简述晶体管为什么推动了计算机的发展 晶体管计算机的特点是什么( 二 )


简述晶体管为什么推动了计算机的发展 晶体管计算机的特点是什么

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【简述晶体管为什么推动了计算机的发展 晶体管计算机的特点是什么】c.计算机的主存储器
  • ?内存RAM(随机存取存储器Random Access Memory):通过电容存取数据,掉电将丢失所有数据 。
d.计算机的辅助存储器
e.计算机的高速缓存
?工作原理:命中率是衡量缓存的重要性能指标,理论上CPU每次都能从高速缓存取数据的时候,命中率为1 。
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  • 高速缓存的替换时间:当缓存没有数据,需要从主存载入数据的时候 。
  • 高速缓存的替换策略:随机算法、先进先出算法(FIFO)、最不经常使用算法(LFU)、最近最少使用算法(LRU) 。
计算机的CPU
a.计算机的指令系统
  • ?机器指令的形式:操作码(指明指令所要完成的操作)+地址码(给出操作数或操作数的地址);
  • ?机器指令的操作类型:数据传输、算术逻辑操作、移位操作、控制指令;
  • ?机器指令的寻址方式:指令寻址(顺序寻址+跳跃寻址)、数据寻址(立即寻址(速度快)+直接寻址(寻找操作数简单)+间接寻址(寻址范围大,速度慢))
b.计算机的控制器
  • ?作用:控制器是协调和控制计算机运行的 。
  • ?组成:程序计数器(存储下一条指令的地址)、时序发生器(发送时序脉冲)、指令译码器(控制器的主要部件之一,翻译操作码+地址码)、指令寄存器(控制器的主要部件之一,从主存或缓存存取计算机指令)、主存地址寄存器(保存当前CPU正要访问的内存地址单元)、主存数据寄存器(保存当前CPU正要读或写的主存数据)、通用寄存器(比一般专用寄存器大,可以暂时存放或传送数据或指令,可保存ALU的运算中间结果) 。
c.计算机的运算器
  • ?作用:进行数据运算加工 。
  • ?组成:数据缓冲器(输入缓冲器暂时存放外设送过来的数据,输出缓冲暂时存放送往外设的数据)、ALU(算术逻辑运算)、状态字及寄存器(存放运算状态和运算控制信息)、通用寄存器(比一般专用寄存器大,可以暂时存放或传送数据或指令,可保存ALU的运算中间结果) 。
d.计算机指令执行的过程
?指令执行过程:取指令-分析指令-执行指令
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CPU的流水线设计:因运算器和控制器不能同时工作,CPU的综合利用率并不高,所以CPU的流水线设计可以提高CPU的利用率,提高大概3倍 。
三 计组之计算篇进制运算的基础知识
进位制:即进制,是一种计数方式,亦称进位计数法,有限种数字符号来表示无限的数值 。
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二进制数据的表示方法
a.有符号数和无符号数
原码表示法:0表示正数,1表示负数,规定符号位位于数值的第一位;表达简单,容易理解,但运算复杂 。
b.二进制的补码表示法
定义:
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引入目的:为了消除减法(未完全实现)引入补码的概念,使用正数代替负数 。
规律:负数的补码等于反码+1,如十进制数-7,反码表示为1,1000,补码表示为1,1001 。
举个小例子做计算题:
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c.二进制的反码表示法
定义:
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引入目的:找出原码和补码之间的规律,消除转换过程中的减法操作 。
规律:负数的反码等于原码除符号位外按位取反,如十进制数-7,原码表示为1,0111,反码表示为1,1000 。
举个小例子做计算题:
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d.小数的二进制补码表示
定义:
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上述两个整数的反码补码计算规律同样适用 。
二进制数据的运算
a.定点数与浮点数
定点数:小数点固定在某个位置 。

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