第2章計(jì)算機(jī)工作原理

立妻內(nèi)參

2」計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)的表示

2.2計(jì)算機(jī)的硬件組成

2.3計(jì)片機(jī)的基本工作過程

本章知識(shí)結(jié)構(gòu):

一一_??a楮+n小珈坦主二____________卅生||白枝蜘

計(jì)算機(jī)，作原埋」效制與轉(zhuǎn)怏?)

粉赤；:/皆知中白夕豐記

然/IJLTT舁機(jī)1刖衣不

北粉宿粉提的寺不

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達(dá);云舁笆規(guī)的則mi。l.

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耳卅片J

J4d￡/J工W-

7土HMVA玨J/彳lil〒T;X才J不-W里-

學(xué)習(xí)目標(biāo):

?理解數(shù)制與轉(zhuǎn)換、數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示；

?了解計(jì)算機(jī)的工作原理；

?掌握指令執(zhí)行過程。

?程序存儲(chǔ)是馮?諾依曼機(jī)的最基本特征。為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)計(jì)

必須先根據(jù)問題的要求，選擇算法和程序語言，設(shè)計(jì)出解決該

問題的程序，并通過輸入設(shè)備將該程序存入計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，然

后計(jì)算機(jī)運(yùn)行這個(gè)程序，就可獲得計(jì)算結(jié)果。在計(jì)算機(jī)中，程序及

數(shù)據(jù)是用二進(jìn)制代碼表示的，計(jì)算機(jī)只能存儲(chǔ)并識(shí)別二進(jìn)制代碼表

示的程序和數(shù)據(jù)，這是馮?諾依曼機(jī)的另一個(gè)主要特征。

2.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)的表示

2.1.1數(shù)制與轉(zhuǎn)換

2.1.2數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示

2.1.3非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示

2.1.4運(yùn)算規(guī)則

2.1計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示

?計(jì)算機(jī)的內(nèi)部的信息分為兩大類型，即控制信息和數(shù)據(jù)信息?？刂菩?/p>

息是控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行一系列的操作的信息，數(shù)據(jù)信息是計(jì)算機(jī)加工處

理的對(duì)象。指令是主要控制信息，數(shù)據(jù)信息包括數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)

據(jù)。數(shù)值數(shù)據(jù)能表示大小，可以在數(shù)軸上找到確定的點(diǎn)。非數(shù)值數(shù)據(jù)

沒有確定的數(shù)值，例如字符、漢字、圖形、圖像、聲音等，又稱符號(hào)

數(shù)據(jù)。

?數(shù)值數(shù)據(jù)包括整數(shù)和小數(shù)。通常有兩種方法來確定小數(shù)點(diǎn)的位置：一

種是規(guī)定小數(shù)點(diǎn)位置固定不變，稱為定點(diǎn)數(shù)；另一種是小數(shù)點(diǎn)的位置

不固定，可以浮動(dòng)，稱為浮點(diǎn)數(shù)。一般來說，定點(diǎn)格式容許的數(shù)值范

圍有限，要求的硬件結(jié)構(gòu)比較簡單；浮點(diǎn)格式容許的數(shù)值范圍很大，

但要求的處理硬件比較復(fù)雜。在計(jì)算機(jī)中，通常是用定點(diǎn)數(shù)來表示整

數(shù)和純小數(shù)，分別稱為定點(diǎn)整數(shù)和定點(diǎn)小數(shù)。對(duì)于既有整數(shù)部分、又

有小數(shù)部分的數(shù)，一般用浮點(diǎn)數(shù)表示。

2.1計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示

?在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，無論哪一種數(shù)據(jù)，都以二進(jìn)制形式表示。

它們的從屬關(guān)系如下所示。

L定點(diǎn)數(shù)〃

「數(shù)值數(shù)據(jù)"Y

〔浮點(diǎn)數(shù)，

數(shù)據(jù)

「邏輯數(shù)據(jù)~

〔非數(shù)值數(shù)據(jù)

〔字符數(shù)據(jù).，

2.1計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示

?在計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)信息是由不同位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)組成，為

了表示位數(shù)的多少，引入了“位”、“字節(jié)”和“字”的

概念。

?位（bit）：位是指一位二進(jìn)制的代碼，它只具有“0”、

“1”兩個(gè)狀態(tài)。

,字節(jié)（byte）：把8位二進(jìn)制代碼稱為一個(gè)字節(jié)，它是表

套二進(jìn)制代碼長度的一種單位。

?字（word）：字由字節(jié)構(gòu)成，一般為字節(jié)的整數(shù)倍。

2.1.1數(shù)制與轉(zhuǎn)換

?在十進(jìn)制系統(tǒng)中，進(jìn)位原則是逢十進(jìn)一；在二進(jìn)制系統(tǒng)中，

進(jìn)位原則是逢二進(jìn)一；在八進(jìn)制系統(tǒng)中，進(jìn)位原則是逢八進(jìn)

在十六進(jìn)制系統(tǒng)中，進(jìn)位原則是逢十六進(jìn)一。在十進(jìn)制

數(shù)中，每一項(xiàng)的數(shù)字都可以用。?9十個(gè)數(shù)字中的一個(gè)來表示;

二進(jìn)制數(shù)中每一項(xiàng)的數(shù)字都可以用0,1表示；八進(jìn)制中可以

使用0?7；十六進(jìn)制中可使用0?9,A,B,C,D，E,F。為了比較

二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制和十六進(jìn)制系統(tǒng)，表2?1給出了四

種進(jìn)位制的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.1.1數(shù)制與轉(zhuǎn)換

表2-1啾進(jìn)位制數(shù)

二進(jìn)制數(shù)。人進(jìn)制數(shù)，十進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制擻

0000/卜030~

0001^171”

0010，2P2。

0011“3，3-3d

0100-14d

0101/5"5，53

0110*'6"6“63

0111^737/7。

1000+'10。8d8“

1001?」11-19〃9/

1010。12“102A“

1011N13小11"Ba

1100*'14」12〃O

1101315313”加

11316414~E“

17“15〃F/

10000^20216&10Q

2.1.1數(shù)制與轉(zhuǎn)換

?1、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)

?(1)十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)

?將已知的十進(jìn)制整數(shù)反復(fù)除2,余數(shù)為1,相應(yīng)位為1；余

數(shù)為0,相應(yīng)位為0。從低位向高位逐次進(jìn)行，一直到用2

去除后，商為。時(shí)為止。

?例1：將十進(jìn)制數(shù)22轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)

2)22

2)11.......................................xi=0^

2)5......................................X?=1，

2)2.....................................x3=4

2)1.....................................x4=0"

0.................................................X5=

即(22)10=(XsX4x3X2x1)2

=(10110)?

