成都家教之簡介計算機硬件)

1、計算機硬件v 數(shù)據(jù)表示和數(shù)字電子技術v 微處理器和存儲器v 存儲設備v 輸入和輸出設備數(shù)據(jù)在計算機中的表示v思考：人類是如何表示“數(shù)”和“信息”的呢？ 古代“結繩記事” 近代地下工作的“暗號” 現(xiàn)代計算機使用的數(shù)字化技術v思考：計算機為什么要數(shù)字化地表示數(shù)據(jù)？ 模擬設備 數(shù)字設備數(shù)據(jù)在計算機中的表示v位：binary digit - bit - bv字節(jié)：Byte - B ，1字節(jié)由8個位組成v單位換算： kilo- ：K；1KB=210B=1024B mega- ：M；1MB=210KB=1024KB giga- ：G；1GB=210MB=1024MB tera- ：T；1TB=210GB=

2、1024GB peta- ：P；1PB=210TB=1024TB exa- ：E；1EB=210PB=1024PB成都畫室，成都家教數(shù)據(jù)在計算機中的表示v計算機怎樣表示數(shù)字？v計算機怎樣表示英文字母和字符？ ASCII碼：American Standard Code for Information Interchange，7位，128個字符鍵盤有多少個按鍵：86鍵鍵盤、101鍵鍵盤、104鍵鍵盤 用（011 0001）2或（49）10 表示數(shù)字符號1 用（100 0001）2或（65）10 表示大寫字母A 用（110 0001）2或（97）10 表示小寫字母成都畫室，成都家教數(shù)據(jù)在計算機中的表

3、示v計算機怎樣表示漢字？ 漢字的存儲：2個字節(jié)存儲1個漢字 漢字的國標碼：GB2312 漢字的輸入碼v 如何用英文鍵盤有效地將漢字輸入到計算機內(nèi)。v 全拼、五筆、搜狗、QQ等。 漢字的輸出碼：點陣 漢字信息處理系統(tǒng)：用于實現(xiàn)各種漢字代碼將的轉換數(shù)據(jù)校驗碼v奇偶校驗碼：在表示數(shù)據(jù)的奇偶校驗碼：在表示數(shù)據(jù)的N N位代碼中增加一位代碼中增加一位奇偶校驗位，使位奇偶校驗位，使N N1 1位中位中“1”1”的個數(shù)為奇的個數(shù)為奇數(shù)（奇校驗）或偶數(shù)（偶校驗）。數(shù)（奇校驗）或偶數(shù)（偶校驗）。v海明校驗碼：在有效信息代碼中增加校驗位，海明校驗碼：在有效信息代碼中增加校驗位，用來校驗代碼中用來校驗代碼中“1”1”

4、的個數(shù)是奇數(shù)（奇校驗）的個數(shù)是奇數(shù)（奇校驗）還是偶數(shù)（偶校驗），通過奇偶校驗可以發(fā)現(xiàn)還是偶數(shù)（偶校驗），通過奇偶校驗可以發(fā)現(xiàn)代碼傳輸過程中的錯誤并自動校正。代碼傳輸過程中的錯誤并自動校正。v應用：用于計算機各部件之間信息傳輸以及計應用：用于計算機各部件之間信息傳輸以及計算機網(wǎng)絡的信息傳輸。算機網(wǎng)絡的信息傳輸。數(shù)據(jù)在計算機中的表示v計算機怎樣表示圖形圖像？ BMP格式 JPG格式 GIF格式v計算機怎樣表示聲音？ WAVE格式 MP3格式v計算機怎樣表示影像？ AVI格式 ASF格式 RAM格式數(shù)制v數(shù)制：按進位的原則進行計數(shù)稱為進位計數(shù)制，簡稱數(shù)制v日常生活中的常見數(shù)制有 計數(shù)：10進制 秒、

5、分：60進制 月份：12進制v數(shù)字計算機：2進制十進制v十進制：是使用數(shù)字十進制：是使用數(shù)字1 1、2 2、 、9 9、0 0等符號來表示數(shù)等符號來表示數(shù)值且采用值且采用“逢十進一逢十進一”的進位計數(shù)制。的進位計數(shù)制。v使用位權表示法表示數(shù)制的特點：使用位權表示法表示數(shù)制的特點：數(shù)字的總個數(shù)等于基數(shù)。數(shù)字的總個數(shù)等于基數(shù)。最大的數(shù)字比基數(shù)小最大的數(shù)字比基數(shù)小1 1。每個數(shù)字都要乘以基數(shù)的冪次，該冪次由每個數(shù)字所在的位每個數(shù)字都要乘以基數(shù)的冪次，該冪次由每個數(shù)字所在的位置決定。置決定。v任何一個任何一個N N進制數(shù)進制數(shù)A A可表示為：可表示為：A A A An n A An n1 1 A A1

6、 1 A A0 0.A.A1 1 A A2 2 A Am m -m -m Ai AiNiNi i=n i=n二進制v二進制：使用數(shù)字二進制：使用數(shù)字0 0和和1 1等符號來表示數(shù)值且采用等符號來表示數(shù)值且采用“逢二進一逢二進一”的進位計數(shù)制。的進位計數(shù)制。v二進制數(shù)制的特點：二進制數(shù)制的特點：僅使用僅使用0 0和和1 1兩個數(shù)字。兩個數(shù)字。最大的數(shù)字為最大的數(shù)字為1 1，最小的數(shù)字為，最小的數(shù)字為0 0。每個數(shù)字都要乘以基數(shù)每個數(shù)字都要乘以基數(shù)2 2的冪次，該冪次由每個數(shù)字所在的位置的冪次，該冪次由每個數(shù)字所在的位置決定。決定。v二進制加法和乘法運算規(guī)則：二進制加法和乘法運算規(guī)則：0 0 0

