1.5计算机系统性能评价

  • 吞吐率:表示在单位时间内所完成的工作量,例如:带宽

  • 响应时间:指从作业提交开始到作业完成所用的时间,例如:执行时间、等待时间。

  • 存储容量:存储器存放的二进制位数,反应存储器存储能力的指标。

  • 机器字长: CPU一次处理的二进制位,反应CPU工作能力

  • 指令字长: 一条指令用多少位二进制数表示

  • 存储字长: 一个存储单元能存放的二进制位数。

1.6数制相互转换

例1:
将(1010111011.0010111)2转换为八进制

001 010 111 001 . 001 011 100
1 2 7 3 . 1 3 4

例2:
将(2754.41)8转换为二进制

2 7 5 4 . 4 1
010 111 101 100 . 100 001

2.2二进制数的表示

  • 真值:数的真实值。例如: +1011 , -1011 , +0.1010 , -0.1010

  • 机器数:真值的符号位数字化成0表示正1表示负。例如: 0,1011 、1,1011 、 0.1010 、 1,1010

    2.2.3机器数的表示

    • 原码:等于机器数

    • 反码:正数反码等于原码,负数反码等于原码符号位不变数值位取反。

    • 补码:正数补码等于原码,负数补码等于反码末位加1。

    2.2.4定点数和浮点数的表示

    • 定点数概念:指计算机中的小数点位置固定不变的数的表示方式。
    • 分类

      • 定点整数:小数点固定在数的最低位之后。设字长为8位,能表示的数值范围为: 0000000 - 01111111即0 - (27 - 1 )

      • 定点小数: 小数点固定在数的最高位之前。设字长为8位,能表示的范围为: 0.00000 ~ 1111111即0 - (1 - 2-7 )

      • 浮点数概念:指计算机中的小数点位置不是固定的,或者说是“浮动”的。

      • 数的表示方式:通过阶码和尾数表示:N=2±E × (±S)

      • E称为阶码,它是一个二进制正整数;

      • E前的土为阶码的符号,称为阶符(Ef);表示了是扩大还是缩小,正数则为扩大,负数则为缩小

      • S称为尾数,它是一个二进制正小数;

      • S前的±为尾数的符号,称为尾符(Sf)

      • “2”是阶码E的底数

例子

2.3十进制数表示

  • BCD码(二进制 -> 十进制):用四位二进制代码对一位十进制数进行编码,它既具有二进制码的形式(四位二进制码),又有十进制数的特点(每四位二进制码是一位十进制数)。

    例:(931)10 = (?)BCD

    9 3 1
    1001 0011 0001

    = (1001 0011 0001)BCD

2.4字符编码

  • ASCII编码:用一个字节表示,最高位置0,只用低七位,收集了128个字符和符号。当ASCII码的最高位取1时,又可表示128个字符,这种编码称为扩展ASCII码, 主要是一些制符

p1

2.4.2 文字编码

  • 文字编码(↓汉字的输入码(外码))

    • 数字编码: 如电报码或国家标准GB2312 - 80规定的汉字交(国标、区位码)来输入汉字都是数字编码。数字编码法不会产生重码,但难以记忆不易推广

    • 字音编码: 一种基于汉语拼音的编码方法。由于同音字很多,因此这种编码方法会产生很多重码

    • 字形编码:根据汉字的字形而给出编码方法。把汉宇分解为字根、部首、偏旁、笔划等基本单位,每种基本单位与健盘上的一个健相对应,从而构成一个汉字的编码。这种输人法不易记忆但具有重码少,输入速度快等优点。

    • 形音编码:形音编码法吸取字音编码和字形编码两种编码的特点,使编码规则简单,重码少。

    • 汉字的机内码:是供计算机系统内部进行存储、加工处理传输统一使用的代码。目前使用最广泛的是变形的国标码将GB2312-80交换码的两个字节的最高位分别置为1而得到的。

    • 汉字字形码:是指汉字字形点阵的代码,用于汉字的显示 和打印。目前汉字字形的产生方式大多是数字式,即以点阵方式形成汉字。

    • 汉字字库:是汉字字形数字化后,以二进制文件形式存储在存储器中而形成的汉字字模库。

    p2

2.5数据基本运算

  • 算数移位
  码制 添补代码
正数 原码、补码、反码 0
负数 原码 0
补码 左移 添0
右移 添1 
反码 添1
  • 逻辑位移

    • 逻辑左移 低位添0,高位移丢
    • 逻辑右移 高位添0,低位移丢
    例如 01010011   10110010
    逻辑左移 10100110 逻辑右移 01011001
    算术左移 00100110 逻辑右移 11011001(补码)

    2.5.3加减运算

    1. 加法(补码)

    整数 : [A] + [B] = [A+B](mod 2n+1)
    小数 : [A] + [B] = [A+B](mod 2)

    1. 减法
      A - B = A + (-B)
      整数 : [A - B] = [A + (-B)] = [A + (-B)](mod 2n+1)
      小数 : [A - B] = [A + (-B)] = [A + (-B)](mod 2n+1)

       

      连同符号位一起相加,符号位产生的进位自然丢掉

    • 例子一

      A= 0.1011 , B = -0.0101 求 [A+B]

    解: [A] = 0.1011  
      +[B] = 1.1011  
    [A] +[B] = 10.0110 = [A]+[B]
    注: A + B = 0.0110
    • 例子二
      例子二

3.1 程序的链接

  • 程序的执行过程

    • 程序的执行
      指令:计算机的一条命令
      指令的一般格式:操作码字段 - 地址码字段

       

      • 操作码: 作何操作
      • 地址吗:操作数存放的位置

    寻址方式:
    确定本条指令操作数地址
    下一条欲执行指令的指令地址
    图片.png


一沙一世界,一花一天堂。君掌盛无边,刹那成永恒。