。

、

處

第

舒H

卿A

基U

C

聯(lián)

淋K

小

+勰

捺

，

<熱

=格

^

晶

裁

城

網(wǎng)

腐

星

制

魚0

+?,

泰

麟

.

又例：2751

2[311

結(jié)果為：1001011

2L180

291

240

220

211

0

2.1.1數(shù)制與轉(zhuǎn)換

?（2）十進(jìn)制純小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)

?首先將十進(jìn)制純小數(shù)反復(fù)乘以2,每次乘2之后所得的數(shù)的

整數(shù)部分若為1,則二進(jìn)制小數(shù)的相應(yīng)位也為1；如果整數(shù)

部分為0,則相應(yīng)位為0。從高位向低位逐次進(jìn)行，直到滿

足精度要求為止。

進(jìn)位法:用十進(jìn)制小數(shù)乘基數(shù)，當(dāng)積為0或達(dá)到

所要求的精度時(shí),將整數(shù)部分由上而下排列o

示例:

0.625結(jié)果為：101

X2

------h-250-整數(shù)二1

X2

------07^0整數(shù)二0

X2

------h-0——整數(shù)二1小數(shù)值二0

2.1.1數(shù)制與轉(zhuǎn)換

?2、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)

?二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)的方法極為簡單，只要將二進(jìn)制

數(shù)按位展開，并計(jì)算出結(jié)果，便可以得到相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。

例2：計(jì)算(1011)：=1X2*+0X2：+1X2：+1X2：，

=8+0+2+1=1-

【例1?1】分別將(1010.11)2、(1010.11)8和(AC.1)16轉(zhuǎn)

換成十進(jìn)制數(shù)表示。

解：

32X

(1011.11)2=1X2+0X2+1X2+0X2°+1X2-

41X2-2

=8+0+2+0+0.5+0.25

=(10.75)］。

32X

(1011.11)81X8+0X8+1X8+0X8°+1X8-

耳1X8々

=512+0+8+0+0.125+0.015625

=(520.140625)1。

1

(AC.1)16=10X16與12X16°+1X16

=160+12+0.0625

=(172.0625)10

2.1.1數(shù)制與轉(zhuǎn)換

?3、非十進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換

?1位八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)3位二進(jìn)制數(shù)，而1位十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)4位

二進(jìn)制數(shù)。因此，二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)之間、二進(jìn)制數(shù)與

十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換十分容易。

?(X)八進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的互換

?將每一位八進(jìn)制數(shù)直接寫成相應(yīng)的3位二進(jìn)制數(shù)即可。反

之，二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)的方法是：以小數(shù)點(diǎn)為界，

向左或向右將每3位二進(jìn)制數(shù)分成一組，若不足3位，則用

0補(bǔ)足3位。然后，將每一組二進(jìn)制數(shù)直接寫成相應(yīng)的1位

八進(jìn)制數(shù)。

?二進(jìn)制與八進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換

從小數(shù)點(diǎn)開始，將二進(jìn)制數(shù)的整數(shù)和小數(shù)部分每

三位分為一組，不足三位的分別在整數(shù)的最高位

前和小數(shù)的最低位后加“0”補(bǔ)足，然后每組用等

值的八進(jìn)制碼替代，即得目的數(shù)。_________

例8:11010111.0100111I=327.234Q

011010111.010011100

3

2.1.1數(shù)制與轉(zhuǎn)換

?(2)十六進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的互換

?將每一位十六進(jìn)制數(shù)直接寫成相應(yīng)的4位二進(jìn)制數(shù)。而二進(jìn)制數(shù)

轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)的方法則是：以小數(shù)點(diǎn)為界，向左或向右將每

4位二進(jìn)制數(shù)分成一組，若不足4位，則用0補(bǔ)足4位。然后，將每

一組二進(jìn)制數(shù)直接寫成相應(yīng)的1位十六進(jìn)制數(shù)。

?在計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制比用十進(jìn)制優(yōu)越，主要表現(xiàn)：數(shù)的狀態(tài)簡

單，容易表示，在二進(jìn)制中只有兩個(gè)狀態(tài)，很容易實(shí)現(xiàn)；運(yùn)算規(guī)

則簡單；邏輯判斷方便：二進(jìn)制的“1〃和”0〃兩個(gè)數(shù)碼正好與邏

輯命題中的兩個(gè)值“是”和“否”，或者“真”和“假”相對(duì)應(yīng),

這不僅為計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算和程序中的邏輯判斷提供了便利條

件，而且也可以將邏輯代數(shù)這一數(shù)學(xué)工具應(yīng)用于邏輯線路的設(shè)計(jì)

中.

?二進(jìn)制與十六進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換

從小數(shù)點(diǎn)開始，將二進(jìn)制數(shù)的整數(shù)和小數(shù)部分每

四位分為一組，不足四位的分別在整數(shù)的最高位

前和小數(shù)的最低位后加“0”補(bǔ)足，然后每組用等

值的十六進(jìn)制碼替代，即得目的數(shù)。

例9：111011.10101B=3B.A8H

00111011.10101000

，小數(shù)點(diǎn)為界，

3BA8

【例1?4】將二進(jìn)制數(shù)1011010.10轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制和十

六進(jìn)制數(shù)：

解：001011010.10001011010.1000

132.45A.8

(1011010.10)2=(132.4)8

(1011010.10)2=(5A.8)16

【例1?5】將十六進(jìn)制數(shù)F7.28轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù):

解：F7.28

11110111.00101000

(F7.28)16=(11110111.00101000)2=

(11110111.00101)2

【例1?6】將八進(jìn)制數(shù)25.63轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)：