7、0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 01 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 01 1 1 1 1010 1 1 1 1 1 成都畫室，成都家教成都畫室，成都家教計算二進制數(shù)1011101的值1 0 1 1 1 0 11 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1二進制計算v(3)10 (2)10？v(8)10 / (2)10？v(110011001100)2(2)10？v(110011001100)2 / (16)10？ 八進制與十六進制v八進制：使用數(shù)字八進制：使用數(shù)字0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6

8、6、7 7等符號來表示數(shù)值等符號來表示數(shù)值的，且采用的，且采用“逢八進一逢八進一”的進位計數(shù)制。的進位計數(shù)制。v十六進制：使用數(shù)字十六進制：使用數(shù)字0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9和和A A、B B、C C、D D、E E、F F等符號來表示數(shù)值，其中等符號來表示數(shù)值，其中A A、B B、C C、D D、E E、F F分別表示數(shù)分別表示數(shù)字字1010、1111、1212、1313、1414、1515。十六進制的計數(shù)方法為。十六進制的計數(shù)方法為“逢十六逢十六進一進一”。 十進制整數(shù)轉換為非十進制整數(shù)v 除基取余法：除基取余法：“除基取余，先余為低（位

9、），后余為高（位）除基取余，先余為低（位），后余為高（位）”。v 例：（例：（5555）1010（110111110111）2 2 余數(shù)余數(shù)2 55 12 27 1 2 13 1 2 6 0 2 3 1 2 1 1 0十進制整數(shù)轉換為非十進制整數(shù)v例例: :（5555）1010（6767）8 8 余數(shù)余數(shù) 8 55 7 8 6 6 0v例例: :（5555）1010（3737）1616 余數(shù)余數(shù) 16 55 7 16 3 3 0 十進制小數(shù)轉換為非十進制小數(shù)v乘基取整法乘基取整法:“:“乘基取整，先整為高乘基取整，先整為高( (位位),),后整為低后整為低( (位位)”)”v例例: :（ 0.

10、6250.625）1010（0.1010.101）2 2 0.625 整數(shù)整數(shù) 2 1.25 1 0.25 2 0.5 0 2 1.0 1 十進制小數(shù)轉換為非十進制小數(shù)例：（例：（0.320.32）1010（0.01010.0101）2 2 0.32 整數(shù)整數(shù) 2 0.64 0 2 1.28 1 0.28 2 0.56 0 2 1.12 1 成都畫室，成都家教 十進制小數(shù)轉換為非十進制小數(shù)v十進制小數(shù)并不是都能夠用有限位的其他進制數(shù)精確地表示十進制小數(shù)并不是都能夠用有限位的其他進制數(shù)精確地表示, ,這時應根據(jù)精度要求轉換到一定的位數(shù)為止，作為其近似值。這時應根據(jù)精度要求轉換到一定的位數(shù)為止，作

11、為其近似值。v如果一個十進制數(shù)既有整數(shù)部分，又有小數(shù)部分，則應將整如果一個十進制數(shù)既有整數(shù)部分，又有小數(shù)部分，則應將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進行轉換。數(shù)部分和小數(shù)部分分別進行轉換。v例：將十進制數(shù)例：將十進制數(shù)55.62555.625轉換為二進制數(shù)轉換為二進制數(shù) (55)(55)10 10 = (110111)= (110111)2 2 (0.625) (0.625)10 10 = (0.101)= (0.101)2 2 (55.625) (55.625)10 10 = (110111.101)= (110111.101)2 2 非十進制數(shù)轉換為十進制數(shù)v位權法：把各非十進制數(shù)按權展開，然后求和

12、。位權法：把各非十進制數(shù)按權展開，然后求和。v例：例：(10110)(10110)2 2 1 12 24 40 02 23 31 12 22 21 12 21 10 02 20 0 16160 04 42 20 0 （2222）1010v例：例：(10101.101)(10101.101)2 2 =1 =12 24 4+0+02 23 3+1+12 22 2+0+02 21 1+1+12 20 0+1+12 2-1-1+0+02 2-2-2+1+12 2-3-3 =16 =160 04 40 01 10.50.50 00.125 0.125 (21.625)(21.625)1010v例：例：(

13、1207)(1207)8 8 = 1= 18 83 32 28 82 20 08 81 17 78 80 0 = 512= 5121281280 07 7 (647)(647)1010v例：例：(1B2E)(1B2E)16 16 = 1= 116163 3B B16162 22 216161 1E E16160 0= 1= 14096409611112562562 2161614141= (6958)1= (6958)1010 二進制與八進制之間的轉換v 二進制數(shù)轉換為八進制數(shù)：以小數(shù)點為界，將整數(shù)部分和小數(shù)部分自左二進制數(shù)轉換為八進制數(shù)：以小數(shù)點為界，將整數(shù)部分和小數(shù)部分自左向右分別按每三位

