出信息，不能将信息写入其中；断电以后，不能将信息写入其中；断电以后，不能将信息写入其中；断电以后，不能将信息写入其中；断电以后，ROMROM中所存储的信息不会中所存储的信息不会中所存储的信息不会中所存储的信息不会丢失。丢失。丢失。丢失。外存储器用来存放当前暂不需要处理的原始数据及不需要运外存储器用来存放当前暂不需要处理的原始数据及不需要运外存储器用来存放当前暂不需要处理的原始数据及不需要运外存储器用来存放当前暂

50、不需要处理的原始数据及不需要运行的程序，不能被行的程序，不能被行的程序，不能被行的程序，不能被 CPUCPU直接访问，外存储器的数据只有先直接访问，外存储器的数据只有先直接访问，外存储器的数据只有先直接访问，外存储器的数据只有先调入内存才能被调入内存才能被调入内存才能被调入内存才能被 CPUCPU访问。常见的外存有磁盘、光盘访问。常见的外存有磁盘、光盘访问。常见的外存有磁盘、光盘访问。常见的外存有磁盘、光盘（CompactDiskReadOnlyMemoryCompactDiskReadOnlyMemory，CD-ROMCD-ROM）等，它们）等，它们）等，它们）等，它们都必须通过各自的驱动器