解：25.63

010101.110011

(25.63)8=(010101.110011)2=(10101.110011)2

2.1.2數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示

?要把一個(gè)數(shù)值在計(jì)算機(jī)中表示出來，必須明確指明：符號(hào)如

何表示，小數(shù)點(diǎn)的位置如何表示。在計(jì)算機(jī)中，表示一個(gè)數(shù)

值的符號(hào)的方法是：占用一位二進(jìn)制數(shù)位，用1表示負(fù)號(hào)，

用0表示正號(hào)。也就是說，對(duì)數(shù)值的符號(hào)編碼化。

■定點(diǎn)整數(shù)用n位二進(jìn)制表示一個(gè)數(shù)，一般選擇最左邊一位為

符號(hào)位，其值為L表示該數(shù)為負(fù)數(shù)；其值為0,表示該數(shù)為

正數(shù)。小數(shù)點(diǎn)固定在最低位之后，因而它所表示的數(shù)都為整

數(shù)。

■定點(diǎn)小數(shù)所表示的都為小數(shù)，小數(shù)點(diǎn)的位置在數(shù)值位的最左

端，即在符號(hào)位之后。那么各位的位權(quán)值分別為：第1位為

2-1,第2位為2-2……所以定點(diǎn)小數(shù)表示的只能是小數(shù)。

(1)定點(diǎn)數(shù)的表示方法

所謂定點(diǎn)格式，即約定機(jī)器中所有數(shù)據(jù)的小數(shù)點(diǎn)位置是固定

不變的。由于約定在固定的位置，小數(shù)點(diǎn)就不使用記號(hào)”

來表示。

假設(shè)用一個(gè)n+1位字來表示一個(gè)定點(diǎn)數(shù)x,其中第一位xO用

來表示數(shù)的符號(hào)，其余位數(shù)代表它的量值。為了將整個(gè)n+1位統(tǒng)

一處理起見，符號(hào)位xO放在最左位置，并用數(shù)值0和1分別代表

正號(hào)和負(fù)號(hào)，這樣，對(duì)于任意定點(diǎn)數(shù)乂=x0xxx2...xn,在定

點(diǎn)機(jī)中可表示為如下形式：

X0X1X2……Xn.1Xn

定點(diǎn)數(shù)的一般形式

小數(shù)的定點(diǎn)表示：

符號(hào)位

%瓦2b.3

▲

隱含小數(shù)點(diǎn)

整數(shù)的定點(diǎn)表示：

符號(hào)位b

bm"陽.2l

▲

隱含小數(shù)點(diǎn)

假定整數(shù)占8位,則數(shù)值?65存放形式如下：

11000001

如果數(shù)X表示的是純小數(shù)，那么小數(shù)點(diǎn)位于X。和1之間。

當(dāng)X1X2..........X-Xn各位均為0時(shí)，數(shù)X的絕對(duì)值最小,

即IX|min=。；

當(dāng)各位均為1時(shí)，X的絕對(duì)值最大，即|x|ma\=L2-n

故數(shù)的表示范圍為

0<|XI<l-2-n

如果數(shù)X表示的是純整數(shù)，那么小數(shù)點(diǎn)位于最低位X的右

邊，此時(shí)數(shù)X的表示范圍為n

o<|xI<2n4

目前計(jì)算機(jī)中多采用定點(diǎn)純整數(shù)表示，因此用定點(diǎn)數(shù)表示

的運(yùn)算簡稱為整數(shù)運(yùn)算。

(2)浮點(diǎn)表示法與浮點(diǎn)數(shù)

定點(diǎn)數(shù)表示的數(shù)值范圍在許多應(yīng)用中是不夠的，為了能表示

特大或特小的數(shù)，采用“浮點(diǎn)數(shù)”或“科學(xué)表示法”表示。”

浮點(diǎn)數(shù)”由兩部分組成，即尾數(shù)和階碼，底數(shù)是事先約定的，

在機(jī)器中不出現(xiàn)。一

如1234.56可以表示為IO4X0.123456,

0.123456是尾數(shù)，4是階碼。

0.0004567可以表示為IO-*0.4567,

0.4567是尾數(shù)，?3是階碼.

一個(gè)十進(jìn)制數(shù)N可以寫成N=10e.m

一個(gè)任意進(jìn)制數(shù)N1也可以寫成Nl=Re.M

其中

八m稱為浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)，是一個(gè)純小數(shù)。

e是比例因子的指數(shù)，是一個(gè)整數(shù)。

R是比例因子的基數(shù)，一般規(guī)定R為2,8或16。

規(guī)格化數(shù)

在浮點(diǎn)數(shù)表示法中，小數(shù)點(diǎn)的位置是浮動(dòng)的，階碼可以取不同的數(shù)值，

為了便于計(jì)算機(jī)中小數(shù)點(diǎn)的表示，規(guī)定將浮點(diǎn)數(shù)寫成規(guī)格化的形式，即尾數(shù)

部分必須是如下范圍的小數(shù)：

O.1<M<1（十進(jìn)制表示）

或0.5<M<l（二進(jìn)制表示）

例如，十進(jìn)制實(shí)數(shù)-1234.5678以規(guī)格化形式表現(xiàn)為

-0.12345678X104

同樣,任意二進(jìn)制規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)的表現(xiàn)形式為：

N=±d*2±P

式中d是尾數(shù)，前面的”上”表示數(shù)符;p是階碼，前面的"上”表示階符.