14、為一組，不足三位用向右分別按每三位為一組，不足三位用0 0補足，然后將各個三位二進制數(shù)轉補足，然后將各個三位二進制數(shù)轉換為對應的一位八進制數(shù)。換為對應的一位八進制數(shù)。v 八進制數(shù)轉換為二進制數(shù)：把每一位八進制數(shù)轉換為對應的三位二進制八進制數(shù)轉換為二進制數(shù)：把每一位八進制數(shù)轉換為對應的三位二進制數(shù)。數(shù)。v 例例: :（10111001010.1011011）2（010 111 001 010 . 101 101 100）2（2712.554）8v 例例: :（456.174456.174）8 8 （100 101 110 . 001 111 100100 101 110 . 001 111 10

15、0）2 2（100101110.0011111100101110.0011111）2 2 二進制與十六進制之間的轉換v 二進制數(shù)轉換為十六進制數(shù)：以小數(shù)點為界，將整數(shù)部分自右向左和小數(shù)部分自左向右分別按每四位為一組，不足四位用0補足，然后將各個四位二進制數(shù)轉換為對應的一位十六進制數(shù)。v 十六進制數(shù)轉換為二進制數(shù)：把每一位十六進制數(shù)轉換為對應的四位二進制數(shù)。v 例例: :（10111001010.101101110111001010.1011011）2 2（0101 1100 1010.1011 01100101 1100 1010.1011 0110）2 2（5CA.B65CA.B6）1616

16、v 例例: :（1A9F.1BD1A9F.1BD）1616（0001 1010 1001 1111.0001 1011 11010001 1010 1001 1111.0001 1011 1101）2 2（1101010011111.0001101111011101010011111.000110111101）2 2數(shù)字電子技術 v基本邏輯門電路v與門 “與與”()()：兩個命題：兩個命題A A和和B B的的“與與”( (又稱為又稱為A A和和B B的的“合合取取”) )是一個復合命題，記為是一個復合命題，記為ABAB。當且僅當。當且僅當A A和和B B同時為真同時為真時時ABAB為真，在其他

17、的情況下為真，在其他的情況下ABAB的真值均為假。的真值均為假。 ABAB的真值表的真值表: : A A B B AB AB T T T T T T T T F F F F F F T T F F F F F F F F連接詞“與”（）或門連接詞 “或”（）v“或或”（）：兩個命題）：兩個命題A A和和B B的的“或或”（又稱為（又稱為A A和和B B的的“析取析取”）是一個復合命題，記為）是一個復合命題，記為ABAB。當且僅當。當且僅當A A和和B B同時為假時同時為假時ABAB為假，在其他的情況下為假，在其他的情況下ABAB的真的真值均為真。值均為真。vABAB的真值表：的真值表： A A

18、 B B AB AB T T T T T T T T F F T T F F T T T T F F F F F F成都畫室，成都家教非門連接詞“非”（）v“非非”（）：命題）：命題A A的的“非非”（又稱為（又稱為A A的的“否定否定”）是一個復合命題，記為是一個復合命題，記為 AA。若。若A A為真，則為真，則AA為假；為假；若若A A為假，則為假，則AA為真。為真。vAA的真值表：的真值表：A AAAT TF FF FT T連接詞 “異或”（）v“異或異或” ” （）：兩個命題的）：兩個命題的A A和和B B的的“異或異或”（又（又稱為稱為A A和和B B的的“不可兼或不可兼或”）是一個

19、復合命題，記為）是一個復合命題，記為ABAB。當且僅當。當且僅當A A和和B B同時為真或者同時為假時同時為真或者同時為假時ABAB為為假，在其他的情況下假，在其他的情況下ABAB的真值為真。的真值為真。vABAB的真值表：的真值表： A A B B ABAB T T T T F F T T F F T T F F T T T T F F F F F F碼制原碼v原碼表示法：用符號位和數(shù)值表示帶符號數(shù)，正數(shù)的符號位用“0”表示，負數(shù)的符號位用“1”表示，數(shù)值部分用二進制形式表示。v例： X = +1000101X原 = 01000101 X = -1000101X原 = 11000101 X

20、= +0X原 = 00000000 X = -0X原 = 10000000碼制反碼v反碼表示法：正數(shù)的反碼與原碼相同，負數(shù)的反碼為對該數(shù)的原碼除符號位外各位取反。v例： X = +1000101X反 = 01000101 X = -1000101X反 = 10111010碼制補碼v補碼表示法：正數(shù)的補碼與原碼相同，負數(shù)的補碼為對該數(shù)的原碼除符號位外各位取反，然后在最后一位加1。v例： X = +1000101 X補 = 01000101 X = -1000101 X補 = 10111011v數(shù)的原碼表示適合于進行乘除運算；補碼用于進行加減運算成都畫室，成都家教成都畫室，成都家教半加器成都畫室，

21、成都家教全加器 碼制v例：計算68-12的值 68 = +1000100 68補= 01000100 -12 = -0001100 -12補= 1110011 + 1 = 1111010001000100+11110100 1 00111000碼制v例：計算12-68的值 12 = +0001100 12補= 00001100 -68 = -1000100 68補= 10111011 + 1 = 10111100 00001100 + 10111100 11001000 56 = 00111000 -56補= 11000111 + 1 = 11001000定點整數(shù)格式v定點整數(shù)格式：把小數(shù)點固

22、定在數(shù)值部分最低位的右定點整數(shù)格式：把小數(shù)點固定在數(shù)值部分最低位的右邊。邊。v N N0 0 N Nn n N Nn-1n-1 . N . N2 2 N N1 1 . . 符號位符號位 數(shù)值部分數(shù)值部分 小數(shù)點小數(shù)點 v數(shù)的范圍：二進制的（數(shù)的范圍：二進制的（m+1m+1）位定點整數(shù)格式的數(shù)）位定點整數(shù)格式的數(shù)N N，所能表示的數(shù)的范圍為所能表示的數(shù)的范圍為N N 2 2m m 1 1。v比例因子：對于絕對值大于該范圍的數(shù)，如果直接使比例因子：對于絕對值大于該范圍的數(shù)，如果直接使用定點整數(shù)格式也將會產(chǎn)生用定點整數(shù)格式也將會產(chǎn)生“溢出溢出”，需根據(jù)實際需，需根據(jù)實際需要選擇一個比例因子進行調(diào)整，

23、使所表示的數(shù)據(jù)在規(guī)要選擇一個比例因子進行調(diào)整，使所表示的數(shù)據(jù)在規(guī)定的范圍之內(nèi)。定的范圍之內(nèi)。定點小數(shù)格式v定點小數(shù)格式：把小數(shù)點固定在數(shù)值部分最高位的左定點小數(shù)格式：把小數(shù)點固定在數(shù)值部分最高位的左邊。邊。 N N0 0 . N . N-1-1 N N-2-2 . N . N-m-m 符號位符號位 小數(shù)點小數(shù)點 數(shù)值部分數(shù)值部分 v數(shù)的范圍：二進制的（數(shù)的范圍：二進制的（m+1m+1）位定點小數(shù)格式的數(shù)）位定點小數(shù)格式的數(shù)N N，所能表示的數(shù)的范圍為所能表示的數(shù)的范圍為N N 1 1 2 2-m-m。v比例因子：對于絕對值大于比例因子：對于絕對值大于1 1的數(shù)，如果直接使用定的數(shù)，如果直接使用

24、定點小數(shù)格式將會產(chǎn)生點小數(shù)格式將會產(chǎn)生“溢出溢出”，需根據(jù)實際需要使用，需根據(jù)實際需要使用一個比例因子，將原始數(shù)據(jù)按該比例縮小，以定點小一個比例因子，將原始數(shù)據(jù)按該比例縮小，以定點小數(shù)格式表示，得出結果后再按該比例擴大得到實際的數(shù)格式表示，得出結果后再按該比例擴大得到實際的結果。結果。 浮點表示法v浮點表示法：小數(shù)點的位置不固定，一個浮點數(shù)分為浮點表示法：小數(shù)點的位置不固定，一個浮點數(shù)分為階碼和尾數(shù)兩部分。階碼和尾數(shù)兩部分。v階碼：用于表示小數(shù)點在該數(shù)中的位置，是一個整數(shù)，階碼：用于表示小數(shù)點在該數(shù)中的位置，是一個整數(shù)，一般用補碼表示。一般用補碼表示。v尾數(shù)：用于表示數(shù)的有效數(shù)值，可以采用整數(shù)

25、或純小尾數(shù)：用于表示數(shù)的有效數(shù)值，可以采用整數(shù)或純小數(shù)兩種形式，一般用原碼表示。數(shù)兩種形式，一般用原碼表示。v可供選擇的一種位數(shù)分配形式：設字長為可供選擇的一種位數(shù)分配形式：設字長為3232位位 符號位符號位 階碼部分階碼部分 尾尾 數(shù)數(shù) 部部 分分 1 1位位 8 8位位2323位位v規(guī)格化的浮點數(shù)：為了提高浮點數(shù)表示的精度通常規(guī)規(guī)格化的浮點數(shù)：為了提高浮點數(shù)表示的精度通常規(guī)定其尾數(shù)的最高位必須是非零的有效位，稱為浮點數(shù)定其尾數(shù)的最高位必須是非零的有效位，稱為浮點數(shù)的規(guī)格化形式。的規(guī)格化形式。v數(shù)的范圍：數(shù)的范圍： 2 2-1 -1 2 2-128 -128 (1(12 2-23-23) )

26、 2 成都畫室，成都家教邏輯代數(shù)基礎v計算機之所以具有邏輯處理能力，是由于計算機中使計算機之所以具有邏輯處理能力，是由于計算機中使用了實現(xiàn)各種邏輯功能的電路：半加器、全加器、比用了實現(xiàn)各種邏輯功能的電路：半加器、全加器、比較器、計數(shù)器等。較器、計數(shù)器等。v各種邏輯電路都是各種邏輯電路都是“與門與門”、“或門或門”、“非門非門”等等基本門電路組成的?；鹃T電路組成的。v邏輯代數(shù)是邏輯電路設計的數(shù)學基礎，其源自于對命邏輯代數(shù)是邏輯電路設計的數(shù)學基礎，其源自于對命題邏輯的研究，是用數(shù)學方法研究推理規(guī)律的科學。題邏輯的研究，是用數(shù)學方法研究推理規(guī)律的科學。v詳細內(nèi)容將在詳細內(nèi)容將在“離散數(shù)學離散數(shù)學”

27、課程中介紹。課程中介紹。成都畫室，成都家教邏輯代數(shù)基礎v命題：有具體意義且能夠判斷真假的陳述句。命題：有具體意義且能夠判斷真假的陳述句。v命題的真值：命題所具有的值命題的真值：命題所具有的值“真真”(true(true，簡記為，簡記為T)T)或或“假假”（false,false,簡記為簡記為F F）稱為其真值。）稱為其真值。v原子命題：不能分解為更為簡單的陳述句的命題；原子命題：不能分解為更為簡單的陳述句的命題；v復合命題：將原子命題用連接詞和標點符號復合而成復合命題：將原子命題用連接詞和標點符號復合而成的命題。的命題。v例：例：北京是中國的首都北京是中國的首都數(shù)字數(shù)字8 8是一個奇數(shù)是一個奇

28、數(shù)全體起立！全體起立！如果下午不下雨，則我去國家圖書館如果下午不下雨，則我去國家圖書館邏輯代數(shù)基礎v命題標識符：表示命題的符號，當其表示任意命題命題標識符：表示命題的符號，當其表示任意命題時，稱為命題變元。時，稱為命題變元。v例：可以定義命題標識符例：可以定義命題標識符A A、B B、P P、Q Q。v連接詞：與（連接詞：與（）、或（）、或（）、非（）、非（）、異或）、異或（）等。）等。v命題公式：命題公式： 由命題變元、連接詞和括號組成的合由命題變元、連接詞和括號組成的合式的式子稱為命題公式。式的式子稱為命題公式。v例：例：A BA B，A BA B等。等。v命題公式等價：如果兩個不同的命題

29、公式命題公式等價：如果兩個不同的命題公式P P和和Q Q，無，無論其命題變元取什么值它們的真值都相同，則稱該論其命題變元取什么值它們的真值都相同，則稱該兩個命題公式等價，記為兩個命題公式等價，記為P PQ Q。命題公式的等價律v其中其中A A、B B、C C等為命題變元，等為命題變元，T T表示表示“真真”，F(xiàn) F表示表示“假假”v零律：零律： A F A F A A A F A F F Fv幺律：幺律： A T A T T T A T A T A A v冪等律：冪等律：A A A A A A A A A A A Av求補律：求補律：A A A A T T A A A A F Fv交換律：交換

30、律：A B A B B AB A A B A B B AB A命題公式的等價律v結合律：結合律： A A （BCBC）（）（ABAB）CC A A （BCBC）（）（ABAB）CCv分配律：分配律： A A （BCBC） ABACABAC A B C A B C （ABAB）（ACAC）v吸收律：吸收律： AB AB AB AB A A （ABAB）（ABAB） A Av狄摩根定律：狄摩根定律：（ABAB） ABAB （ABAB） ABABv雙重否定律：雙重否定律： A AA A 證明狄摩根定律v例：證明狄摩根定律之一：例：證明狄摩根定律之一：(AB)(AB)ABAB。A AB ABAB(AB

31、)(AB)AABBABABT TT TT TF FF FF FF FT TF FF FT TF FT T T TF FT TF FT T T TF FT TF FF FF FT TT TT TT T 邏輯代數(shù)的等價律v零律：零律： A A 0 0 A AA A 0 0 0 0v幺律：幺律： A A 1 1 1 1A A 1 1 A A v冪等律：冪等律：A A A A A A A A A A A Av求補律：求補律：A A 1 1A A 0 0 v交換律：交換律：A A B B B B A A A A B B B B A A 邏輯代數(shù)的等價律v結合律：結合律：A A（B BC C）（）（A A

32、B B）C C A A （B B C C）（）（A A B B） C Cv分配律：分配律：A A （B BC C）A BA BA CA C A AB B C C（A AB B）（）（A AC C）v吸收律：吸收律： v狄摩根定律：狄摩根定律： v雙重否定律：雙重否定律：BABABABAAA ABABAABABA成都畫室，成都家教邏輯函數(shù)的化簡v例：試將邏輯函數(shù)例：試將邏輯函數(shù) F F A A B B化簡?；啞?解：解：F F A A B B （A A) ) (A(AB)B)（分配律）（分配律） 1 1 (A(AB) B) （求補律）（求補律） A AB B （幺律）（幺律）v例：試將邏輯函數(shù)

33、例：試將邏輯函數(shù)化簡。化簡。 解：解：F F （分配律）（分配律） A A （求補律）（求補律） 1 1 （求補律）（求補律） BABABABA BABABABABBABBA計算機硬件的基本結構輔助存儲器內(nèi)存儲器運 算 器 控制器輸入設備輸出設備 程序原始數(shù)據(jù) 運算 結果控制信息數(shù)據(jù) 運算器v運算器：對二進制數(shù)進行運算的部件。它在控制器的控運算器：對二進制數(shù)進行運算的部件。它在控制器的控制下執(zhí)行程序中的指令制下執(zhí)行程序中的指令, ,完成各種算術運算、邏輯運算、完成各種算術運算、邏輯運算、比較運算、移位運算以及字符運算等。比較運算、移位運算以及字符運算等。v運算器的組成：算術邏輯部件（運算器的組

34、成：算術邏輯部件（ALUALU）完成加、減、乘、）完成加、減、乘、除等四則運算以及與、或、非、移位等邏輯運算；寄存除等四則運算以及與、或、非、移位等邏輯運算；寄存器用來暫存參加運算的操作數(shù)或中間結果，常用的寄存器用來暫存參加運算的操作數(shù)或中間結果，常用的寄存器有累加寄存器、暫存寄存器、標志寄存器和通用寄存器有累加寄存器、暫存寄存器、標志寄存器和通用寄存器等。器等。v運算器的主要技術指標：運算速度，其單位是運算器的主要技術指標：運算速度，其單位是MIPSMIPS（百（百萬指令萬指令/ /秒），通常是按照一定的頻度執(zhí)行各類指令的統(tǒng)秒），通常是按照一定的頻度執(zhí)行各類指令的統(tǒng)計值。計值。 存儲器v存儲

35、器：用來存儲數(shù)據(jù)和程序的部件。存儲器：用來存儲數(shù)據(jù)和程序的部件。v存儲單位：存儲單位：“位位”（bitbit）、）、“字節(jié)字節(jié)”（bytebyte）、）、“字字”和和“字長字長”v存儲容量：存儲器所包含的存儲單元的總數(shù)，其單位為存儲容量：存儲器所包含的存儲單元的總數(shù)，其單位為K K （1K1K2 2101010241024）。）。v存儲器的分類：存儲器的分類：內(nèi)存儲器：又稱為主存儲器，簡稱為內(nèi)存或主存，用內(nèi)存儲器：又稱為主存儲器，簡稱為內(nèi)存或主存，用來存放現(xiàn)行程序的指令和數(shù)據(jù)。包括隨機存取存儲器來存放現(xiàn)行程序的指令和數(shù)據(jù)。包括隨機存取存儲器（RAMRAM）和只讀存儲器（）和只讀存儲器（ROMR

36、OM）等。）等。外存儲器：又稱為輔助存儲器，簡稱為外存或輔存，外存儲器：又稱為輔助存儲器，簡稱為外存或輔存，用來存放需要長期保存的信息，如硬盤、光盤、用來存放需要長期保存的信息，如硬盤、光盤、U U盤等。盤等。外存儲器v存儲器類型：磁盤驅(qū)動器：讀寫頭、可磁化微粒光存儲器：小于1微米的凹點固態(tài)存儲器v存儲介質(zhì)軟盤：聚酯薄膜塑料片硬盤：3.5英寸盤片CD和DVD（Digital Video Disc），CD-R，CD-RW閃存 控制器v控制器：是指揮計算機的各個部件按照指令的功能要求協(xié)控制器：是指揮計算機的各個部件按照指令的功能要求協(xié)調(diào)工作的部件。調(diào)工作的部件。v控制器的組成：控制器的組成：程序計

37、數(shù)器（程序計數(shù)器（PCPC）：用來對程序中的指令進行計數(shù)，）：用來對程序中的指令進行計數(shù)，使控制器能依次讀取指令；使控制器能依次讀取指令；指令寄存器（指令寄存器（IRIR）：在指令執(zhí)行期間暫時保存正在執(zhí)）：在指令執(zhí)行期間暫時保存正在執(zhí)行的指令。行的指令。指令譯碼器（指令譯碼器（IDID）：用來識別指令的功能，分析指令）：用來識別指令的功能，分析指令的操作要求。的操作要求。時序控制電路：用來生成時序信號，以協(xié)調(diào)在指令執(zhí)時序控制電路：用來生成時序信號，以協(xié)調(diào)在指令執(zhí)行周期內(nèi)各部件的工作。行周期內(nèi)各部件的工作。微操作控制電路：用來產(chǎn)生各種控制操作命令。微操作控制電路：用來產(chǎn)生各種控制操作命令。 輸入

38、/輸出設備v輸入輸入/ /輸出設備：簡稱為輸出設備：簡稱為I/OI/O設備，是外部與計算機交設備，是外部與計算機交換信息的渠道。換信息的渠道。v輸入設備：用于輸入程序、數(shù)據(jù)、操作命令、圖形、輸入設備：用于輸入程序、數(shù)據(jù)、操作命令、圖形、圖像以及聲音等信息。常用的輸入設備有鍵盤、鼠標圖像以及聲音等信息。常用的輸入設備有鍵盤、鼠標器、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀以及語音輸入裝置等。器、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀以及語音輸入裝置等。v輸出設備：用于顯示或打印程序、運算結果、文字、輸出設備：用于顯示或打印程序、運算結果、文字、圖形、圖像等，也可以播放聲音。常用的輸出設備有圖形、圖像等，也可以播放聲音。常用的輸出

39、設備有顯示器、打印機、顯示器、打印機、XYXY繪圖儀以及聲音播放裝置等。繪圖儀以及聲音播放裝置等。成都畫室，成都家教 輸入/輸出設備v陰極射線管顯示設備（Cathode Ray Tube，CRT）v液晶顯示器（Liquid Crysstal Display，LCD）：使用液體晶狀單元層內(nèi)的光線發(fā)光v等離子顯示器（Plasma Screen）：使用氖氣填充的、微小的、熒光發(fā)光的技術v質(zhì)量判別：屏幕尺寸、點距、視角寬度、刷新率、分辨率、顏色深度。成都畫室，成都家教外圍設備v安裝：擴展槽（ISA、PCI）USB端口v線纜：串行并行USB選購電腦選購電腦選購電腦成都畫室，成都家教選購電腦如何選購臺式電

40、腦聯(lián)想IdeaCentre K305臺式電腦的配置處理器處理器CPU 系列速龍四核CPU 型號AMD Athlon II X4 620核心數(shù)量/SMT技術四核內(nèi)核架構Propus標稱頻率2600MHz二級緩存4*512KB制程工藝45納米聯(lián)想IdeaCentre K305臺式電腦的配置主板主板/內(nèi)存內(nèi)存內(nèi)存大小4096MB內(nèi)存描述DDRIII 1066MHz存儲性能存儲性能硬盤容量500GB硬盤描述SATA2光驅(qū)類型Rambo網(wǎng)絡設備網(wǎng)絡設備網(wǎng)卡描述100Mbps以太網(wǎng)卡聯(lián)想IdeaCentre K305臺式電腦的配置視頻視頻/音頻音頻顯示器大小21.5英寸顯示器描述21.5寸暗夜騎士寬屏16

41、:9液晶顯示器顯卡類型糾錯獨立顯卡芯片ATI Radeon HD 4350顯存容量糾錯512MB聲卡描述集成5.1聲卡聯(lián)想IdeaCentre K305臺式電腦的配置輸入輸出輸入輸出鍵盤描述糾錯FN功能鍵盤鼠標描述光電鼠標讀卡器16合1讀卡器其他端口USB2.0產(chǎn)品外形產(chǎn)品外形機箱描述立式成都畫室，成都家教成都畫室，成都家教聯(lián)想IdeaCentre K305臺式電腦的配置軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)DOS隨機附件糾錯正版WIN7系統(tǒng)盤聯(lián)想娛樂地帶2.0聯(lián)想PC Carer智能維護系統(tǒng)金山毒霸聯(lián)想系統(tǒng)拯救其他特性其他特性其他特點三種性能模式轉換聯(lián)想IdeaCentre K305臺式電腦的配置 計算機

42、的指令系統(tǒng)v指令：能被計算機識別并執(zhí)行的二進制代碼，指令：能被計算機識別并執(zhí)行的二進制代碼，它規(guī)定了計算機能完成的某一種操作。它規(guī)定了計算機能完成的某一種操作。v計算機可執(zhí)行哪些指令？計算機可執(zhí)行哪些指令？v指令系統(tǒng)：一臺計算機能執(zhí)行的所有指令的集指令系統(tǒng)：一臺計算機能執(zhí)行的所有指令的集合，如合，如80868086有有133133條基本指令。條基本指令。v指令的格式：一條指令由操作碼和地址碼組成。指令的格式：一條指令由操作碼和地址碼組成。操作碼規(guī)定了該指令進行的操作種類；地址碼操作碼規(guī)定了該指令進行的操作種類；地址碼給出了操作數(shù)、結果以及下一條指令的地址。給出了操作數(shù)、結果以及下一條指令的地址

43、。 計算機的指令系統(tǒng)v指令周期包含：指令周期包含：獲取指令獲取指令解釋指令解釋指令執(zhí)行指令執(zhí)行指令指針指向下一條指令指針指向下一條指令v指令的分類：指令的分類：數(shù)據(jù)傳送型指令數(shù)據(jù)傳送型指令數(shù)據(jù)處理型指令數(shù)據(jù)處理型指令輸入輸出型指令輸入輸出型指令硬件控制指令硬件控制指令 指令的執(zhí)行過程v讀取指令：即按照指令計數(shù)器中的地址，從內(nèi)存儲器讀取指令：即按照指令計數(shù)器中的地址，從內(nèi)存儲器中取出指令，并送往指令寄存器中。中取出指令，并送往指令寄存器中。v分析指令：即對指令寄存器中存放的指令進行分析，分析指令：即對指令寄存器中存放的指令進行分析，由操作碼確定執(zhí)行什么操作，由地址碼確定操作數(shù)的由操作碼確定執(zhí)行什

44、么操作，由地址碼確定操作數(shù)的地址。地址。v執(zhí)行指令：即根據(jù)分析的結果，由控制器發(fā)出完成該執(zhí)行指令：即根據(jù)分析的結果，由控制器發(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。的操作。v上述步驟完成后，指令計數(shù)器加上述步驟完成后，指令計數(shù)器加1 1，為執(zhí)行下一條指，為執(zhí)行下一條指令做好準備。如果遇到轉移指令，則將轉移地址送入令做好準備。如果遇到轉移指令，則將轉移地址送入指令計數(shù)器。指令計數(shù)器。計算機組織與系統(tǒng)結構領域的一些主要技術v復雜指令集技術：復雜指令集技術：CISCCISC，IntelIntel奔騰處理器奔騰處理器v精簡指令集技術

45、：精簡指令集技術：RISCRISC，IBM PowerPCIBM PowerPC處理器處理器v指令流水線技術：執(zhí)行當前指令時讀取下一條指令指令流水線技術：執(zhí)行當前指令時讀取下一條指令v高速緩沖存儲技術：預取馬上可能使用的數(shù)據(jù)高速緩沖存儲技術：預取馬上可能使用的數(shù)據(jù)v虛擬存儲技術：小內(nèi)存模擬大內(nèi)存使用虛擬存儲技術：小內(nèi)存模擬大內(nèi)存使用v并行處理技術：多處理器協(xié)同工作并行處理技術：多處理器協(xié)同工作 程序設計語言v機器語言：由計算機的指令系統(tǒng)組成，使用機器語言編寫機器語言：由計算機的指令系統(tǒng)組成，使用機器語言編寫的程序計算機能夠直接理解并執(zhí)行，但編程和理解都十分的程序計算機能夠直接理解并執(zhí)行，但編程

