机组：计算机组成和数据转换 3月2日 – 天气：晴

1. 计算机的基本组成结构

• 计算机的硬件由运算器，控制器，存储器，输入和输出设备组成
• 其中，控制器和运算器成为CPU
• 控制器又分为了内部存储器和外部存储器。内部存储器指的是内存，速度快，容量小，且断电后内容消失。外部存储器主要指的是硬盘，容量大，速度慢
• CPU+内存成为主机

1.1 CPU的组成

CPU主要由运算器，控制器，寄存器组和内部总线构成

其中运算器包括了下面的部分：

• 算数逻辑运算单元ALU：负责算数和逻辑运算
• 累加寄存器AC：负责进行累加操作如i++，并暂存运算结果
• 数据缓冲寄存器DR：负责暂存从内存中读取的数据
• 程序状态字PSW：负责保存运算过程中的状态。

控制器包含了下面的部分：

• 指令寄存器IR：保存当前正在执行的代码
• 程序计数器PC：保存下一条指令位于内存中的地址，并具有自增功能
• 地址寄存器AR：保存CPU需要访问的内存单元的地址
• 指令译码器：对指令进行译码

此外还有一些通用的寄存器组

• 当要执行某一条指令时，指令会从内存中经过控制总线到达指令寄存器。
• 其中指令中的操作码会经过指令译码器转换成控制信号
• 地址码部分会保存到地址寄存器中。
• 地址寄存器根据地址码，到内存中找到相应的数据，通过数据总线，将数据保存到数据缓存寄存器DR中，然后一次保存到通用寄存器中由CPU调用
• 在运算过程中如果产生进位等操作，还会将状态保存到程序状态字PSWR中

2. 数值在计算机中的表示

2.1 定点数和浮点数

这里需要补充的是定点数和浮点数的区别：

• 定点数是纯正数或者纯小数
• 浮点数一般一个数字即有正数部分，也有小数部分

上面的这个题需要记住，这道题解释了为什么计算机中使用补码来储存和运算数据

• 零的表示唯一
• 可以将减法转化为加法运算，计算简单
• 数值位可以直接参与运算

在浮点数的表示中：

• 阶码长度越长，则代表表示的数据范围约大
• 尾数越长，则代表表示的数据的精度越高

补码转化为原码：

从右边开始第一个遇到1，剩下的直接取反。

比如补码00100转换为原码就是11100

3. 校验码