一個(gè)機(jī)器浮點(diǎn)數(shù)應(yīng)當(dāng)由

階碼和尾數(shù)及其符號(hào)位組成:

EsEH……EmMsM.M2……Mm

階符_階碼------數(shù)符---------尾數(shù)一

階碼只能是一個(gè)帶符號(hào)的整數(shù)，階碼本身的小數(shù)點(diǎn)約定在階碼的

最右面；尾數(shù)表示數(shù)的有效部分，是純小數(shù)，其本身的小數(shù)點(diǎn)約定在

數(shù)符和尾數(shù)之間。由此可見，浮點(diǎn)數(shù)是定點(diǎn)整數(shù)和定點(diǎn)小數(shù)的混合，

在浮點(diǎn)數(shù)表示中，數(shù)符和階符各占1位，階碼的位數(shù)表示數(shù)的大小范圍

,尾數(shù)的位數(shù)表示數(shù)的精度。

例如，設(shè)尾數(shù)為8位，階碼為6位，則二進(jìn)制數(shù)

N=(-1101.010)B=(-0.110101)Bx2(I°°)B

浮點(diǎn)數(shù)的存放形式為:0000100111010100

浮點(diǎn)數(shù)表示的范圍

假設(shè)機(jī)器中的數(shù)由8位二進(jìn)制數(shù)表示

在定點(diǎn)表示中若只考慮正數(shù)值，定點(diǎn)數(shù)表示的數(shù)的范圍是

0.0000000到O.llllin,相當(dāng)于十進(jìn)制數(shù)的O?127/128o

在浮點(diǎn)表示中若階符階碼占3位，數(shù)符尾數(shù)占5位。浮點(diǎn)數(shù)

所能表示的數(shù)的范圍是2-Uxo.oooi到2口x0.1111o相當(dāng)于

十進(jìn)制數(shù)的1/128到7.5。

顯然如果都用8位，用浮點(diǎn)數(shù)表示的數(shù)的范圍比定點(diǎn)數(shù)表

示的數(shù)的范圍大得多。

2.1.2數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示

?在科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理中，經(jīng)常需要處理和計(jì)算非常大或者非常小的

數(shù)值。定點(diǎn)表示法不能夠精確地完成這種數(shù)值的表示。為了表示更大

取值范圍的數(shù)，可以采用下式所示的表示方法：

f=m.re

?其中f表示數(shù)，m和e為帶符號(hào)的定點(diǎn)數(shù)，e稱之為階、m為尾數(shù)、r為

基。尾數(shù)m可以是整數(shù)，也可以是小數(shù)。目前大多數(shù)計(jì)算機(jī)都把m規(guī)

定為純小數(shù)，階碼e為整數(shù)。從上式可以看出，m中的小數(shù)點(diǎn)可以隨e

值的變化而左右浮動(dòng)。所以把這種表示法叫做數(shù)的浮點(diǎn)表示法。

2.1.2數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示

?在計(jì)算機(jī)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算操作時(shí)，符號(hào)位如何表示呢？是

否也同數(shù)值位一起參加運(yùn)算操作呢？為了妥善的處理好這些

問題，就產(chǎn)生了把符號(hào)位和數(shù)值位一起編碼來表示相應(yīng)的數(shù)

的各種表示方法，如原碼、補(bǔ)碼、反碼、移碼等。

?機(jī)器數(shù)就是數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示形式，為了表示通常的數(shù)與

機(jī)器數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可將通常的數(shù)稱為機(jī)器數(shù)的真值。因此,

在計(jì)算機(jī)中只有機(jī)器數(shù)，不存在數(shù)的真值。

2.1.2數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示

?1.原碼

?原碼是一種簡單的機(jī)器數(shù)表示法，用最高位表示數(shù)的正、負(fù)，。表示

正，1表示負(fù)，數(shù)值部分按二進(jìn)制書寫。

例3：二進(jìn)制數(shù)+1000110的原碼表示為：01000110

二進(jìn)制數(shù)“000110的原碼表示為：11000110

0在原碼中有兩種表示形式，可以認(rèn)為是(+0),也可以認(rèn)為是(-

0),即

[+0]==000…0”

n位.

[-0]京=100…0"

2.1.2數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示

■原碼表示簡單易懂，而且與真值的轉(zhuǎn)換也方便，在做乘除

法運(yùn)算時(shí)，可將符號(hào)位和數(shù)值位分開處理。結(jié)果數(shù)的符號(hào)

可用參加操作的兩個(gè)操作數(shù)符號(hào)進(jìn)行異或運(yùn)算求得，結(jié)果

數(shù)的數(shù)值可由操作數(shù)原碼的數(shù)值部分按乘除規(guī)則運(yùn)算得到。

因此，原碼適合乘除法運(yùn)算。但是原碼做減法運(yùn)算極為不

便。其過程如下：當(dāng)兩個(gè)數(shù)相加時(shí)，如果是同號(hào)，則數(shù)值

相加；如果是異號(hào)，則數(shù)值部分相減，這就需要比較兩個(gè)

數(shù)的絕對(duì)值大小，用絕對(duì)值大的數(shù)減去絕對(duì)值小的數(shù)，所

得的差的符號(hào)與絕對(duì)值大的數(shù)同號(hào)。為了解決用原碼做減

法運(yùn)算的不便，提出了補(bǔ)碼表示法。

2.1.2數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示

?2.反碼

?正數(shù)的反碼與其本身相同，負(fù)數(shù)的反碼是將它的原碼除符

號(hào)位外逐位取反,也就是1變0,0變1。

?例5：二進(jìn)制數(shù)+1000110的反碼表示為：01000110

二進(jìn)制數(shù)?1000110的反碼表示為：11111001

0在反碼中也有兩種表示方法：

[+0]&=ooo??a

n位~

[-0]反=111…L

2.1.2數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示

?3.補(bǔ)碼

?可以用鐘表對(duì)時(shí)為例說明補(bǔ)碼的概念。假設(shè)現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)

間為4點(diǎn)整；而有一只表已經(jīng)7點(diǎn)了，為了校準(zhǔn)時(shí)間，可以

采用兩種方法：一是將時(shí)針退7?4=3格；一是將時(shí)針向前

撥12?3=9格。這兩種方法都能對(duì)準(zhǔn)到4點(diǎn)，由此可以看出，

減3和加9是等價(jià)的，就是說9是(?3)對(duì)12的補(bǔ)碼。在補(bǔ)碼中,

真值0有唯一的表達(dá)形式。

?正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是它的原碼除符號(hào)位

外逐位取反(即0變1,1變0),在末位加1。

?例4：二進(jìn)制數(shù)+1000110的補(bǔ)碼表示為：01000110

二進(jìn)制數(shù)-1000110的補(bǔ)碼表示為：11111010

2.1.2數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示

?補(bǔ)碼是一種很好的機(jī)器數(shù)表示法，補(bǔ)碼可以把負(fù)數(shù)轉(zhuǎn)化為

正數(shù)，使減法轉(zhuǎn)化為加法，從而使正負(fù)數(shù)的加減運(yùn)算轉(zhuǎn)化

為單純的正數(shù)相加的運(yùn)算，進(jìn)而提高了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度