46、和理解都十分的困難。的困難。v匯編語言：使用匯編語言：使用“助憶符助憶符”來表示指令的操作碼，并使用來表示指令的操作碼，并使用存儲單元或寄存器的名字表示地址碼，以便于記憶和書寫。存儲單元或寄存器的名字表示地址碼，以便于記憶和書寫。v高級程序設計語言：是一種與機器的指令系統(tǒng)無關、表達高級程序設計語言：是一種與機器的指令系統(tǒng)無關、表達形式更接近于被描述的問題的程序設計語言，便于程序的形式更接近于被描述的問題的程序設計語言，便于程序的編寫。使用高級程序設計語言編寫的程序稱為源程序，它編寫。使用高級程序設計語言編寫的程序稱為源程序，它必須經(jīng)過程序設計語言翻譯系統(tǒng)的處理后才能執(zhí)行。必須經(jīng)過程序設計語言翻

47、譯系統(tǒng)的處理后才能執(zhí)行。面向過程程序設計語言：結構化程序設計面向過程程序設計語言：結構化程序設計面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言：面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言：成都畫室，成都家教程序設計v程序設計：是一個使用程序設計語言產(chǎn)生一系列的指程序設計：是一個使用程序設計語言產(chǎn)生一系列的指令以告訴計算機該做什么的過程。令以告訴計算機該做什么的過程。v廣義的程序設計：廣義的程序設計： 需求分析需求分析總體設計總體設計詳細設計詳細設計編碼編碼測試測試運行與維護運行與維護成都畫室，成都家教結構化程序設計v 結構化程序設計：采用自頂向下逐步求精的設計方法結構化程序設計：采用自頂向下逐步求精的設計方法和單入口單出口的控制成分（順序、

48、分支和循環(huán)）。和單入口單出口的控制成分（順序、分支和循環(huán)）。 T FTF條件AAB（a）順序結構 （b）選擇型分支結構 （c）循環(huán)結構AB條件良好的程序設計風格v標識符：按意命名、保留字用大寫字母、使用統(tǒng)一的標識符：按意命名、保留字用大寫字母、使用統(tǒng)一的縮寫規(guī)則?？s寫規(guī)則。v表達式：使用括號、使用庫函數(shù)、條件化簡、函數(shù)與表達式：使用括號、使用庫函數(shù)、條件化簡、函數(shù)與過程過程v模塊化：模塊的獨立性（高內(nèi)聚、低耦合）、模塊的模塊化：模塊的獨立性（高內(nèi)聚、低耦合）、模塊的規(guī)模適中。規(guī)模適中。v程序行的排列格式：排列格式美觀、層次分明、使用程序行的排列格式：排列格式美觀、層次分明、使用統(tǒng)一的縮進格式，

49、同一嵌套深度并列的語句對齊。統(tǒng)一的縮進格式，同一嵌套深度并列的語句對齊。v注釋：添加必要的注釋，以說明程序、過程和語句等注釋：添加必要的注釋，以說明程序、過程和語句等的功能及注意事項。的功能及注意事項。算法v算法：是由一系列規(guī)則組成的過程，這些規(guī)則確定了算法：是由一系列規(guī)則組成的過程，這些規(guī)則確定了一個操作的順序，以便能在有限步驟內(nèi)得到特定問題一個操作的順序，以便能在有限步驟內(nèi)得到特定問題的解。的解。v算法的性質(zhì)：算法的性質(zhì)：確定性確定性通用性通用性有限性有限性v算法的描述工具：算法的描述工具：自然語言自然語言流程圖流程圖決策表決策表算法描述語言算法描述語言 歐幾里德算法（Euclids Al

50、gorithm）v 若給定兩個正整數(shù)若給定兩個正整數(shù)m m和和n n，試寫出求它們的最大公因子的，試寫出求它們的最大公因子的算法。算法。v 該算法的步驟用文字表述如下：該算法的步驟用文字表述如下：第第1 1步：讀入兩個正整數(shù)步：讀入兩個正整數(shù)m m和和n n（設（設mnmn）。）。第第2 2步：求步：求m m和和n n的余數(shù)的余數(shù)r rmodmod（m,nm,n）。）。第第3 3步：用步：用n n的值取代的值取代 m m，用，用r r的值取代的值取代n n。第第4 4步：判別步：判別r r的值是否為零，如果的值是否為零，如果r r0 0，則，則m m為最為最大公因子；否則返回大公因子；否則返回

51、 第第2 2步。步。第第5 5步：輸出步：輸出m m的值，即為最大公因子。的值，即為最大公因子。 歐幾里德算法（算法描述語言表示）PROCEDURE EuclidPROCEDURE Euclid； BEGINBEGIN READ READ（m,nm,n）; ; REPEAT;REPEAT; r:=MOD r:=MOD（m,nm,n）; ; m:=n; m:=n; n:=r; n:=r; UNTIL r UNTIL r0;0; WRITE (m) WRITE (m) ENDENDv歐幾里德算法（流程圖表示） m=n BEGIN READ m，n r=mod(m,n)n=rWRITE mr0ENDYN數(shù)據(jù)結構v數(shù)據(jù)：描述客觀事物的數(shù)、字符以及所有能輸入到計算數(shù)據(jù)：描述客觀事物的數(shù)、字符以及所有能輸入到計算機并被計算機程序處理的符號的集合，如數(shù)值、字符、機并被計算機程序處理的符號的集合，如數(shù)值、字符、圖形、圖像、聲音等。圖形、圖像、聲音等。v數(shù)據(jù)結構：帶有結構的數(shù)據(jù)元素的集合，結構反映了數(shù)數(shù)據(jù)結構：帶有結構的數(shù)據(jù)元素的集合，結構反映了