1 绪论

1.1 计算机中数的表示

数据单位

位bit：1位二进制，1b

字节byte：8位二进制，1B=1byte=8bit

字word：2B，1word=2B=高字节\(\mathsf{D_{15}\sim D_{8}}\)+低字节\(\mathsf{D_{7}\sim D_{0}}\)

字长word length：计算机一次可以处理的二进制数据位数，64位机字长64，即一次最多处理\(2^{64}\)个bit

打印数和字符的表示

BCD码（Binary Coded Decimal）

ASCII码（American Standard Code for Information Interchange）：7位二进制编码的字符

键盘输入到显示器的字符都要用ASCII码表示

原码，反码和补码

搞清楚原码、反码和补码，正数负数都是有的

例：7-19

\(=[7]_{补}+[-19]_{补}=0000\space 0111+1110\space 1101=1111 \space 0100\) 到这一步是结果的补码，要还原

\(=1111\space 0100 -0000\space 0001=1111 \space 0011\) 到这一步是结果的反码，把全部取反就是结果的绝对值

\(=-(0000\space 1100)=-12\)

要注意只有后7位是有效的，MSB是符号位，1一定是负数

1.2 计算机的组成与发展

组成

第一代通用计算机ENIAC

PC中的首个操作系统DOS，Disk Operating System

**主机系统（微机）**的组成

• CPU（Central Processing Unit）
  • 运算器（Arithmetic and Logic Unit，ALU）
  • CPU内部总线
  • 寄存器（Register）
  • 控制器（Control Unit）
• 存储器
• 总线
  • 地址总线（address bus）
  • 数据总线（data bus）
  • 控制总线（control bus）
• IO接口

指令集架构：分为复杂指令集（CISC Complex Instruction Set Computer）和精简指令集（RISC Reduced ...）

存储器：数据和指令都存在内存或者硬盘上，都是二进制信息

总线

连接CPU和其他芯片

• 地址总线：宽度决定可寻址的存储单元大小，N跟总线，可寻址\(2^N\)，8086有20跟地址总线（可寻址1M个存储单元，一般一个单元存一个字节，即最大可以寻址1MB）
• 数据总线：宽度决定计算机的字长，64位机的64根，8086有16根（一次读写两个字节）
• 控制总线

CPU对存储器的读写

读取内存3号位的“08”，记录在寄存器上（0->08）