这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 11 天
一、计算机的基本概念
计算机是由硬件和软件两部分组成的智能电子设备,它能够接收输入数据并通过计算、存储、处理等一系列操作,输出处理后的结果。
二、计算机的组成结构
计算机主要由五个部分组成:输入设备、输出设备、存储设备、控制器和运算器。其中控制器和运算器合称为中央处理器(CPU)。
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输入设备:用于将外界数据输入到计算机中,例如键盘、鼠标、扫描仪等。
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输出设备:用于将计算机处理后的结果输出到外界,例如打印机、显示器、投影仪等。
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存储设备:用于存储计算机处理过程中的数据和程序,例如内存、硬盘、U盘等。
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控制器:用于控制计算机各部件的协调工作,例如控制指令的执行、时序的控制等。
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运算器:用于执行计算机的算术和逻辑运算。
三、计算机的指令系统
计算机的指令系统是由指令集合和指令格式两部分组成的。指令集合是计算机能够执行的全部指令的集合,指令格式是指令在计算机中的存储格式。
指令集合通常包括以下几种类型的指令:
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数据传输指令:用于将数据从一个地方传输到另一个地方。
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算术运算指令:用于执行各种算术运算。
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逻辑运算指令:用于执行各种逻辑运算。
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控制转移指令:用于控制程序的流程。
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输入输出指令:用于完成输入输出操作。
四、计算机的存储系统
计算机的存储系统主要由内存和外存两部分组成。内存是计算机中最重要的存储设备,它主要用于存储程序和数据。外存则主要用于长期存储数据和程序。
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内存:计算机内部存储器,可读可写。是CPU直接与之通信的最重要的存储器,用于存储程序和数据。
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外存:计算机外部存储器,只读或者只写。主要有硬盘、U盘、光盘等设备,可长期存储数据和程序。
五、计算机的运行过程
计算机的运行过程可以分为五个阶段:取指、译码、执行、访存和写回。
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取指:CPU从内存中取出下一条要执行的指令。
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译码:CPU解释并识别指令中的操作码和寻址方式。
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执行:CPU根据指令执行相应的操作,例如进行算术运算或逻辑运算。
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访存:CPU根据指令需要访问内存或外存中的数据或程序。
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写回:CPU将计算结果或数据写回到内存或寄存器中。
六、计算机的性能指标
计算机的性能主要由以下几个指标来衡量:
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时钟频率:CPU时钟频率越高,计算机运算速度越快。
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运算速度:指计算机每秒钟能够执行的计算次数。
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存储容量:指计算机可以存储的最大数据量。
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带宽:指计算机在单位时间内能够传输的数据量。
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响应时间:指从输入数据到计算机完成处理并输出结果的时间间隔。
七、计算机的进制转换
计算机中的数据都是以二进制形式存储和处理的,但人们更习惯于使用十进制。因此,在计算机中,需要进行二进制和十进制之间的进制转换。常见的进制转换包括二进制转十进制、十进制转二进制、二进制转八进制、八进制转二进制、二进制转十六进制和十六进制转二进制。