目录
🍊一、进制之间的转换
🍊二、原码、反码、补码和移码
原码
反码
补码
移码
🍊三、浮点数表示法
（1）浮点数表示
（2）两浮点数进行运算的过程
🍊四、校验码
（1）奇偶校验码
（2）海明码
（3）循环冗余校验码【（n，k）码】
【模二运算的知识拓展】
🍊 五、计算机系统的组成
🍊六、运算器和控制器的组成
运算器的组成：
控制器的组成：
🍊七、指令系统
立即寻址方式
直接寻址方式
间接寻址方式
寄存器寻址方式
寄存器间接寻址方式
🍊八、容量的换算
🍊九、内存编址
🍊十、高速缓存Cache
一、进制之间的转换
进制的种类：
二进制（B）、八进制（O）、十进制（D）、十六进制（H）
进制的转化：二进制、八进制、十进制、十六进制之间的相互转换。
二、原码、反码、补码和移码
原码
将数据用二进制形式表示，最高位为符号位，正数为0，负数为1。
我们用8位二进制表示一个数，+11的原码为00001011，-11的原码就是10001011。
计算机中所有的数均用0，1编码表示，数字的正负号也不例外，如果一个机器数字长是n位的话，约定最左边一位用作符号位，其余n-1位用于表示数值。
在符号位上用"0"表示正数；用"1"表示负数。数值位表示真值的绝对值。凡不足n-1位的，小数在最低位右边加零；整数则在最高位左边加零以补足n-1位。这种计算机的编码形式叫做原码。
反码
反码是数值存储的一种，多应用于系统环境设置，如Linux平台的目录和文件的默认权限的设置umask，就是使用反码原理。
正数的反码是其本身；负数的反码是在其原码的基础上，符号位不变，其余各位取反。
补码
补码是计算机把减法运算转化为加法运算的关键编码。
正数的补码是其本身；负数的补码是在其原码的基础上，符号位不变，在反码的基础上+1。
移码
移码（又叫增码或偏置码）通常用于表示浮点数的阶码，其表示形式与补码相似，只是其符号位用“1”表示正数，用“0”表示负数，数值部分与补码相同。
注意：在补码和移码表示中，0有唯一的编码，补码中+0和-0均为0000 0000（八位二进制表示下）。
多数计算机都采用补码进行加减运算，其符号位和数值位一样参与运算，无需做特殊处理。
在n位二进制表示下：
原码、反码表示的数据范围为：
补码、移码表示的数据范围为：
补码中，用1000 0000表示-128。
三、浮点数表示法
（1）浮点数表示
| 阶符± | 阶码e | 数符± | 尾数m |
特点：
阶码的位数决定数的表示范围，位数越多范围越大；尾数的位数决定数的有效精度，位数越多精度越高。
（2）两浮点数进行运算的过程
运算过程：
对阶＞尾数计算＞结果格式化
对阶时，小数向大数看齐，对阶是通过较小数的位数右移实现的。
四、校验码
校验码通常是一组数字的最后一位，由前面的数字通过某种运算得出，用以检验该组数字的正确性。如图所示：
（1）奇偶校验码
奇校验：整个校验码（有效信息位和校验位）中“1”的个数为奇数。
偶校验：整个校验码（有效信息位和校验位）中“1”的个数为偶数。
奇偶校验，可检查奇数个数位的错误，不可纠错。
（2）海明码
在数据之间插入K个校验位，通过扩大码距来实现检错和纠错。
（3）循环冗余校验码【（n，k）码】
信息码占k位，校验码占n-k位，校验码位数越长，校验能力越强。采用了模二运算。
【模二运算的知识拓展】
模二运算是一种二进制算法，CRC校验技术的核心部分。
模二加：+
模二减：-
模二乘：×或●
模二除：÷或 /
（模二运算不考虑进位和借位）
五、计算机系统的组成
六、运算器和控制器的组成
运算器的组成：
- 算术逻辑单元ALU：数据的算术运算和逻辑运算
- 累加寄存器AC：通用寄存器，为ALU提供一个工作区，用在暂存数据
- 数据缓冲寄存器DR：写内存时，暂存指令或数据
- 状态条件寄存器PSW：存状态标志与控制标志（争议：也有将其归为控制器的）
控制器的组成：
- 程序计数器PC：存储吓一跳要执行指令的地址
- 指令寄存器IR：存储正在执行的指令
- 指令译码器ID：对指令中的额操作码字段进行分析解释
- 时序部件：提供时序控制信号
七、指令系统
立即寻址方式
操作数直接在指令中，速度快，灵活性差
直接寻址方式
指令中存放的是操作数的地址
间接寻址方式
指令中存放了一个地址，这个地址对应的内容就是操作数的地址
寄存器寻址方式
寄存器存放操作数
寄存器间接寻址方式
寄存器内存放的是操作数的地址
计算机中最基本的单位基准时间为时钟周期。
在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。例如，取指令、存储器读、存储器写等，每一项工作称为一个基本操作，完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期（也称CPU周期）。
指令周期是指取出并完成一条指令所需的时间，一般由若干个机器周期组成。
总结：
指令周期＞机器周期＞时钟周期
八、容量的换算
位(b/bit):存放一位二进制数
字节(B/Byte):8个二进制位为一个字节
1B=8b 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB
1TB=1024GB 1PB=1024TB 1EB=1024PB 1ZB=1024EB
1YB=1024ZB
九、内存编址
内存编址:存储器由一块块的空间(存储单元)组成，为了方便寻找到每一块空间，我们需要对每一个空间进行标识，即用地址(唯一的编号)来标识内存每个单元。
内存容量=每个芯片容量*芯片个数
每个芯片的容量=一个地址代表的容量*编址总数
十、高速缓存Cache
基于成本和性能方面的考虑，Cache(即高速缓存)是为了解决相对较慢的主存与快速的CPU之间工作速度不匹配问题而引入的存储器。
Cache中存储的是主存内容的副本。
在计算机的存储系统体系中，Cache是访问速度最快的层次(若有寄存器，则寄存器最快)。
使用Cache改善系统性能的依据是程序的局部性原理:
时间局部性:某条指令一旦执行，可能将会再次被执行;某数据被访问，可能将会再次被访问。
空间局部性:某程序一日访问了某个存储单元，其附近的存储单元也可能将会被访问。