并節(jié)省了設(shè)備。所以補(bǔ)碼是應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)器數(shù)表示

方法。

?采用補(bǔ)碼表示法進(jìn)行減法運(yùn)算就比原碼方便得多了。因?yàn)?/p>

不論數(shù)是正還是負(fù)，機(jī)器總是做加法,減法運(yùn)算可變?yōu)榧臃?/p>

運(yùn)算。但根據(jù)補(bǔ)碼定義，求負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼要用2減去|x|。為了

用加法代替減法，結(jié)果還得在求補(bǔ)碼時(shí)作一次減法，這顯然

是不方便的。下面介紹的反碼表示法可以解決負(fù)數(shù)的求補(bǔ)

問題。

歸納

1）正數(shù)的原碼、補(bǔ)碼和反碼都有相同的形式，即

兇原=兇反=兇補(bǔ)=O.X1…Xn

2）負(fù)數(shù)的原碼，通過將符號(hào)位置1,數(shù)值部分不變得

到；

3）負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼和反碼符號(hào)位均為1,反碼的數(shù)值部分

可通過將原碼的數(shù)值各位取反獲得，補(bǔ)碼的數(shù)值部分

只需在反碼的末位加一便可得到。

原碼反碼補(bǔ)碼舉例（以8位字長為例）

十進(jìn)制數(shù)原碼反碼補(bǔ)碼

+0000000000000000000000000

-0100000001111111100000000

+1000000010000000100000001

-1100000011111111011111111

+73010010010100100101001001

-73110010011011011010110111

+127011111110111111101111111

-127111111111000000010000001

例1:73-73=(01001001)補(bǔ)+(10110111)補(bǔ)=(00000000)補(bǔ)

［［X］補(bǔ)］補(bǔ)=［用原(證明從略)

例2:73-127=(01001001)補(bǔ)+(10000001)補(bǔ)=(11001010)補(bǔ)

反=原=?

=(11001001)(10110110)(25+24+22+21)10=-54

2.1.3非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示

?在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)和處理的數(shù)據(jù)，除了數(shù)值數(shù)據(jù)之外，還有邏輯數(shù)據(jù)和字符數(shù)

據(jù)。邏輯數(shù)據(jù)和字符數(shù)據(jù)是不含有“值”的數(shù)據(jù)，這兩類數(shù)據(jù)又統(tǒng)稱為非數(shù)

值數(shù)據(jù)。

?邏輯數(shù)據(jù)是由若干位無符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)碼組成，每位之間獨(dú)立不相關(guān)，每位

沒有數(shù)值概念，僅有邏輯值。僅用I表示“真”和用0表示“假”。

?在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用中，大量的工作是對(duì)字符和專用符號(hào)進(jìn)行操作。例如在辦公

室系統(tǒng)中的姓名、年齡和性別，企業(yè)管理系統(tǒng)中的制表、圖書管理系統(tǒng)中的

圖書編號(hào)及其分類等等，都需要利用字符或者符號(hào)來表示。這些符號(hào)包括：

?英文字符：A,B,C,……,X,Y,Z,a,b,c,???,x,y,z

?專用符號(hào)：$,@,#,“，+,—，/,=

?上述的這些符號(hào)不能直接裝入計(jì)算機(jī)，必須將其編碼、數(shù)字化處理之后，以

字符數(shù)據(jù)的形式裝入計(jì)算機(jī)中。

?目前國際上普遍采用的字符系統(tǒng)是ASCII碼（美國國家信息交換標(biāo)準(zhǔn)字符碼），它

包括10個(gè)十進(jìn)制數(shù)碼,26個(gè)英文字母和一定數(shù)量的專用符號(hào)，如$,%，+產(chǎn)等，

共128個(gè)元素。

1.字符與字符串的表示方法

評(píng)料品能處聚一對(duì)于符號(hào)應(yīng)用到計(jì)算機(jī)

中時(shí)，都必須編寫成二進(jìn)制格式的代碼，也就是字符信

息用數(shù)據(jù)表示，稱為符號(hào)數(shù)據(jù)。

目前國際上普遍采用的一種字符系統(tǒng)是七單位的

ASCII碼（美國國家信息交換標(biāo)準(zhǔn)字符碼American

StandardCodeforInformationInterchange）,它包括10個(gè)

十進(jìn)制數(shù)碼，26個(gè)英文字母和一定數(shù)量的專用符號(hào)，如

$,%,+,=等，總共128個(gè)元第，因此二進(jìn)制編碼需

要7位，加上一個(gè)偶校驗(yàn)位，共8位，剛好為一個(gè)字節(jié)。

下表歹U出了七單位的ASCII碼字符編碼表。

高三位

低四位

000001010011100101110111

0000SP0@pp

美國信0001J1AQaq

息父換0010662BRbr

cs

標(biāo)準(zhǔn)碼0011#3CS

0100$4DTdt

ASCII碼0101%5EUeu

0110&6FVfV

ASCH碼的011167GWgw

十進(jìn)制表示：1000(8HXhX

*

1001)9IY1y

SP:32*?*

1010*JZJz

+*

0-9:48-5710119K[k{

\

11009<L11

AZ65-901101-=M]m)

1110*>NAn

a-z:97-122

/9O0DEL

1111—

字符串存儲(chǔ)形式

字符串是指連續(xù)的一串字符，通常方式下，它們占用主

存中連續(xù)的多個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)存一個(gè)字符。當(dāng)主存字由2

個(gè)或4個(gè)字節(jié)組成時(shí)，在同一個(gè)主存字中，既可按從低位字

節(jié)向高位字節(jié)的順序存放字符串內(nèi)容，也可按從高位字節(jié)向

低位字節(jié)的次序順序存放字符串內(nèi)容。這兩種存放方式都是

常用方式，不同的計(jì)算機(jī)可以選用其中任何一種。

字符串存儲(chǔ)形式FUA

>BUT

例如下述字符串：HENU

IFUA>BUTHENUREAD(C)READ

C)

