软考之路（三）---组成原理

以你之姓@ 2022-08-27 01:16 177阅读 0赞

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##     计算机的基本硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备5大部件组成。计算机组成原理是计算机的底层内容的学习，了解学习它，对今后解决问题从根本上很轻松的理解，然而在学习这块地内容时遇到了很多关于进制的计算、系统来回处理数据的分析，都是相当不错的，很有意思，主要是计算的语言里面只有0、1,勾勒出了这么色彩缤纷的世界，真的是太神奇啦，让我们通过学习这些基础内容来从另一个角度来认识计算机，同时思考人类的智慧的结晶多么的不可深测，算法的巧妙，尽管引入了很多的内容都是在为了更好的服务我们人类的生活、工作，我们可以结合生活中去理解它、使用它，相信对我们的影响不简单就是0、1，而是更多人类思维的转变、创造。 ##

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[知识概览1：][1]

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## 知识概率2 ##

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## 易混易错点 ##

## 数在计算机中的表示方法及编码-- ##

## 易混易错点 ##

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计算机中的信息不仅有数据，还有字符、命令，其中数据还有大与小、正数与负数之分。计算机是如何用“0”或“1”，来表示这些信息的呢？

1．计算机中数的表示形式

在计算机中，只有数码1和0两种不同的状态，对于一个数的正、负号，两种不同状态，约定正数的符号用0表示，负数的符号用1表示，将符号位放在数的最左边。例如：N1＝＋1011，N2＝－1011。由于MCS—51为8位单片机，即信息是以8位为单位进行处理的，且每个存贮单元只能存贮—个8位的二进制数，称为一个字节，如果用一个字节（即8位二进制数）来表示上述两个符号数，它们在单片机中可分别表示为：00001011和10001011，其中最高位为符号值，其余位为数值位。

最高位为0表示是正数，最高位为1表示是负数。这种计算机用来表示数的形式叫机器数。而把对应于该机器数的算术值叫真值。

值得注意的是：机器数和真值的面向对象不同，机器数面向计算机，真值面向用户，机器数不同于真值。但真值可以用机器数来表示。

机器数是计算机中表示数的基本方法，机器数通常有原码、反码和补码三种形式。

（1）原码表示方法

用8位二进制数表示数的原码时，最高位为数的符号位，其余7位为数值位。

例如：真值为＋120和－120的原码形式

\[＋120\]原＝01111000

\[－120\]原＝11111000

对于零，可以认为它是正零，也可以认为它是负零，所以零的原码有两种表示形式：

\[+0\]原＝00000000

\[-0\]原＝10000000

8位二进制数原码表示范围为：11111111～01111111，即－127～＋127。

（2）反码表示方法

在反码表示方法中，正数的反码与原码相同，负数的反码由它对应原码除符号位之外，其余各位按位取反得到。例如：

\[＋120\]反＝\[+120\]原＝01111000

\[－120\]反＝10000111

零的反码有两种表示方式，即：

\[＋0\]反＝00000000

\[－0\]反＝11111111

8位二进制数反码表示范围为：10000000～01111111，即－127～＋127。

（3）补码表示方法

补码的概念：先以钟表对时为例，假设现在的标准时间为5点整，而有一只表却已是7点，为了校准时间，可以采用两种方法：一是将时针退2格，即7－2＝5；一是将时针向前拨10格，即7＋10＝12（自动丢失）＋5，都能对准到5点。可见，减2和加10是等价的，我们把（＋10）称为（－2）对12的补码，12为模，当数值大于模12时可以丢弃12。

在字长为8位的二进制数字系统中，模为28＝256，先看看下例：

01000000        64        01000000        64

＋11110110     ＋246      －00001010      －10

1 00110110        54     1 00l10110        54

由此可见，在字长为8位情况下（64－10）与（64＋246）的结果是相同的，所以（－10）和246互为补数。在补 码表示方法中，正数的补码与原码相同，负数的补码由它对应原码除符号位之外，其余各位按位取反且末位加一得到。例如：

\[＋120\]补＝\[+120\]原＝01111000

现在我们看一看（－10）的补码11110110怎样求得。

正数的补码表示方法与原码相同

负数的补码求法：

1）利用反码求补码：反码加1。如：

\[－10\]原＝100010l0

\[－10\]反＝11110101

\[－10\]补＝11110110

2）利用原码求补码（直接求补法）：找出原码中数值位的最右边的一个“1”，将这个“1”以及这个“1”右边各位保持不变，而将这个“1”左边各位按位取反，但符号位不变。如：

\[－10\]原＝100010l0

\[－10\]补＝11110110

采用补码表示数，可将减法运算转换成加法运算。在补码表示法中，零的补码只有一种表示法，即   \[+0\]补＝\[-0\]补＝00000000。对于八位二进制数而言，补码能表示的数的范围为－128～＋127。

【例1-10】已知X=+1010B，Y=－1010B，写出它们的原码、反码和补码形式。

\[+1010B\]原＝00001010B     \[－1010B\]原＝10001010B

\[+1010B\]反＝00001010B     \[－1010B\]反＝11110101B

\[+1010B\]补＝00001010B     \[－1010B\]补＝11110110B

这些都很简单，主要是考我们的细心程度，这两天体会到学习了自考看软考是轻松了，但是不得掉以轻心，自考考的是侧重于记忆性的知识点多一些，而软考靠的是对问题的认识、分析、理解。对问题的认识我们要从根本上学习、理解，我们本该追本溯源。

对今后的学习同样也是，多问些为什么？往往能收到更多意想不到的说服自己的知识，那种感觉就是心里很舒服、很爽、也带劲。

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