計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.1計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)概述1.2計(jì)算機(jī)中信息的表示與存儲(chǔ)1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成與工作原理1.4微型計(jì)算機(jī)的硬件組成1.1計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)概述電子計(jì)算機(jī):是一種能夠根據(jù)程序指令的要求,高速、準(zhǔn)確、自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算和邏輯運(yùn)算,以完成對(duì)各種數(shù)字化信息的處理,并具有存儲(chǔ)記憶功能的電子設(shè)備。1.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展1.計(jì)算工具的發(fā)展

遠(yuǎn)古時(shí)用手指,壘石,刻痕,結(jié)繩法計(jì)數(shù),運(yùn)算;春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)發(fā)明籌算法;唐宋時(shí)發(fā)明算盤.17世紀(jì),西方國(guó)家發(fā)明了計(jì)算尺,機(jī)械計(jì)算器.1812年設(shè)計(jì)差分機(jī)查爾斯.巴貝奇1834年設(shè)計(jì)分析機(jī)

許多輪子組成能保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)庫(kù)＋運(yùn)算裝置＋能對(duì)操作順序進(jìn)行控制,并選擇所需處理的數(shù)據(jù)以及輸出結(jié)果的機(jī)械裝置.近代計(jì)算機(jī)1946年2月美國(guó)賓州大學(xué)研制成功ENIAC電子計(jì)算機(jī)時(shí)代到來(lái)

重達(dá)30噸,占地170m2工耗150千瓦使用18000余個(gè)電子管保存80個(gè)字節(jié)電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)2.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)英國(guó)科學(xué)家:

艾蘭.圖靈現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)奠基人馮·諾依曼機(jī):“存儲(chǔ)程序”的概念.六十多年來(lái),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)沒(méi)變.美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾依曼建立圖靈機(jī)(Turingmachine)模型,奠定可計(jì)算理論的基礎(chǔ);

提出圖靈測(cè)試,闡述了機(jī)器智能的概念.⑴第一代①時(shí)間:從1946~1957年底;②物理器件:采用電子管;③內(nèi)存:水銀延遲線,僅幾個(gè)KB;④外存儲(chǔ)設(shè)備:紙帶、卡片等;⑤語(yǔ)言:使用機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言;⑥運(yùn)算速度:僅每秒幾千次;⑦應(yīng)用:僅限于軍事和科研工作中的科學(xué)計(jì)算.計(jì)算機(jī)分代⑵第二代①時(shí)間:從1958~1964年;②器件:半導(dǎo)體晶體管;③內(nèi)存:磁芯存儲(chǔ)器,容量達(dá)到幾十KB;④外存儲(chǔ)設(shè)備:磁帶、磁盤等;⑤語(yǔ)言:出現(xiàn)了Fortran,Algol等高級(jí)語(yǔ)言;⑥運(yùn)算速度:每秒幾十萬(wàn)次;⑦應(yīng)用:除科學(xué)計(jì)算,已用于數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理等方面.⑶第三代①時(shí)間:從1964~1970年;②器件:半導(dǎo)體集成電路;③內(nèi)存:磁芯存儲(chǔ)器,容量達(dá)到幾千KB;④外存儲(chǔ)設(shè)備:磁帶、磁盤等;⑤語(yǔ)言:操作系統(tǒng),會(huì)話式語(yǔ)言(BASIC)

和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng);⑥運(yùn)算速度:每秒幾百萬(wàn)次;⑦應(yīng)用:開始應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域.⑷第四代①時(shí)間:從1971年~至今;②器件:(超)大規(guī)模集成電路;③內(nèi)存:半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,容量已達(dá)GB級(jí);④外存儲(chǔ)設(shè)備:磁盤、磁帶、光盤等;⑤語(yǔ)言:結(jié)構(gòu)化(Pascal),面向?qū)ο?C++),可視化(VisualBasic)等多種高級(jí)語(yǔ)言,及微機(jī)操作系統(tǒng),GUI界面操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等;⑥運(yùn)算速度:已達(dá)每秒百萬(wàn)億次;⑦應(yīng)用:廣泛深入地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域.③生物計(jì)算機(jī)(DNA分子計(jì)算機(jī))

生物計(jì)算機(jī)在20世紀(jì)80年代中期開始研制,其最大的特點(diǎn)是采用生物芯片.未來(lái)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì):

巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。⑸新一代計(jì)算機(jī)①光子計(jì)算機(jī)利用光作為信息的傳輸媒體.②量子計(jì)算機(jī)指利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)下的原子進(jìn)行運(yùn)算的計(jì)算機(jī).

4.計(jì)算機(jī)新技術(shù)的發(fā)展⑴嵌入式技術(shù)：將軟件固化集成到硬件系統(tǒng)中,軟、硬件系統(tǒng)一體化.⑵網(wǎng)格計(jì)算：利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將分散的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組織成一個(gè)“虛擬超級(jí)計(jì)算機(jī)”,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜計(jì)算的計(jì)算模式.每個(gè)參與運(yùn)算的計(jì)算機(jī)構(gòu)成網(wǎng)格中的一個(gè)節(jié)點(diǎn).⑶中間件：介于操作系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)之間的一類系統(tǒng)軟件.遵循通用標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)不同操作系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)間的互聯(lián).1.運(yùn)算速度快:

已達(dá)百萬(wàn)億次／秒;2.精確度高:

可達(dá)上百位有效數(shù)字;3.具有記憶能力:

可記憶(存儲(chǔ))信息,4.邏輯判斷能力:

除了數(shù)值計(jì)算,還可進(jìn)行邏輯判斷運(yùn)算;5.運(yùn)行過(guò)程自動(dòng)化:

在程序控制下,可自動(dòng)運(yùn)行,完成各種工作任務(wù);6.可靠性高:

