第 2 章 数据的机器级表示

IEEE754 ASCII American Standard Code for International InterInterchange 数据的宽度和存储 主存容量使用的单位 1 KB (kilobyte)=210 字节 1 MB (megabyte)=220 字节 1 GB (gigabyte)=230 字节 1 TB (terabyte)=240 字节 1 PB (petabyte)=250 字节 1 EB (exabyte)=260 字节 1 ZB (zettabyte)=270 字节 1 YB (yottabyte)=280 字节 ## 主频和带宽使用的单位 比特/秒:b/s 或 bps 1 kb/s=103 b/s = 1000 bps 1 Mb/s=106 b/s = 1000 kb/s 1 Gb/s=109 b/s = 1000 Mb/s 1 Tb/s=1012 b/s = 1000 Gb/s 硬盘和文件使用的单位 ...

March 30, 2026 · 1 min · 88 words · Guangyang Zhong

第 3 章 运算方法和运算部件

C 语言中涉及的运算 按位运算:或运算(|)、与运算(&)、取反运算(~)、异或运算(^) 逻辑运算:或运算(||)、与运算(&&)、非运算(!) 移位运算: 逻辑移位 算术移位:右移高位补符号 位扩展和位截断运算 0 扩展 符号扩展 带标志加法器 溢出标志 OF(Overflow Flag) : OF = Cn ⊕ Cn-1 符号标志 SF(Sign Flag) : SF = Fn-1 零号标志 ZF(Zero Flag) :ZF = 1,当且仅当 F = 0 进位/借位标志 CF(Carry Flag) :CF = Cout ⊕ Cin 定点数运算 无符号数和补码加减法运算 Y 即 Y 各位取反 CF = Cin ⊕ Cout,CF 对于补码加减法运算无实际意义 无符号数(X 和 Y 就是 x 和 y 的二进制表示) 加法 : X + Y, Cin = 0 减法 : X + Y + 1, Cin = 1 补码(X 和 Y 就是 x 和 y 的补码表示) 加法 : X + Y, Cin = 0 减法 : X + Y + 1, Cin = 1 原码乘法运算 原码一位乘法 ...

March 30, 2026 · 2 min · 361 words · Guangyang Zhong

第 1 章 计算机系统概述

计算机系统的基本组成 一个完整的计算机系统由软件和硬件组成 冯.诺依曼结构的基本思想 采用"存储程序"的工作方式 计算机由运算器, 控制器, 存储器, 输入设备和输出设备 5 个基本部件组成 现代计算机结构 中央处理器 数据通路 算术逻辑单元(ALU) 通用寄存器组 控制器 存储器 外部设备和设备控制器 总线 计算机系统层次结构 包含: 算法和程序 编程语言 语言处理系统 操作系统 指令集体系结构 微体系结构 编程语言 高级语言 低级语言 机器级语言 机器语言(计算机唯一能直接识别和执行的语言) 汇编语言 翻译程序 汇编程序(汇编语言 -> 机器语言) 解释程序(高级语言 –逐条–> 机器语言) 编译程序(高级语言 –整体–> 机器语言) 程序开发与执行过程 从源程序到可执行程序 预处理阶段: 预处理器 (cpp) 处理源文件中以 # 开头的预处理指令, 生成预处理后的 C 文件 hello.i 编译阶段: 编译器 (ccl) 将 hello.i 翻译为汇编程序 hello.s 汇编阶段: 汇编器 (as) 将 hello.s 转化为机器语言指令, 生成可重定位目标文件 hello.o 链接程序: 连接器 (ld) 将 hello.o 与标准 C 库中所需的函数 (例如 printf) 进行链接, 解析外部符号引用, 最终生成完整的可执行文件 hello, 并保存至磁盘 计算机主要性能指标 基本基本 吞吐率 : 在单位时间内所完成的工作量 响应时间 : 指从作业提交开始到作业完成所用的时间 时钟周期 : 机器内部主时钟脉冲的宽度 时钟频率 : 机器内部主时钟的频率, 即时钟周期的倒数 CPI: 执行一条指令所需的时钟周期数 MIPS: 每秒执行多少百万条指令 计算能力相关指标 MFLOPS : 百万次浮点运算/秒 GFLOPS : 十亿次浮点运算/秒 TFLOPS : 万亿次浮点运算/秒 PFLOPS : 千万亿次浮点运算/秒 EFLOPS : 百亿亿次浮点运算/秒 ZFLOPS : 十万亿亿次浮点运算/秒 1s = 1000 ms = 1000000 μs = 1000000000 ns ...

February 28, 2026 · 1 min · 143 words · Guangyang Zhong