大学计算机实用基础教程黄忠良主编第1章计算机系统基础1.1计算机的发展1.2计算机系统组成系统软件：操作系统；机器语言；汇编语言；高级语言。应用软件：财务软件，航空订票软件等。二进制机器语言是计算机能够直接识别，直接执行的语言。汇编语言与硬件有关，称为面向机器的语言。高级语言与硬件无关，是面向过程的语言。高级语言源程序经过编译或解释过程后可以在任何机器上运行。1.3计算机的基本工作原理1.4计算机的主要性能指标计算机发展追求的目标：速度快，存储容量大，体积小。主要技术指标有：主频，位宽。提高主频和加大位宽和采用流水线和并行技术都是加大计算机数据处理速度的有效途径。1.基本字长基本字长是指参与运算的数的基本位数，它是由加法器、寄存器、数据总线的位数决定的。在计算机中为了更灵活地表达和处理信息，许多计算机又以字节（Byte）为基本单位，一个字节等于8位二进制位（bit）。不同的计算机，字（Word）可以不相同，但对于系列机来说，在同一系列中，字却是固定的，如80X86系列中，一个字等于16位；IBM303X系列中，一个字等于32位。2.数据通路宽度数据总线一次所能并行传送的位数，称为数据通路宽度。它影响到信息的传送能力，从而影响计算机的有效处理速度。CPU内部的数据通路宽度一般等于基本字长，而外部数据通路宽度则取决于系统总线。内、外数据通路宽度相等的CPU有：Intel8086、80286、80486等；外部＜内部的CPU有：8088、80386SX等；外部＞内部的CPU有：Pentium等。3.主存容量一个主存储器所能存储的全部信息量称为主存容量。衡量主存容量单位有两种：①字节数。这类计算机称为字节编址的计算机。每1024个字节称为1K字节（210=1K），每1024K字节称为1M字节（220=1M），每1024M字节称为1G字节（230=1G）。②字数×字长。这类计算机称为字编址的计算机。如：4096×16表示存储器有4096个存储单元，每个存储单元字长为16位。计算机的主存容量越大，存放的信息就越多，处理问题的能力就越强。4.运算速度以MIPS和MFLOPS作为计量单位来衡量运算速度。MIPS表示每秒百万条指令。MIPS多用于衡量标量机。MFLOPS每秒表示百万次浮点运算。MFLOPS比较适用于衡量向量机。5.工作频率工作频率是衡量计算机速度的重要参数。工作频率又可以细分为内频和外频。内频，就是CPU的内部工作频率，内频也可称为内部时钟。外频，即外部工作频率，也就是主板的总线速度或系统时钟。早期，CPU的内频就等于外频。目前，CPU的内频越来越高，外频与内频不再是一比一的同步关系，从而出现了所谓的内部倍频技术，导致了“倍频”的出现。内频、外频和倍频三者之间的关系是：内频=外频×倍频小知识1.5计算机中使用的数制1.5计算机中使用的数制十进制转二进制二到八或十六进制转换二进制数据算术运算规则二进制数据算术运算规则1.5计算机中使用的数制1.6数值数据的机内表示所谓定点数就是小数点固定。设机器有n位字长。形为图1.3所示。定点整数的机内表示有原码、反码和补码表示法三种。正数的原码是其本身n位定点整数原码表示：符号位:0正，1负n位定点整数原码定义：例如：x＝＋1100111y＝－101[x]原＝01100111[y]原＝10000101原码特点：有正0和负0之分,乘除简单,加减麻烦。正数的反码是其本身n位定点整数的反码：符号位:0正,1负n位定点整数反码的定义：例如：x＝＋1100111y＝－101[x]反＝01100111[y]反＝11111010反码也有正0和负0之分。正的补码是其本身n位定点整数补码表示：符号位:0正,1负n位定点整数补码表示的定义是：例如：x＝＋1100111y＝－101[x]补＝01100111[y]补＝11111011补码只有一个正0补码运算规则：[X＋Y]补＝[X]补＋[Y]补[X－Y]补＝[X]补＋[-Y]补例1.1X＝+1001，Y＝+0101求X＋Y（补码加）解:[X]补＝01001[Y]补＝00101[X]补＋[Y]补＝01001＋00101＝01110；即[X＋Y]补＝01110，X＋Y＝+1110例1.2X＝+1011，Y＝-0101，求X＋Y解：[X]补＝01011，[-Y]补＝11011[X]补＋[-Y]补＝01011＋11011＝100110即[X＋Y]补＝100110;X＋Y＝-0110例1.3X＝－1011，Y＝－0111，求X＋Y解：[X]补＝10101，[Y]补＝11001[X]补＋[Y]补＝1