工作穩(wěn)定,差錯(cuò)率低;7.通用性和兼容性高:

適用于各行各業(yè).1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與分類特點(diǎn)按工作原理分:數(shù)字電子計(jì)算機(jī)；模擬電子計(jì)算機(jī).2.按用途分:通用計(jì)算機(jī)；專用計(jì)算機(jī).3.按運(yùn)行速度、內(nèi)存容量分:巨型機(jī)、大中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)、單片(板)機(jī).分類1.1.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1.科學(xué)(數(shù)值)計(jì)算:應(yīng)用最早的領(lǐng)域;2.信息管理:又稱數(shù)據(jù)處理,應(yīng)用最廣的領(lǐng)域;3.自動(dòng)(實(shí)時(shí))控制:使用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),航空航天,家用電器等各種運(yùn)行過(guò)程的自動(dòng)控制;4.輔助工程:利用計(jì)算機(jī)部分地代替人工進(jìn)行設(shè)計(jì)(CAD),制造(CAM),測(cè)試(CAT),教育(CAI)等,以提高速度,質(zhì)量和效率;5.人工智能:用計(jì)算機(jī)模擬,實(shí)現(xiàn)人腦的部分復(fù)雜功能,如進(jìn)行演繹、推理、決策等.是計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究的前沿學(xué)科;6.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò):高速信息交流的網(wǎng)絡(luò)通道,Internet;7.電子商務(wù):利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行商業(yè)活動(dòng),最新的發(fā)展領(lǐng)域.1.1.5信息技術(shù)概述1.信息與數(shù)據(jù)⑴數(shù)據(jù)(Data)

用于表達(dá)、描述、記錄客觀事物與現(xiàn)象的屬性,能被接收、識(shí)別和存儲(chǔ)的某種物理符號(hào).如數(shù)字、文字、聲音、圖形、影像等.

計(jì)算機(jī)能接收、識(shí)別、存儲(chǔ)、處理的是:

二進(jìn)制數(shù)據(jù).⑵信息(Information)

經(jīng)過(guò)加工處理,能影響人類行為,具有特定形式,具有知識(shí)性的有用數(shù)據(jù).2.信息技術(shù)

⑶信息處理為產(chǎn)生信息而對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行的諸如:采集、接收、傳送、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、整理、分類、排序、索引、查找、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、檢索等一系列的加工操作.目的:獲得有用的數(shù)據(jù)─信息.⑴信息感測(cè)技術(shù):即獲取信息的技術(shù)如各種傳感技術(shù),遙測(cè)技術(shù)和遙感技術(shù).⑵信息傳輸技術(shù):即通信技術(shù)如各種有線、無(wú)線通信技術(shù).3.信息應(yīng)用技術(shù)

如信息管理,信息控制,信息決策.⑶信息控制技術(shù):利用信息傳遞和反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行控制的技術(shù).⑷信息存貯技術(shù):各種保存信息的技術(shù)如圖書,照片,膠片,磁盤,光盤,縮微技術(shù)等.⑸信息處理技術(shù):對(duì)獲取的信息進(jìn)行各種加工的技術(shù).現(xiàn)代信息技術(shù)的核心:

計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù),通信技術(shù),控制技術(shù)合稱為3C(Computer,Communication,Control)技術(shù)4.現(xiàn)代信息技術(shù)的特點(diǎn)

⑴數(shù)字化:海量信息被壓縮、存儲(chǔ)并以光速傳輸,即時(shí)取用.⑵多媒體化:文字、聲音、圖形、靜態(tài)圖像、動(dòng)態(tài)視頻等各種信息媒體與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成在一起進(jìn)行綜合處理.⑶網(wǎng)絡(luò)化:信息高速公路使信息以接近光的速度的傳遞到世界.⑷智能化:在浩瀚的信息海洋里,智能化的搜索引擎能自動(dòng)收集任何我們想要獲取的信息.1.2計(jì)算機(jī)中信息的表示與存儲(chǔ)

1.2.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制1.數(shù)制的概念數(shù)制又稱計(jì)數(shù)制,是指用一組固定的數(shù)碼（數(shù)字或符號(hào)）和一套統(tǒng)一的規(guī)則來(lái)表示數(shù)值大小的方法。根據(jù)計(jì)數(shù)規(guī)則和特點(diǎn)的不同,分為非進(jìn)位計(jì)數(shù)制和進(jìn)位計(jì)數(shù)制兩類。

⑴非進(jìn)位計(jì)數(shù)制：表示數(shù)值大小的數(shù)碼與它在數(shù)中的位置無(wú)關(guān)。例如：羅馬數(shù)字II=2,IV=4,VII=7,XII=12⑵進(jìn)位計(jì)數(shù)制表示數(shù)值大小的數(shù)碼與它在數(shù)中的位置有關(guān),并且按照進(jìn)位方式計(jì)數(shù)。⑴十進(jìn)制計(jì)數(shù)法:有0~9十個(gè)數(shù)碼（逢十進(jìn)一）⑵六十進(jìn)制:

計(jì)時(shí):時(shí)-分-秒;

角度:

度-分-秒（逢六十進(jìn)一）⑶十二進(jìn)制:

計(jì)時(shí):年-月;晝/夜-時(shí);（逢十二進(jìn)一）計(jì)量:打,籮;呎(英尺),吋(英寸).⑷二十四進(jìn)制:

計(jì)時(shí):

日-時(shí);（逢二十四進(jìn)一）⑸二進(jìn)制:

對(duì),雙,副.（逢二進(jìn)一）

構(gòu)成進(jìn)位計(jì)數(shù)制的三個(gè)要素:1.基數(shù)進(jìn)位計(jì)數(shù)制使用R個(gè)數(shù)碼,R稱為該計(jì)數(shù)制的基數(shù),逢R進(jìn)一。如:十進(jìn)制數(shù)有0~9十個(gè)數(shù)碼,逢十進(jìn)一;

二進(jìn)制數(shù)有0和1兩個(gè)數(shù)碼,逢二進(jìn)一.2.數(shù)位數(shù)碼在一個(gè)數(shù)中的位置.如十進(jìn)制數(shù)中的個(gè)位,十位,百位…;十分位,百份位…等等。2.進(jìn)位計(jì)數(shù)制3.位權(quán)進(jìn)位計(jì)數(shù)制中,處于不同位置的相同數(shù)碼所代表的數(shù)值不同（如十進(jìn)制666.66）。

某位數(shù)的數(shù)值大小等于該位的數(shù)碼乘以一個(gè)與所在位置相關(guān)的常數(shù)。這個(gè)常數(shù)稱為該數(shù)位的位權(quán)，其大小是以基數(shù)為底、數(shù)碼所在位置的序號(hào)為指數(shù)的整數(shù)次冪。十進(jìn)制數(shù)666.66可以表示為按位權(quán)展開表達(dá)式：位權(quán)小數(shù)點(diǎn)666.66=6×102+6×101+6×100.+6×10-1+6×10-2數(shù)碼基數(shù)對(duì)任意一個(gè)R進(jìn)制數(shù)M均可表示為按其權(quán)展開的多項(xiàng)式之和,即:M=an-1×Rn-1＋an-2×Rn-2＋…＋a0×R0.＋a-1×R-1＋…＋a-m×r-m

ai稱為系數(shù),是R個(gè)數(shù)碼符號(hào)中的某一個(gè)。系數(shù)與該位權(quán)值的乘積(ai·Ri

)稱為加權(quán)系數(shù)，則任意進(jìn)制的數(shù)值就是其基數(shù)的加權(quán)系數(shù)和。1.2.2不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

1.二進(jìn)制與十進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制→十進(jìn)制

按權(quán)展開的多項(xiàng)式之和。即各位數(shù)碼乘以各自位權(quán)值的積，然后各項(xiàng)求和。(10101)B=1×24＋0＋1×22＋0＋1×20=21(11.11)B=1×21＋1×20.＋1×2-1＋1×2-2=5.751.3800.34520.690220.760

21.520

2

1.04取余低高例:(100.345)D

≈(1100100.01011)B100250002521122062032112102取整高低十進(jìn)制→二進(jìn)制:

整數(shù)、小數(shù)分別轉(zhuǎn)換整數(shù):

除以2取余數(shù);小數(shù):

乘以2取整數(shù)2.二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換(001101101110.110

111)B=(1556.65)O

二進(jìn)制→八/十六進(jìn)制①

整數(shù):

從右向左按三／四位進(jìn)行分組

小數(shù):

從左向右按三／四位進(jìn)行分組 （兩端不足位時(shí)補(bǔ)零）②

每組（三／四位）用一個(gè)八/十六進(jìn)制數(shù)表示(001101101110.11010100)B=(36E.D4)H

15566736ED4例:補(bǔ)零補(bǔ)零八/十六進(jìn)制→二進(jìn)制(64.6)H=

(01100100.0110)B6

46例：(144.3)O=(001

100

100.011)B

1443將一位八進(jìn)制數(shù)用三位二進(jìn)制表示將一位十六進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制表示

（不足位時(shí)左補(bǔ)零）

一位八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)三位二進(jìn)制數(shù)一位十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)四位二進(jìn)制數(shù)補(bǔ)零3.十進(jìn)制與其他進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制→八進(jìn)制(100)D=(144)O8881001210441(101)O=182+180=(65)D(71)O=781+180=(57)D八進(jìn)制→十進(jìn)制十進(jìn)制→十六進(jìn)制(100)D=(64)H(101A)H=163+161+10＝(4122)D

10061640616十六進(jìn)制→十進(jìn)制

計(jì)算機(jī)中幾種常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制的特點(diǎn)進(jìn)位制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制基數(shù)R=10R=2R=8R=16數(shù)碼0,1,2,3,4,5,6,7,8,90,10,1,2,3,4,5,6,7,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F位權(quán)10i2i8i16i規(guī)則逢十進(jìn)一逢二進(jìn)一逢八進(jìn)一逢十六進(jìn)一縮寫字母D(Decimal)B(Binary)O(Octal)H(Hexadecimal)2023/3/10大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)334.計(jì)算機(jī)技術(shù)中使用的數(shù)制計(jì)算機(jī)中使用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)，其優(yōu)點(diǎn)在于：①表示方便②運(yùn)算簡(jiǎn)單③邏輯運(yùn)算⑤轉(zhuǎn)換方便④可靠性高1.2.3二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算

1.二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算(1)二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算0+0=00+1=1+0=11+1=0(進(jìn)位)0-0=1-1=01-0=10-1=1(借位)(2)二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算(3)二進(jìn)制數(shù)的乘法運(yùn)算0×0=00×1=1×0=01×1=1

0÷0=00÷1=01÷1=11÷0無(wú)意義(4)二進(jìn)制數(shù)的除法運(yùn)算2.二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算

邏輯運(yùn)算是一種研究因果關(guān)系的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果不表示數(shù)值大小，而是表示邏輯概念。

二進(jìn)制數(shù)1、0在邏輯運(yùn)算中分別代表真與假、是與非、成立與不成立。邏輯運(yùn)算按位進(jìn)行，位與位之間沒(méi)有進(jìn)位和借位關(guān)系。

基本邏輯運(yùn)算有三個(gè)：邏輯與運(yùn)算（邏輯乘）、邏輯或運(yùn)算（邏輯加）、邏輯非運(yùn)算（邏輯否定）。

⑴邏輯與運(yùn)算又稱邏輯乘法，常

用“·”或“×”或“And”表示。邏輯與運(yùn)算所表示的邏輯運(yùn)算關(guān)系是：只有當(dāng)所有的條件都成立（為真）時(shí)，結(jié)果才成立（為真）；若有一個(gè)條件不成立（為假），結(jié)果就不成立（為假）。邏輯與運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則如下：0·0＝0 0·1＝0 1·0＝0 1·1＝1⑵邏輯或運(yùn)算又稱邏輯加法，常用“＋”或“Or”表示。邏輯或運(yùn)算所表示的邏輯運(yùn)算關(guān)系是：在所有的條件中只要有一個(gè)條件成立（為真），結(jié)果就成立（為真）；只有當(dāng)所有條件不成立（為假）時(shí)，結(jié)果才不成立（為假）。邏輯或運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則如下：0＋0＝0 0＋1＝1 1＋0＝1 1＋1＝1⑶邏輯非運(yùn)算又稱邏輯否定或邏輯反，常用在邏輯值或邏輯變量上加一橫，或者用“Not”來(lái)表示，例如A的邏輯非寫作ā。邏輯非運(yùn)算所表示的邏輯運(yùn)算關(guān)系是：條件為真時(shí)，結(jié)果為假；條件為假時(shí)，結(jié)果為真。邏輯非運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則如下：

ō＝1 ī＝01.2.4數(shù)值型數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示1.真值與機(jī)器數(shù)真值:

計(jì)算機(jī)外部用+,-號(hào)表示的數(shù)值。機(jī)器數(shù):

計(jì)算機(jī)內(nèi)部將+,-號(hào)數(shù)字化后的數(shù)值。

機(jī)器數(shù)表示:

00110101“0”表示正,“1”表示負(fù)符號(hào)位

機(jī)器數(shù)的范圍受到字長(zhǎng)和數(shù)據(jù)類型的限制。8位字長(zhǎng)表示01111111~11111111,即+127~-127。2023/3/10大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)422.定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)在機(jī)器數(shù)中，小數(shù)點(diǎn)的位置固定不變的數(shù)稱為定點(diǎn)數(shù)。定點(diǎn)整數(shù):S小數(shù)點(diǎn)若將小數(shù)點(diǎn)的位置固定在機(jī)器數(shù)最低位之后，此時(shí)的機(jī)器數(shù)表示的就是一個(gè)純整數(shù)。若將小數(shù)點(diǎn)的位置固定在符號(hào)位之后最高位之前，此時(shí)的機(jī)器數(shù)表示的就是一個(gè)純小數(shù)。小數(shù)點(diǎn)

S定點(diǎn)小數(shù)：缺點(diǎn)：表示的數(shù)據(jù)范圍小，計(jì)算時(shí)容易產(chǎn)生溢出。

小數(shù)點(diǎn)的位置在數(shù)中是可以變動(dòng)的，這種數(shù)值表示法稱為浮點(diǎn)表示法。目前的計(jì)算機(jī)大多采用的是浮點(diǎn)表示法。

110.011(B)=1.10011×2+10=11001.1×2-10=0.110011×2+11尾數(shù)數(shù)符階碼階符定點(diǎn)整數(shù)定點(diǎn)小數(shù)浮點(diǎn)數(shù):1100110011規(guī)格化的形式：尾數(shù)的絕對(duì)值大于等于0.1并且小于1，從而唯一地規(guī)定了小數(shù)點(diǎn)的位置。

由上述形式可見，小數(shù)點(diǎn)的位置隱含在數(shù)符與尾數(shù)之間，即尾數(shù)總是一個(gè)小于1的數(shù)。數(shù)符占一位，用于確定該浮點(diǎn)數(shù)的正負(fù)。階碼總為整數(shù)，用于確定小數(shù)點(diǎn)浮動(dòng)的位數(shù)。階符也占一位，用于確定小數(shù)點(diǎn)浮動(dòng)的方向。若階符為正，小數(shù)點(diǎn)向左浮動(dòng)；若階符為負(fù)，小數(shù)點(diǎn)則向右浮動(dòng)。N=數(shù)符尾數(shù)2階符階碼尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍

3.原碼、反碼和補(bǔ)碼

二進(jìn)制數(shù)在計(jì)算機(jī)中以機(jī)器數(shù)形式存放時(shí)，在進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算時(shí)，也應(yīng)考慮到符號(hào)位的處理。機(jī)器數(shù)有三種表示方法：原碼、反碼和補(bǔ)碼。帶符號(hào)數(shù)的表示:設(shè)一個(gè)數(shù)在機(jī)器中占8位.[X]原=1.原碼0XX>=0

+7:00000111;

+0:000000001|X|X<=0

-7:10000111;

-0:100000002.反碼[X]反=0XX>=0+7:00000111;

+0:000000001|X|X<=0-7:11111000;

-0:11111111正數(shù):

三碼相同;

負(fù)數(shù):

除符號(hào)位外,反碼按位取反,

補(bǔ)碼則等于反碼＋1,而原碼不變.3.補(bǔ)碼[X]補(bǔ)=0XX>=0+7:00000111;

+0:000000001|X|+1X<=0-7:11111001;

-0:000000001111101111111111000001004的補(bǔ)碼-5的補(bǔ)碼（原碼10000101）結(jié)果為-1的補(bǔ)碼（原碼10000001）+1111011111111011+-9的補(bǔ)碼-5的補(bǔ)碼

111100101-14的補(bǔ)碼最高位丟失優(yōu)點(diǎn)：符號(hào)位參與運(yùn)算；減運(yùn)算變?yōu)榧舆\(yùn)算。補(bǔ)碼的運(yùn)算1.2.5非數(shù)值型數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示

數(shù)值數(shù)據(jù)用于表示數(shù)量的多少，可以參與數(shù)值計(jì)算。非數(shù)值型數(shù)據(jù)則包括英文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字、各種標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、專用符號(hào)、漢字符，以及表示聲音、圖形、圖像等音頻、視頻信息的數(shù)據(jù)。所有這些數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)中也都只能采用二進(jìn)制數(shù)的編碼形式來(lái)表示，所以必須對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。

所謂編碼，指的是使用某種符號(hào)的組合，表示特定對(duì)象信息的過(guò)程。

1.二－十進(jìn)制編碼(8421BCD碼)

用四位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)的編碼方法.BCD碼二進(jìn)制十進(jìn)制BCD碼二進(jìn)制十進(jìn)制0000000001000100080001000111001100190010001020001000010101000110011300010001101111010001004000100101100120101010150001001111011301100110600010100111014011101117000101011111152.ASCII字符編碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)采用7位二進(jìn)制編碼，表示27（128個(gè)）常用字符,對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)從0~127。控制字符:33個(gè),從0~31,127

普通字符:95個(gè),從32~126如:“a”字符的編碼1100001,對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)97;換行符→0AH→10;回車符→0DH→13;空格符→20H→32; ‘0’~‘9’:→30H~39H→48~57‘A’~‘Z’:→41H~5AH→65~90‘a(chǎn)’~‘z’:→61H~7AH→97~122中文信息處理系統(tǒng)流程框圖輸入碼交換碼字形碼機(jī)內(nèi)碼漢字輸出漢字輸入3.中文字符編碼漢字處理系統(tǒng)中，輸入、內(nèi)部處理、輸出對(duì)漢字編碼要求不同，需要進(jìn)行一系列漢字編碼轉(zhuǎn)換。⑴交換碼(國(guó)標(biāo)碼)GB2312-80規(guī)定:每個(gè)漢字符用兩個(gè)字節(jié)表示,第一字節(jié)稱區(qū)碼,第二字節(jié)稱位碼。為了與ASCII碼兼容,各字節(jié)最高位為0。區(qū)碼位碼漢字分94區(qū)，每個(gè)區(qū)94個(gè)漢字。區(qū)號(hào)、位號(hào)構(gòu)成區(qū)位碼。區(qū)號(hào)和位號(hào)構(gòu)成區(qū)位碼，各加32構(gòu)成國(guó)標(biāo)碼。⑵機(jī)內(nèi)碼

漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ),處理時(shí)的表示形式.為與ASCII碼區(qū)分,各字節(jié)最高位置為1.漢字符 國(guó)標(biāo)碼 機(jī)內(nèi)碼

中

(0101011001010000)B

(1101011011010000)B⑶輸入碼數(shù)字碼:區(qū)位碼,國(guó)標(biāo)碼,電報(bào)碼等.拼音碼:

全/雙拼,微軟拼音,自然碼,智能ABC等.字形碼:

五筆字型,鄭碼等.音形碼:

拼音碼與字形碼相結(jié)合,自然碼,太極碼等.(86)(80)⑷漢字字型碼點(diǎn)陣:漢字型點(diǎn)陣代碼.有16×16;24×24;32×32;48×48等點(diǎn)陣編碼。優(yōu)點(diǎn)：存儲(chǔ)方式簡(jiǎn)單,無(wú)需轉(zhuǎn)換可直接輸出,但字型放大后效果較差。矢量:

存儲(chǔ)的是描述漢字字型的輪廓特征.

字型放大后的效果好.每個(gè)漢字占32B1.2.6數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)1．名詞術(shù)語(yǔ)⑴位（bit）：位（bit）用來(lái)表示兩個(gè)不同的狀態(tài)，是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的最小的數(shù)據(jù)單位，也就是二進(jìn)制數(shù)的最小單位.⑵位模式：位模式指的是由若干位組成的一個(gè)序列。位模式的長(zhǎng)度取決于要表示的數(shù)據(jù)的數(shù)量。例如ASCII碼字符一共有128個(gè)符號(hào)，則可以用長(zhǎng)度是7的位模式表示。⑶字節(jié)（Byte）將長(zhǎng)度為8的位模式稱之為字節(jié)（Byte）。即一個(gè)字節(jié)由8位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成：1Byte＝8bit。字節(jié)用大寫字母B表示。字節(jié)是用于表示、衡量?jī)?nèi)存儲(chǔ)器或者其他存儲(chǔ)設(shè)備容量大小的基本單位，常用單位還有：KB、MB、GB、TB、PB、EB等。1KB＝210B＝1024B1MB＝210KB＝1024KB＝220B＝10242B＝1,048,576B1GB＝210MB＝1024MB＝230B＝10243B＝1,073,741,824B1TB＝210GB＝1024GB＝240B＝10244B＝1.0995116×12B1PB＝210TB＝1024TB＝250B＝10245B1EB＝210PB＝1024PB＝260B＝10246B⑷字（Word）與字長(zhǎng)（WordLength）字指的是CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算的單位。字長(zhǎng)則是字的長(zhǎng)度。字長(zhǎng)取決于CPU中寄存器存儲(chǔ)單元的長(zhǎng)度，即CPU一次能夠直接處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。它的長(zhǎng)度直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度、運(yùn)算速度和功能的強(qiáng)弱，常用于衡量CPU的性能。一般情況下，字長(zhǎng)越長(zhǎng)，計(jì)算精度越高，處理能力越強(qiáng)。

⑸內(nèi)存地址（MemoryAddress）內(nèi)存地址指的是內(nèi)存儲(chǔ)器中用于區(qū)分、識(shí)別各個(gè)存儲(chǔ)單元的標(biāo)識(shí)符。內(nèi)存地址使用無(wú)符號(hào)的二進(jìn)制整數(shù)表示。地址空間指的是內(nèi)存儲(chǔ)器中可標(biāo)識(shí)的獨(dú)立地址單元的總數(shù)。

