导图社区 计算机系统基础知识
这是软件设计师考试，1.1计算机系统基础知识，包括计算机硬件系统组成部分、中央处理单元、数据表示、校检码。供需要软件设计师考试的同学使用。
这是教资科目二考试第一章思维导图，教育基础知识内容。 本章包括教育的产生与发展、教育学的产生与发展、教育与社会发展、教育与人的发展、教育制度、教育目的、教育研究方法。
这是教资科目二考试，教学知识与能力第二章中学课程知识图谱，供需要考教资的同学使用。 本章共包括2.1课程概述 2.2课程组织 2.3我国基础教育新课程改革
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计算机系统基础知识
计算机系统硬件基本组成
运算器
控制器
中央处理单元 （Central Processing Unit，CPU）
CPU功能
程序控制
CPU通过执行指令来控制程序的执行顺序
CPU重要功能
操作控制
CPU产生每条指令的操作信号，并将操作信号送往相应部件，控制相应部件按指令进行操作
时间控制
CPU对指令执行过程中操作信号的出现时间、持续时间及出现的时间顺序都进行严格控制
数据处理
CPU对数据进行算术运算及逻辑运算等方式进行加工处理，处理的结果供人使用
CPU根本任务
CPU组成
作用
执行所有算术运算
执行所有逻辑运算并进行逻辑测试
组成
算术逻辑单元（ALU）
负责处理数据，实现对数据的算术运算和逻辑运算
累加寄存器（AC）
当ALU进行运算时，为其提供一个工作区暂存数据，并存放运算结果
数据缓冲寄存器（DR)
对内存储器进行读写操作时，用DR暂时存放由内存储器读/写的指令，作为CPU和内存、外部设备数据传送的中转站；作为CPU和内存、外围设备操作速度的缓冲
在单累加寄存器的运算器当中可兼为操作数寄存器
状态条件寄存器（PSW)
保存指令运算的条件码内容，分为状态标志和控制标志
控制CPU的工作，保证程序正确执行，而且还要能处理异常事件
指令控制逻辑
指令寄存器（IR）
当CPU执行一条指令，先把它从内存器取到DR中再送入IR中暂存，ID根据IR中的内容产生微操作指令，控制其他部件运行
程序（指令）计数器（PC）
在程序开始执行前，将程序的起始地址送入PC，地址在程序加载到内存时确定，执行指令时，CPU自动修改PC的内容，使其保持的总是要执行的下一条指令地址
地址寄存器（AR)
AR保存当前CPU所访问的内存单元地址。由于CPU和内存存在操作速度上的差异，所以需要AR保持地址信息，直到内存的读/写操作完成
指令译码器（ID）
对指令中的操作码字段进行分析解释，识别指令操作，向操作控制器发出具体信号，控制各部件工作，完成所需功能。
时序控制逻辑
为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号
总线控制逻辑
为多个功能部件服务的信息通路的控制电路
中断控制逻辑
控制中断请求，根据优先级对中断请求进行排队，逐个交予CPU处理
寄存器组
专用寄存器
运算器和控制器里的专用寄存器
通用寄存器
存储器
记忆设备
内部存储器
速度高、容量小
外部存储器
速度慢、容量大
输入设备
用于输入原始数据和命令
输出设备
用于输出运行结果
外部设备
数据表示
数据单位
位（比特）bit b
最小的数据单位
字节 byte B
最小的存储单位
千字节 KB
兆字节 MB
吉字节 GB
太字节 TB
数据进制
二进制（B）
0-1
八进制（O）
0-7
十进制（D）
0-9
十六进制（H）
0-9，A-F
数值在机器中表示形式称为机器数，采用二进制，符号用0，1表示正负，小数点隐含。
无符号数
约定小数点位置在机器数最低位之后，则为纯整数
约定小数点位置在机器数最高位之前，则为纯小数
有符号数，采用码制进行计算
原码
原码表示为
n为机器字长，第一位为符号位，其余n-1位为数值位
反码
反码表示为
正数的反码是其本身
负数的反码是其数值位按位求反
补码
补码表示为
正数的补码是其本身
负数的补码是其反码末尾加一
移码
移码表示为
将补码的符号位取反即可得到移码
定点数
小数点位置固定不变的数
浮点数
小数点位置变化的数
浮点表示法：一个二进制的数N可表示为
浮点数的表示格式为
浮点数所能表示的数值范围主要由阶码决定，所表示数值的精度则由尾数决定。 因此在进行阶码计算时要对齐阶码并小阶对大阶
为了充分利用尾数表示更多的有效数字，通常采用规格化浮点数，就是将尾数限定在区间[0.5,1]
当尾数用补码表示
当阶码用R位的移码表示，尾数用M位的补码表示，浮点数表示数值范围为
校检码
码距：指任意两个合法编码之间至少有多少个二进制位不同
子主题
奇偶校检码
这种方法通过在编码中增加一位校验位来使编码中1的个数为奇数（奇校验）或者为偶数（偶校验），从而使码距变为2。
对于奇校验，它可以检测代码中奇数位出错的编码，但不能发现偶数位出错的情况
常用
水平奇偶校验码
垂直奇偶校验码
水平垂直校验码
海明码
海明码（Hamming Code）是由贝尔实验室的Richard Hamming 设计的，是一种利用奇偶性来检错和纠错的校验方法。海明码的构成方法是在数据位之间的特定位置上插入k 个校验位，通过扩大码距来实现检错和纠错。
循环冗余校检码
循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check，CRC)广泛应用于数据通信领域和磁介质存储系统中。它利用生成多项式为k个数据位产生r个校验位来进行编码，其编码长度为k+r。CRC的代码格式为:
可以检错不纠错，码距为2
校验码是由信息码产生的，校验码位数越多，该代码的校验能力就越强。在求CRC 编码时，采用的是模2运算。模2加减运算的规则是按位运算，不发生借位和进位。
这里举一个例子192 二进制3000000 八进制300 十进制192 十六进制C0
1b=8B 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB
