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通识:计算机组成原理 + 计算机网络 + 操作系统

2026/8/5 12:11:37 拓冰建站 浏览量
通识:计算机组成原理 + 计算机网络 + 操作系统

第一篇 - 计算机组成原理

(一)进制系统与进制原理

学完后能掌握进制本质,熟练进行各种进制转换

1.十进制 转 任意进制 —— 短除法(按规格装苹果)

例: 15个苹果 → 1车1箱1盒1个 = 1111(二进制)


2.任意进制 转 十进制 —— 基数幂级和法(类似科学计数法)

例:1111(二进制) → 1x2^3+ 1x2^2 + 1x2^1 + 1x2^0 = 8 + 4 + 2 + 1 =15(十进制)


3.十进制小数 转 二进制 —— 化整 - 基数幂级和法

例:
0.625(十进制)= Ax2^(-1) + Bx2^(-2) + Cx2^(-3) → 0.ABC(二进制)
等式两边同乘2,得 Ax2^(0) + Bx2^(-1) + Cx2^(-2) = 1.25,所以 A=1
等式两边再乘2,得 Ax2^(1) + Bx2^(0) + Cx2^(-1) = 2.5,所以 A=1,B=0
等式两边再乘2,得 Ax2^(2) + Bx2^(1) + Cx2^(0) = 5,所以 A=1,B=0, C=1
A,B,C值代回式子,0.101(二进制)

上例中,十进制0.625转二进制:0.625×2=1.25(取1),0.25×2=0.5(取0),0.5×2=1.0(取1),结果为0.101
为什么通过等价取整?若通过常规的短除法,小数部分不可以作为余数


4.二进制 直接转 十六进制 —— (按另规格装苹果)

原理:

计算:

主要应用: “面对较大的十进制数,转二进制数时也可以先转成16进制,再由16进制转二进制” 以简化步骤。


5.二进制加法 —— 门电路



(二)逻辑门与基本电路

通过继电器电路演示与门、或门、非门的工作原理,并给出真值表。进而引出组合逻辑门,如与非门异或门。特别强调异或门的输出与二进制加法的一位结果一致,为后续加法器做铺垫。学完后能理解逻辑门的抽象本质以及如何用它们实现布尔运算。

1. 门电路基础(与门AND、或门OR、非门NOT)


2. 组合逻辑门(与非门、异或门)

与非门:都是1为0,其余都为1

异或门:相同为0,不同为1



(三)加法器

本章从一位二进制加法出发,用异或门和与门构建半加器,但半加器无法处理低位进位。进而引入全加器,通过两个异或门和多个与或门实现带进位输入的加法。多个全加器串联可组成多位加法器,但存在进位传递延迟。为解决此问题,介绍先行进位加法器,通过并行计算进位表达式,将延迟降低到两个门延迟。学完后能理解加法器的设计原理和优化方法。

1.



(四)减法与标志位



(五)乘法器



(六)除法器



(七)算数逻辑单元(AUL)与寄存器



(八)数据的机械表示



(九)存储器



(十)Cache存储器



(十一)虚拟存储器



第二篇 - 计算机网络

第三篇 - 操作系统