存儲(chǔ)單元和內(nèi)存地址內(nèi)存地址存儲(chǔ)單元0000H0001H0002H34H0003H12H0004H……2023/3/10大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)612．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在內(nèi)存儲(chǔ)器中是以字為單位存儲(chǔ)的。當(dāng)計(jì)算機(jī)CPU的字長(zhǎng)與內(nèi)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元的字長(zhǎng)相同時(shí)，則每個(gè)存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)據(jù)（字）。當(dāng)CPU的字長(zhǎng)大于存儲(chǔ)單元的字長(zhǎng)時(shí)，則將一個(gè)字按存儲(chǔ)單元的字長(zhǎng)拆分后順序存儲(chǔ)到連續(xù)的存儲(chǔ)單元中。1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成與工作原理1.3.1馮·諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)采用二進(jìn)制數(shù);

程序與數(shù)據(jù)都存放在內(nèi)存中;

硬件組成:控制器,運(yùn)算器,內(nèi)存儲(chǔ)器,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備五大功能部分.操作系統(tǒng):

Windows、Unix、Linux語(yǔ)言處理程序:

C,Pascal,VB,編譯程序

實(shí)用程序:診斷程序、排錯(cuò)程序等

辦公軟件包、管理信息系統(tǒng)等輸入設(shè)備:

鍵盤,鼠標(biāo),掃描儀

輸出設(shè)備:

顯示器,打印機(jī)外存儲(chǔ)器:

軟盤,硬盤,光盤,閃存盤(U盤)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備:

網(wǎng)卡,調(diào)制解調(diào)器等外部設(shè)備主機(jī)內(nèi)存CPU控制器運(yùn)算器(寄存器)隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)只讀存儲(chǔ)器(ROM)(高速緩沖存儲(chǔ)器Cache)軟件硬件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件1.3.2計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)①程序計(jì)數(shù)器(PC):存放當(dāng)前要執(zhí)行的指令地 址;對(duì)程序中的指令進(jìn)行計(jì)數(shù),并能自動(dòng)加1.②指令寄存器(IR):保存當(dāng)前正在執(zhí)行的指令.指令從內(nèi)存取出經(jīng)數(shù)據(jù)寄存器(DR)送往(IR).③指令譯碼器(IE):識(shí)別指令的功能,分析指令的操作要求.④時(shí)序控制電路:生成時(shí)序信號(hào),協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各部件在指令執(zhí)行周期的工作.⑤操作控制電路:產(chǎn)生各種控制操作命令.1.控制器（CU）主要功能:控制整個(gè)計(jì)算機(jī)所有部件的協(xié)調(diào)工作。2.運(yùn)算器（ALU）主要功能:算術(shù)運(yùn)算(加,減,乘,除)

邏輯運(yùn)算(與,或,非,關(guān)系比較)運(yùn)算器算術(shù)邏輯單元算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算累加器暫存操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果狀態(tài)寄存器存放算術(shù)邏輯單元工作中產(chǎn)生的狀態(tài)信息通用寄存器暫存操作數(shù)或數(shù)據(jù)地址3.存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)(軟、硬磁盤,光盤)內(nèi)存儲(chǔ)器信息交流中心(ROM,RAM)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)

數(shù)據(jù)和程序

的記憶單元的集合.數(shù)據(jù)可從中讀出/寫入.存儲(chǔ)器可分為內(nèi)存儲(chǔ)器(主存)和外存儲(chǔ)器(輔存).⑴內(nèi)存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器(ROM)信息只能讀出,通常情況下不能寫入,斷電不丟失所保存的信息.隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)信息可隨意地讀出或?qū)懭?斷電其中保存的信息即丟失,是內(nèi)存儲(chǔ)器的主體.高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)介于CPU和RAM之間的一種高速存儲(chǔ)器,用于解決CPU(幾ns)和內(nèi)存(>50ns)之間工作速度的匹配問(wèn)題,以提高整個(gè)系統(tǒng)的效率.CPUCacheRAMCPU和內(nèi)存儲(chǔ)器構(gòu)成計(jì)算機(jī)的主機(jī)。(2)外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器又稱輔助存儲(chǔ)器（AuxiliaryMemory），是內(nèi)存儲(chǔ)器的補(bǔ)充和后援，主要用于存放計(jì)算機(jī)當(dāng)前不處理的程序和大量的數(shù)據(jù)。保存在外存儲(chǔ)器中的程序和數(shù)據(jù)只在需要時(shí)，才會(huì)調(diào)入到內(nèi)存中。外存儲(chǔ)器不與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的其它部件直接交換數(shù)據(jù)，只和內(nèi)存交換數(shù)據(jù)，并且不是按單個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存取，而是成批地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。4.輸入設(shè)備

鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字化儀等5.輸出設(shè)備顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等.激光打印機(jī)針式打印機(jī)繪圖儀CPU存儲(chǔ)器運(yùn)算器輸出設(shè)備控制器輸入設(shè)備外存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器1.3.3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)是操作、運(yùn)行、管理、維護(hù)計(jì)算機(jī)所需要的各種應(yīng)用程序及其相關(guān)數(shù)據(jù)和技術(shù)文檔資料的集合.通常將軟件分為兩大類.1.系統(tǒng)軟件⑴操作系統(tǒng)(OperatingSystem,OS)