就可以按圖所示從高位字節(jié)到低位字節(jié)依次存放在主存

中。其中主存單元長度由4個(gè)字節(jié)組成。每個(gè)字節(jié)中存放相應(yīng)

字符的ASCII值，文字表達(dá)式中的空格在主存中也占一

個(gè)字節(jié)的位置。因而每個(gè)字節(jié)分別存放十進(jìn)制的73,70,32

,65,62,66,32,84,72,69,78,32,82,69,65,68

,40,67,41,32o(符號(hào)數(shù)字化)

2.漢字的表示方法

漢字輸入漢字輸出

漢字信息處理系統(tǒng)的模型

(1)漢字的輸入編碼

數(shù)字編碼常用的是國標(biāo)區(qū)位碼，用數(shù)字串代表一個(gè)漢字輸入。區(qū)位

碼是將國家標(biāo)準(zhǔn)局公布的6763個(gè)兩級(jí)漢字分為94個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)分94位

,實(shí)際上把漢字表示成二維數(shù)組，每個(gè)漢字在數(shù)組中的下標(biāo)就是區(qū)位

碼。區(qū)碼和位碼各兩位十進(jìn)制數(shù)字，因此輸入一個(gè)漢字需按鍵四次。

例如“中”字位于第54區(qū)48位，區(qū)位碼為5448。

數(shù)字編碼輸入的優(yōu)點(diǎn)是無重碼，且輸入碼與內(nèi)部編碼的轉(zhuǎn)換比較方便

,缺點(diǎn)是代碼難以記憶。

拼音碼拼音碼是以漢語拼音為基礎(chǔ)的輸入方法。凡是

掌握漢語拼音的人，不需訓(xùn)練和記憶，即可使用。但漢字

同音字太多，輸入重碼率很高，因此按拼音輸入后還必須

進(jìn)行同音字選擇，影響了輸入速度。

字形編碼字形編碼是用漢字的形狀來進(jìn)行的編碼。把

漢字的筆劃部件用字母或數(shù)字進(jìn)行編碼，按筆劃的順序

依次輸入，就能表示一個(gè)漢字。

例如形象碼、五筆字型編碼都是比較有影響的字形編碼

方法（形象碼字梁分類總表參看附錄）O

(2)漢字內(nèi)碼

漢字內(nèi)碼是用于漢字信息的存儲(chǔ)、交換、檢索等操作的

機(jī)內(nèi)代碼，一般采用兩個(gè)字節(jié)表示。為了與英文字符能

相互區(qū)別，漢字機(jī)內(nèi)代碼中兩個(gè)字節(jié)的最高位均規(guī)定為1

(3)漢字字模碼

字模碼是用點(diǎn)陣表示的漢字字形代碼，它是漢字的輸出

形式。

根據(jù)漢字輸出的要求不同，點(diǎn)陣的多少也不同

簡易型漢字為16x16點(diǎn)陣，提高型漢字為“24x24點(diǎn)陣

，、“32x32”點(diǎn)陣,甚至更高。因此字模點(diǎn)陣的信息量

是很大的，所占存儲(chǔ)空間也很大。

以16x16點(diǎn)陣為例，每個(gè)漢字要占用32個(gè)字節(jié)

(16-8x16),國標(biāo)兩級(jí)漢字要占用256K字節(jié)。因此字

模點(diǎn)陣只能用來構(gòu)成漢字庫，而不能用于機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)。字庫

中存儲(chǔ)了每個(gè)漢字的點(diǎn)陣代碼。當(dāng)顯示輸出或打印輸出時(shí)

才檢索字庫，輸出字模點(diǎn)陣，得到字形。

00行

漢字顯示碼

舉例

■■■

64*64點(diǎn)陣,共占

512字節(jié)

000700E0

0700OC00

其中的第32行用字節(jié)保

存后如上所示

處理漢字的過程

只有在中文操作系統(tǒng)環(huán)境下才能處理漢字，操作系統(tǒng)

中有實(shí)現(xiàn)各種漢字代碼間轉(zhuǎn)換的模塊，在不同場合下調(diào)用

不同的轉(zhuǎn)換模塊工作。

漢字以某種輸入方案輸入時(shí)，就由與該方案對(duì)應(yīng)的輸

入轉(zhuǎn)換模塊將其變換為機(jī)內(nèi)碼存儲(chǔ)起來。漢字運(yùn)算是一種

字符串運(yùn)算，用機(jī)內(nèi)碼進(jìn)行，從主存到外存的傳送也使用

機(jī)內(nèi)碼。在不同漢字系統(tǒng)間傳輸時(shí)，先要把機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換為

傳輸碼，然后通過接回送出，對(duì)方收到后再轉(zhuǎn)換為它自己

的機(jī)內(nèi)碼。

輸出時(shí)先把機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換為地址碼，再根據(jù)地址在字庫

中找到字形存儲(chǔ)碼，然后根據(jù)輸出設(shè)備的型號(hào)、區(qū)特性及

輸出字形特性使用相應(yīng)轉(zhuǎn)換模塊把字形存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換為字型輸

出碼，把這個(gè)碼送至輸出區(qū)設(shè)備輸出。

2.1.4運(yùn)算規(guī)則

?計(jì)算機(jī)的運(yùn)算包括算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)比較和數(shù)據(jù)傳送。其中

算術(shù)運(yùn)算就是指二進(jìn)制數(shù)的加減乘除運(yùn)算；邏輯運(yùn)算包括邏輯與、邏

輯或、邏輯非運(yùn)算；數(shù)據(jù)比較是指常見的大于、小于、等于、不等于、

大于等于、小于等于；數(shù)據(jù)傳送是指輸入、輸出和賦值，下面給出算

術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則：

?加法0+0=00+1=11+0=11+1=0（進(jìn)位）

?減法0?0=01-0=11-1=00?1=1（借位）

,乘法0x0=01x0=00x1=01x1=1

?除法與十進(jìn)制類似

?邏輯“與”運(yùn)算0x1=01x0=00x0=01x1=1

?邏輯“或”運(yùn)算0+0=00+1=11+0=11+1=1

?邏輯“非”運(yùn)算Not0=1Not1=0

2.2計(jì)算機(jī)的硬件組成

2.2.1運(yùn)算器

2.2.2存儲(chǔ)器

2.2.3中央處理器

2.2.4外部設(shè)備

2.2計(jì)算機(jī)的硬件組成

?計(jì)算機(jī)的硬件是由電子器件等構(gòu)成的，它包括運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、

輸入和輸出設(shè)備。通常將運(yùn)算器和控制器稱為CPU(CentralProcessing

Unit),而將CPU和存儲(chǔ)器稱為主機(jī)。存儲(chǔ)程序并按地址順序執(zhí)行，這

是馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)的工作原理，也是計(jì)算機(jī)自動(dòng)化工作的關(guān)鍵。舉個(gè)

例子來講：

?當(dāng)我們用一個(gè)算盤，一張紙，一支筆來計(jì)算一道算術(shù)題時(shí)用到了：

?紙：用于存儲(chǔ)解題的原始信息；

?算盤：用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算；

?筆：用于把原始數(shù)據(jù)和解題步驟記錄到紙上，以及寫出運(yùn)算結(jié)果；

?人腦和手：用于控制解題步驟。

2.2計(jì)算機(jī)的硬件組成

?同樣的，計(jì)算機(jī)也需要相應(yīng)部件：

?存儲(chǔ)器：在計(jì)算機(jī)中相當(dāng)于紙那樣具有“記憶”功能的部件；

?運(yùn)算器：在計(jì)算機(jī)中相當(dāng)于算盤功能的部件；

?輸入設(shè)備和輸出設(shè)備：相當(dāng)于筆，把原始解題信息送到計(jì)算機(jī)或把運(yùn)

算結(jié)果顯示出來的設(shè)備；

-控制器：相當(dāng)于大腦，能夠自動(dòng)控制整個(gè)計(jì)算過程。

2.2計(jì)算機(jī)的硬件組成

?數(shù)字計(jì)算機(jī)主要組成部分如圖2-1所示。

?控制.

>數(shù)據(jù).

圖2-1數(shù)字計(jì)算機(jī)的硬件組成.

2.2.1運(yùn)算器

?運(yùn)算器就好比一個(gè)由電子線路構(gòu)成的算盤，能進(jìn)行加、減、乘、除等算

術(shù)運(yùn)算，還可進(jìn)行與、或、非等邏輯運(yùn)算?？紤]到電子器件的特性，計(jì)

算機(jī)中通常采用二進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)就是以2為基數(shù)來計(jì)數(shù)，即逢二進(jìn)一

就像十進(jìn)制中只有0?9共十個(gè)獨(dú)立的數(shù)符一樣，在二進(jìn)制中只有0和1兩

個(gè)獨(dú)立的數(shù)符，而這恰好能夠與電子器件中電壓的高低、脈沖的有無對(duì)

應(yīng)起來，容易實(shí)現(xiàn)。二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)律非常簡單，在電子線路中比較

容易實(shí)現(xiàn)，而且設(shè)備也最省。在運(yùn)算中，二進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)一樣，當(dāng)

數(shù)的位數(shù)越多時(shí)，計(jì)算的精度就越高，但是位數(shù)越多，所需的電子器件

也越多。

2.2.1運(yùn)算器

?運(yùn)算器由核心部件，即算術(shù)邏輯部件ALU(ArithmeticLogicUnit)和寄

存器、總線等組成。運(yùn)算器的設(shè)計(jì)，主要是圍繞邏輯運(yùn)算部件ALU和寄

存器同數(shù)據(jù)總線之間如何傳送操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行的。總線是一組由

多個(gè)部件分時(shí)共享的傳送線路，共享是指總線上可以掛接多個(gè)部件，它

們之間可以通過這一組公共總線傳送信息；分時(shí)是指一組總線在同一時(shí)

刻只能提供給掛接在上面的兩個(gè)部件之間傳送信息，否則會(huì)發(fā)生沖突。

運(yùn)算器的設(shè)計(jì)，需要考慮數(shù)據(jù)傳送的方便性和操作速度，在微型機(jī)和單

片機(jī)中還要考慮在硅片上制作總線的工藝。計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器大體有如下

三種結(jié)構(gòu)形式。

2.2.1運(yùn)算器

?L單總線結(jié)構(gòu)的運(yùn)算器

?單總線結(jié)構(gòu)的運(yùn)算器把所有部件都接到同一總線上，所以數(shù)據(jù)可以在任

何兩個(gè)寄存器之間，或者在任一個(gè)寄存器和ALU之間傳送。對(duì)這種結(jié)構(gòu)

的運(yùn)算器來說，在同一時(shí)間內(nèi)，只能有一個(gè)操作數(shù)放在單總線上。如果

要把兩個(gè)操作數(shù)輸入到ALU,需要分兩次來做，而且還需要兩個(gè)緩沖寄

存器A和B,如圖2-2所示。例如，執(zhí)行一次加法操作：首先把第一個(gè)操

作數(shù)經(jīng)總線送入A緩沖寄存器；接著把第二個(gè)操作數(shù)經(jīng)總線送入B緩沖寄

存器；最后ALU執(zhí)行加法，把結(jié)果通過總線送入目的寄存器。

2.2.1運(yùn)算器

?這種結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是操作速度較慢。但由于它只控制一條總線，故控

制電路比較簡單。

2.2.1運(yùn)算器

?2.雙總線結(jié)構(gòu)的運(yùn)算器

?雙總線結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)操作數(shù)同時(shí)加到ALU進(jìn)行運(yùn)算,只需一次操作控制，

而且馬上就可以得到運(yùn)算結(jié)果。兩條總線各自把其數(shù)據(jù)送至ALU的輸入

端，如圖2-3。特殊寄存器分為兩組，它們分別與一條總線交換數(shù)據(jù)。這

樣，通用寄存器中的數(shù)據(jù)就可進(jìn)入到任一組特殊寄存器中去，從而使數(shù)

據(jù)傳送更為靈活。ALU的輸出不能直接加到總線上去，這是因?yàn)椋?dāng)形

成操作結(jié)果輸出時(shí)，兩條總線都被輸入數(shù)占據(jù)，因而必須在ALU輸出端

設(shè)置緩沖寄存器。例如，執(zhí)行一次加法操作操作的控制要分兩步完成：

第一，在ALU的兩個(gè)輸入端輸入操作數(shù)，形成結(jié)果并送入緩沖寄存器；

第二，把結(jié)果送入目的寄存器。

2.2.1運(yùn)算器

總線b

圖2-3雙總蜘構(gòu)運(yùn)算器

2.2.1運(yùn)算器

?3.三總線結(jié)構(gòu)的運(yùn)算器

?在三總線結(jié)構(gòu)的運(yùn)算器中，ALU的兩個(gè)輸入端分別由兩條總線供給，而

ALU的輸出則與第三條總線相連，如圖2-4。這樣，算術(shù)邏輯操作就可以

在一步控制之內(nèi)完成。另外，設(shè)置了一個(gè)總線旁路器。設(shè)置總線旁路器

的目的是：如果一個(gè)操作數(shù)不需要修改，而直接從總線2傳送到總線3,

那么可以通過控制總線旁路器把數(shù)據(jù)傳出；如果一個(gè)操作數(shù)傳送時(shí)需要

修改，那么就借助于ALU。很顯然，三總線結(jié)構(gòu)的運(yùn)算器的特點(diǎn)是操作

時(shí)間快，但需要總線多。

2.2.1運(yùn)算器

總線1.

圖2-4三總段構(gòu)運(yùn)算器

2.2.2存儲(chǔ)器

?存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的重要組成部分。當(dāng)利用計(jì)算機(jī)完成某項(xiàng)任務(wù)時(shí)，事先把解決問

題的程序和所需數(shù)據(jù)存于存儲(chǔ)器中，在執(zhí)行程序時(shí)再由存儲(chǔ)器快速地提供給處理

機(jī)。顯然，存儲(chǔ)器的功能是存儲(chǔ)信息，保存或“記憶”解題的原始數(shù)據(jù)和解題步

驟。不論是數(shù)據(jù)，還是解題步驟，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的全是0或1表示的二進(jìn)制代碼。用

一個(gè)具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物理器件表示二進(jìn)制。和1,這種器件稱為記憶元或記憶

單元，它所表示的是二進(jìn)制數(shù)的一位。位是二進(jìn)制數(shù)的最基本單位，也是存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)信息的最小單位。一個(gè)二進(jìn)制數(shù)由若干位組成，當(dāng)一個(gè)數(shù)作為一個(gè)整體存入

或讀出時(shí)，這個(gè)數(shù)稱為存儲(chǔ)字。程序和數(shù)據(jù)以二進(jìn)制的形式存放在存儲(chǔ)體中，它

是存儲(chǔ)器的核心部分。為了區(qū)分存儲(chǔ)體中的所有單元，必須講它們逐一編號(hào)。

2.2.2存儲(chǔ)器

目前采用半導(dǎo)體器件來作為存儲(chǔ)器，一個(gè)半導(dǎo)體觸發(fā)器可以記憶一個(gè)二進(jìn)制代碼,

一個(gè)數(shù)假定用16位二進(jìn)制代碼表示，那么就需要有16個(gè)觸發(fā)器來保存這些代碼。

在存儲(chǔ)器中保存一個(gè)數(shù)的16個(gè)觸發(fā)器,稱為一個(gè)存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)器是由許多存儲(chǔ)

單元組成，每個(gè)存儲(chǔ)單元的編號(hào)稱為地址。存儲(chǔ)器所有存儲(chǔ)單元的總數(shù)稱為存儲(chǔ)

容量。通常用單位“KB、MB”表示，如64KB,128MB。存儲(chǔ)容量越大，表示計(jì)

算機(jī)能夠儲(chǔ)存的信息就越多。

2.2.2存儲(chǔ)器

?存儲(chǔ)體和它周圍的邏輯控制線路組成存儲(chǔ)器，從信息流通的角度看，存

儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)如圖2-5所示，它由四部分構(gòu)成：存儲(chǔ)體、存儲(chǔ)器地址寄

存器、存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器和讀/寫控制線路。

數(shù)據(jù).

存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器.

讀

j

寫

控

<=1讀寫命令3

制

線

路

-.

1

地址代碼,

圖2-5存儲(chǔ)器基本結(jié)構(gòu)圖

2.2.2存儲(chǔ)器

?存儲(chǔ)器有兩種基本的操作：一種是讀操作；一種是寫操作。讀操作是

由中央處理器將地址加載到地址寄存器中，將讀命令加載到讀寫控制

線路上，在讀命令的作用下，存儲(chǔ)器將按照地址寄存器中的地址從相

應(yīng)的單元中讀出內(nèi)容送到數(shù)據(jù)寄存器中。寫操作是由中央處理器將地

址加載到地址寄存器中，將要寫的數(shù)據(jù)加載到數(shù)據(jù)寄存器中，然后將

寫命令加載到讀寫控制線路上，在寫命令的作用下，存儲(chǔ)器將數(shù)據(jù)寫

入地址寄存器所指定的對(duì)應(yīng)單元中去。

?根據(jù)存儲(chǔ)材料及使用方法不同，存儲(chǔ)器有各種不同的分類方法。

2.2.2存儲(chǔ)器

?1.按存儲(chǔ)介質(zhì)分類

?凡是明顯具有兩種狀態(tài)的物質(zhì)和元器件，都可以用來記憶二進(jìn)制代碼“0”和

“1”。通常把這些物質(zhì)和元器件稱為存儲(chǔ)介質(zhì)。

?(1)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器：用半導(dǎo)體器件組成的存儲(chǔ)器。一種是雙極型存儲(chǔ)單元，這

種存儲(chǔ)器存取速度快，但是功耗較大，集成度較低；另一種是MOS存儲(chǔ)單元，

其特點(diǎn)是集成度高，功耗小，工藝簡單。雙極型存儲(chǔ)單元多用作快速、小容量

的存儲(chǔ)器。MOS存儲(chǔ)單元多用作大容量的主存。

?(2)磁表面存儲(chǔ)器：用磁性材料做成的存儲(chǔ)器。在磁表面存儲(chǔ)器中，信息記錄

在一薄層磁性材料表面上，隨著載體