备战软考02——硬件组成，CPU，编码，浮点数
计算机硬件组
计算机的基本硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大
部件组成
运算器、控制器等部件被集成在一起统称为中央处理单元（Central Processing Unit,CPU)。CPU是硬件系统的核心，用于数据的加工处理，能完成各种算术、逻辑运算及控制功能。
◆存储器是计算机系统中的记忆设备，分为内部存储器和外部存储器。前者速度高、容量小，一般用于临时存放程序、数据及中间结果。而后者容量大、速度慢，可以长期保存程序和数据。
◆输入设备和输出设备合称为外部设备（简称外设），输入设备用于输入原始
数据及各种命令，而输出设备则用于输出计算机运行的结果。
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中央处理单元
◆CPU的功能：
（1）程序控制。CPU通过执行指令来控制程序的执行顺序，这是CPU的重要功能
（2）操作控制。一条指令功能的实现需要若干操作信号配合来完成，CPU产生每条指令的操作信号并将操作信号送往对应的部件，控制相应的部件按指令的功能要求进行操作。
(3）时间控制。CPU 对各种操作进行时间上的控制，即指令执行过程中操作信号
（4）数据处理。CPU通过对数据进行算术运算及逻辑运算等方式进行加工处理，数据加工处理的结果被人们所利用。所以，对数据的加工处理也是CPU最根本的任务。
此外，CPU还需要对系统内部和外部的中断（异常）做出响应，进行相应的处
中央处理单元
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◆运算器：由算术逻辑单元ALU（实现对数据的算术和逻辑运算）、累加寄存器AC（运算结果或源操作数的存放区）、数据缓冲寄存器DR（暂时存放内存的指令或数据）、和状态条件寄存器PSW（保存指令运行结果的条件码内容，如溢出标志等）组成。执行所有的算术运算，如加减乘除等；执行所有的逻辑运算并进行逻辑测试，如与、或、非、比较等
◆控制器：由指令寄存器IR（暂存CPU执行指令）、程序计数器PC（存放指令执行地址）、地址寄存器AR（保存当前CPU所访问的内存地址）、指令译码器ID（分析指令操作码）等组成。控制整个CPU的工作，最为重要.
◆ CPU依据指令周期的不同阶段来区分二进制的指令和数据，因为在指令周期
的不同阶段，指令会命令CPU分别去取指令或者数据。
晚上9:34
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数据表示
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◆进制的表示:
出，注意二进制符号为0b.
为0x18F或18FH。
.进制、十六进制，一般在题目中会给出中文说明，如果没给
一般表示为0b0011，
十六进制符号为0x或H，可表示
（十六进制可表示0-15，其中10-15用A-F来表示）
◆R进制整数转十进制：位权展开法，用R进制数的每一位乘以R的n次方，n是
变量，从R进制数的整数最低位开始，依次为0,1,2,3.累加。
例如有6进制数5043，此时R=6，用6进制数的每一位乘以6的n次方，n是变量从6进制数的整数最低位开始（5043从低位到高位排列：3,4.0.5），n依次为0,1,2,3，那么最终5043=3*6^0+4*6^1+0*6^2+5*6^3=1107。
数据表示
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◆十进制转R进制：十进制整数（除以R倒取余数），用十进制整数除以R，记录每次所得余数，若商不为0，则继续除以R，直至商为0，而后将所有余数从下至上记录，排列成从左至右顺序，即为转换后的R进制数；
例：有十进制数200，转换为6进制，此时R=6，将200/6，得商为33，余数为2;因为商不等于0.因此再将商33/6，得商为5，余数为3：再将5/6，得商为0，余数为5；此时商为0，将所有余数从下到上记录，得532.
m进制转n进制：先将m进制转化为十进制数，再将十进制数转化为n进制数.中间需要通过十进制中转，但下面两种进制间可以直接转化：
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数据表示
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二进制转八进制：每三位二进制数转换为一位八进制数，二进制数位个数不是三的倍数，则在前面补0（原则是数值不变），如二进制数01101有五位，前面补一个0就有六位，为001101，每三位转换为一位八进制数，
◆二进制转十六进制：每四位二进制数转换为一位十六进制数，二进制数位个数不是四的倍数，则在前面补0，如二进制数101101有六位，前面补两个0就有八位，为00101101，每四位转换为一位十六进制数，0010=2,1101=13=D，也即。
晚上9：344
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数据表示
◆机器数：各种数值在计算机中表示的形式，其特点是使用二进制计数制，数
的符号用0和1表示，小数点则隐含，不占位置。
机器数有无符号数和带符号数之分。无符号数表示正数，没有符号位。
数最高位为符号位，正数符号位为0，负数符号位为1。
◆定点表示法分为纯小数和纯整数两种，其中小数点不占存储位，而是按照以
下约定：
纯小数：约定小数点的位置在机器数的最高数值位之前。
纯整数：约定小数点的位置在机器数的最低数值位之后。
◆真值：机器数对应的实际数值
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数据表示
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◆带符号数有下列编码方式，当真值为-45时:
原码：一个数的正常二进制表示，最高位表示符号，数值0的源码有两种形式：
+0（00000000）和-0（10000000)
-45对应原码为10101101
反码：正数的反码即原码；负数的反码是在原码的基础上，除符号位外，其他
各位按位取反。数值0的反码也有两种形3:±0(00000000071
1111111)。-45对应反码为11010010
补码：正数的补码即原码；负数的补码是在原码的基础上，除符号位外，其他各位按位取反，而后末位+1，若有进位则产生进位。因此数值0的补码只有一种形式+0=-0=00000000。-45对应补码为11010011
移码：用作浮点运算的阶码，无论正数负数，都是将该原码的补码的首位（符
号位）取反得到移码。-45对应移码为01010011
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数据表示
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◆机器字长为n时各种码制表示的带符号数的取值范围（差别在于0的表示，原
码和反码分+0和-0，补码只有一个0，因此可以多表示一个。)
原码
反码
定点整数
-(2"-1)～+(2"--1)-(2"1-D~+（2"1-1)-2~～+(2-1-1)
定点小数
-(1-2-(n-1)～+(1-2-(-1)-（1-2-（-1)~+（1-2-（-0）-1~+(1-2~-1))
移码
-1~+（1-2-(--1)
例：若机器字长为8，请给出45和-45的原码、反码、补码和移码。
原码
00101101
10101101
反码
00101101
11010010
补码
00101101
11010011
移码
10101101
45
-45