管理、控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有軟、硬件資源,提供用戶與計(jì)算機(jī)交流信息的界面,方便用戶操作,使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種資源和功能,以最大限度的發(fā)揮計(jì)算機(jī)的作用和效能的一組龐大的管理控制程序.功能完善的操作系統(tǒng),通常包括五個(gè)方面的管理功能:①處理機(jī)管理（處理機(jī)的分配和運(yùn)行）②作業(yè)管理（用戶程序、數(shù)據(jù)及作業(yè)控制信息。包括：作業(yè)調(diào)度、作業(yè)控制。）③存儲(chǔ)管理（主存的分配和回收、提高主存的利用率、“擴(kuò)充”主存容量和存儲(chǔ)保護(hù)）④設(shè)備管理（I/0設(shè)備。緩沖管理、設(shè)備調(diào)度、設(shè)備驅(qū)動(dòng)等）⑤文件管理（管理文件存儲(chǔ)空間、現(xiàn)對(duì)文件的各種控制操作、文件信息的共享）(詳細(xì)介紹見第2章操作系統(tǒng)基礎(chǔ))⑵語(yǔ)言處理系統(tǒng)(程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言)

計(jì)算機(jī)語(yǔ)言可分為三大類：①機(jī)器語(yǔ)言計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠識(shí)別，能直接接收并執(zhí)行的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。每一條語(yǔ)句就是一條由若干位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成的指令代碼或數(shù)據(jù)代碼。例如:

在某種16位的計(jì)算機(jī)中,機(jī)器指令:

1011011000000000

的功能是做加法運(yùn)算;

1011010100000000

的功能是做減法運(yùn)算.

不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的機(jī)器語(yǔ)言程序不能通用,稱為面向機(jī)器的語(yǔ)言.②匯編語(yǔ)言

采用一些符號(hào)（稱助記符）來(lái)表示機(jī)器語(yǔ)言中的指令和數(shù)據(jù).如ADD（加）、MOV（傳送）等.

用匯編語(yǔ)言編寫的程序（源程序）需要用匯編程序?qū)⑵浞g成機(jī)器指令（目標(biāo)程序）才能執(zhí)行.輸入?yún)R編語(yǔ)言源程序匯編程序進(jìn)行匯編機(jī)器語(yǔ)言目標(biāo)程序執(zhí)行目標(biāo)程序③

高級(jí)語(yǔ)言面向解題過(guò)程,易寫、易讀、易記、易改,且通用性強(qiáng).需翻譯成機(jī)器指令(目標(biāo)程序)才能執(zhí)行.翻譯方式可分為兩類:a.編譯方式:將源程序完整地翻譯成等價(jià)的目標(biāo)程序后,再執(zhí)行該目標(biāo)程序.大部分高級(jí)語(yǔ)言都是(或都具有)編譯方式,如:Fortran、Pascal、C/C++、VisualBasic等.輸入高級(jí)語(yǔ)言源程序編譯程序進(jìn)行編譯機(jī)器語(yǔ)言目標(biāo)程序執(zhí)行目標(biāo)程序⑶數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)b.解釋方式:將源程序逐句翻譯并執(zhí)行,邊翻邊執(zhí)行,不產(chǎn)生目標(biāo)程序.如:Basic,Foxbase,開發(fā)階段的Foxpro,VisualBasic等.輸入高級(jí)語(yǔ)言源程序解釋程序進(jìn)行解釋執(zhí)行程序

提供用戶按一定的結(jié)構(gòu)組織、管理、加工、處理各類數(shù)據(jù)的能力.如:Dbase,FoxPro,Access,SQLServer,Oracle,Sybase,DB2等.⑷服務(wù)程序用于調(diào)試、檢測(cè)、診斷、維護(hù)計(jì)算機(jī)軟/硬件的程序.例如:QAplus,Pcbench,Winbench,Wintest等.2.應(yīng)用軟件為某種專門應(yīng)用目的,利用系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)編制的程序及相關(guān)文檔.如:字處理軟件、電子表格軟件、CAD軟件包、各類管理信息系統(tǒng)、圖像處理軟件、防/殺病毒軟件等.1.3.4計(jì)算機(jī)的工作原理1.指令和指令系統(tǒng)與程序指令:能被計(jì)算機(jī)識(shí)別并執(zhí)行的二進(jìn)制代碼,規(guī)定了計(jì)算機(jī)能完成的某一種操作.指令系統(tǒng):

所有指令的集合(取決于CPU類型).程序:

是為完成一項(xiàng)特定任務(wù)而用某種語(yǔ)言編寫的一組指令序列.操作碼:

要完成的操作類型或性質(zhì).操作數(shù):

操作的內(nèi)容或其所在的內(nèi)存地址.

操作碼

操作數(shù)

指令構(gòu)成

數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)處理指令程序控制指令輸入/輸出指令其它指令

IfGoto

……＋－×÷AndOr……CPU內(nèi)

存I/O設(shè)備主機(jī)對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件進(jìn)行管理等2023/3/10大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)812.計(jì)算機(jī)的工作原理計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程實(shí)際上就是執(zhí)行指令的過(guò)程。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行指令的過(guò)程中，數(shù)據(jù)流和控制流在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各部件之間流動(dòng)：

