第二章计算机硬件基础

第二章计算机硬件基础第一节中央处理器一、中央处理器的组成中央处理器简称CPU，由控制器、运算器组成。运算器及控制器的基本功能：运算器是计算机进行算术和逻辑运算的部件，控制器是整个计算机中统一指挥和控制计算机各部件进行工作的控制中心。二、运算器运算器是负责对数据进行算术运算或逻辑运算的部件。运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。如图：算术逻辑运算单元、累加器和通用寄存器的位数决定了CPU的字长。三、控制器是计算机的指令执行部件，其工作是取指令、解释指令以及完成指令的执行。控制器由指令指针寄存器、指令寄存器、控制逻辑电路和时钟控制电路等组成。指令指针寄存器（IP）用于产生及存放一条待取指令的地址。指令寄存器用于存放指令。指令从内存取出后放入指令寄存器。四、寄存器寄存器数量增多可以提高CPU运行速度，但是不能太多，太多会使地址编码和指令长度变长，增加复杂度。由累加器、通用寄存器组、状态寄存器、指令寄存器、地址寄存器、其他寄存器等组成。五、指令基本格式单目运算：操作码地址码二目运算：操作码第一地址第二地址六、寻址方式：CPU执行指令时寻找数据地址的方式1、立即寻址：ADDAH,78其中ADD是操作码，表示做加法；AH是寄存器名；78是个常数；该指令的意思是寄存器AH的值加上78。2、直接寻址：ADDAH,(78)78表示操作数的地址3、间接寻址：ADDAH,((78))78表示操作数地址的地址4、相对寻址：ADDAH,*78*78表示本指令地址+78，78称偏移量5、变址寻址：ADDAH,(DI+78)DI是变址寄存器,存放一个地址,操作数地址是寄存器地址+786、寄存器直接寻址:ADDAH,78AH是一个寄存器名,即寄存器直接寻址7、寄存器直接寻址:ADDAH,(BX)BX是一个寄存器名,存放操作数的地址七、指令分类1、数据传送指令：MOVAH,BHINAH,3782、数据处理指令:算术运算、逻辑运算、移位、比较等3、程序控制指令：转移、调用、返回4、状态管理指令：中断、屏蔽中断八、指令的执行过程1、CPU发出指令地址2、读取指令3、指令送指令寄存器4、指令译码5、按指令操作码执行6、形成下条要执行的指令的地址九、时钟周期一个指令执行的时间称为指令周期计算机完成一个操作（如读取指令等）所需时间称为总线周期计算机中最基本的时间单位是时钟周期，有CPU的主频决定。第一章计算机基础知识第一节数制及其转换一、二、八、十六进制转十进制的方法：乘权相加法。例如：（11010110）2=1×27+1×26+0×25+1×24+0×23+1×22+1×21+0×20=（214）10（2365）8=2×83+3×82+6×81+5×80=（1269）10（4BF）16=4×162+11×161+15×160=(1215)10带小数的情况：（110.011）2=1×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2+1×2-3=（6.375）10（5.76）8=5×80+7×8-1+6×8-2=（5.96875）10（D.1C）16=13×160+1×16-1+12*16-2=（13.109375）10二、十进制化二进制的方法：整数部分除二取余法，小数部分乘二取整法。例一：（43）10=（101011）2例二：（0.375）10=（0.011）2三、二进制转八进制的方法1位数八进制与二进制对应表八进制二进制00001001201030114100510161107111转换方法:对二进制以小数点为分隔，往前往后每三位划为一组，不足三位补0，按上表用对应的八进制数字代入即可。例如：(10111011.01100111)=010,111,011.011,001,110=（273.36）8三、二进制转十六进制的方法1位数十六进制与二进制对应表十六进制二进制00000100012001030011401005010160110701118100091001A1010B1011C1100D1101E1110F1111转换方法:对二进制以小数点为分隔，往前往后每四位划为一组，不足四位补0，按上表用对应的十六进制数字代入即可。例如：(10111011.01100111)=1011,1011.0110,0111=（BB.67）16四、进制的英文表示法：以上都是用括号加数字的表示方法，另外还有英文表示法，就是以BIN、OCT、HEX、DEC分别代表二、八、十六、十进制。或者只写第一个字母。例如1101B表示是二进制。有些地方为了避免“O”跟“0”混淆，把O写成Q。