數(shù)據(jù)流指的是計(jì)算機(jī)處理的原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和最終結(jié)果數(shù)據(jù)、源程序代碼等?？刂屏魇强刂破鲗?duì)指令代碼進(jìn)行分析、解釋后向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各部件發(fā)出的控制命令，指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作。2023/3/10大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)822.計(jì)算機(jī)的工作原理指令執(zhí)行的4個(gè)步驟：①取指令:按照指令計(jì)數(shù)器中的地址,從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出指令,并送往指令寄存器.②分析指令:對(duì)指令寄存器中存放的指令進(jìn)行分析,由譯碼器對(duì)操作碼進(jìn)行譯碼,將指令的操作碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制電位信號(hào);由地址碼確定操作數(shù)地址.③執(zhí)行指令:由操作控制線路發(fā)出完成該操作所需要的一系列控制信息,去完成該指令所要求的操作.④一條指令執(zhí)行完成,指令計(jì)數(shù)器加1或?qū)⑥D(zhuǎn)移地址碼送入程序計(jì)數(shù)器,然后回到①.2023/3/10大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)831.4微型計(jì)算機(jī)的硬件組成1969年,Intel的年輕工程師馬歇爾.霍夫提出將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成在四個(gè)芯片中:中央處理器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器和寄存器,并于1971年制成世界第1臺(tái)使用4位微處理器的微型計(jì)算機(jī)—MCS-4.⑴第一階段:1971~1973年,采用Intel公司的4004(4位)和8008(8位)CPU.⑵第二階段:1974~1978年,采用速度更快的8位CPU.代表機(jī)型AppleII.⑶第三階段:1978~1985年,采用16位CPU.代表機(jī)型為IBM-PC機(jī).⑷第四階段:1985~1993年,采用32位CPU.代表機(jī)型為各種IBM-PC兼容機(jī)和蘋果公司的Macintosh機(jī).⑸第五階段:1993~2000年,采用準(zhǔn)64位CPU.代表機(jī)型為各種IBM-PC兼容機(jī)和蘋果公司的Macintosh機(jī).⑹第六階段:2001年至今,采用64位CPU,雙核CPU.代表機(jī)型為各種IBM-PC兼容機(jī)和蘋果公司的Macintosh機(jī).1.4.1主機(jī)內(nèi)存槽總線插槽接口卡CPU并行接口USB接口芯片組1.主板所謂主板結(jié)構(gòu)就是根據(jù)主板上各元器件的布局排列方式，尺寸大小，形狀，所使用的電源規(guī)格等制定出的通用標(biāo)準(zhǔn)，所有的主板廠商都必須遵循。

主板(MotherBoard，也叫MainBoard或SystemBoard)是一臺(tái)PC的主體所在，是微型計(jì)算機(jī)中各種設(shè)備的連接載體。主板完成電腦系統(tǒng)的管理和協(xié)調(diào)，支持各種CPU、功能卡和各總線接口的正常運(yùn)行。

2.控制芯片又稱芯片組（Chipset），是系統(tǒng)主板的靈魂，決定了主板的結(jié)構(gòu)和性能。芯片組用于實(shí)現(xiàn)CPU與系統(tǒng)中所有設(shè)備的互相聯(lián)系，在CPU和外設(shè)之間架起了一座橋梁。它就像人類的中樞神經(jīng)系統(tǒng)一樣，控制著整個(gè)主板的運(yùn)作。芯片組一般由兩個(gè)超大規(guī)模集成電路組成，分別稱作北橋（NorthBridge）芯片和南橋（SouthBridge）芯片。

北橋芯片是位于主板上離CPU最近的一塊芯片，負(fù)責(zé)與CPU的聯(lián)系并控制內(nèi)存、AGP、PCI數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部的傳輸。其作用是在CPU與PCI總線、DRAM、AGP和L2高速緩存之間建立通信接口。因北橋芯片在主板中起著主導(dǎo)作用，所以人們習(xí)慣的將北橋芯片稱之為主橋（HostBridge）。南橋芯片也是主板芯片組的重要組成部分，一般位于主板上離CPU插座較遠(yuǎn)的地方。南橋芯片不與處理器直接相連，而是通過(guò)一定的方式與北橋芯片相連。南橋芯片主要負(fù)責(zé)I/O總線之間的通信。3.CPU

中央處理器（CenterProcessingUnitCPU），又稱微處理器（MicroProcessingUnit），是微型計(jì)算機(jī)的核心部件。CPU中集成了控制器和運(yùn)算器兩大部件，它的性能決定了整個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)的高低。通常習(xí)慣使用CPU的型號(hào)表征微型計(jì)算機(jī)的檔次

。圖1.17酷睿2代四核微處理器衡量CPU性能的主要技術(shù)指標(biāo)

⑴CPU字長(zhǎng)。⑵總線寬度①數(shù)據(jù)總線寬度②地址總線寬度⑶工作頻率與速度①主頻、倍頻和外頻②總線速度⑷工作電壓⑹超標(biāo)量⑸數(shù)學(xué)協(xié)處理器4．內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器中存放著控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的程序和需要計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)。CPU只從內(nèi)存儲(chǔ)器中讀取程序指令和數(shù)據(jù)。⑴隨機(jī)存取存儲(chǔ)器內(nèi)存條⑵只讀存儲(chǔ)器ROM中通常保存的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本輸入/輸出系統(tǒng)BIOSBIOS芯片⑶高速緩沖存儲(chǔ)器在CPU和內(nèi)存儲(chǔ)器之間設(shè)置高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache），以提高CPU和內(nèi)存儲(chǔ)器之間數(shù)據(jù)交換的速度。CPUCacheRAMCache與CPU和RAM的關(guān)系Cache的工作原理是根據(jù)程序的局部性原理而設(shè)計(jì)的。局部性原理指的是”一個(gè)程序90%的時(shí)間執(zhí)行著10%的代碼”，即在一段時(shí)間內(nèi)，整個(gè)程序的執(zhí)行僅局限于程序中的某一部分，相應(yīng)地，CPU所訪問(wèn)的存儲(chǔ)空間也局限于某個(gè)內(nèi)存區(qū)域。5.系統(tǒng)總線CPU微處理器地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線只讀存儲(chǔ)器(ROM)輸入/輸出(I/O)接口隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)I/O設(shè)備外存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線：CPU與內(nèi)存或I/O接口間數(shù)據(jù)傳遞，條數(shù)取決于CPU字長(zhǎng)，信息傳輸是雙向的。地址總線：傳輸存儲(chǔ)單元或I/O接口的地址信息，單向傳遞。條數(shù)決定了內(nèi)存空間的大小?？刂瓶偩€：傳遞控制器的控制信息，它的條數(shù)由CPU的字長(zhǎng)決定。⑴PC總線:8位總線,工作頻率4.77MHz,數(shù)據(jù)傳輸率1MB/S.⑵ISA總線: