计算机硬件组成
硬件系统
计算机的基本硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大
部件组成。
运算器、控制器等部件被集成在一起统称为中央处理单元CPU。
存储器是计算机系统中的记忆设备，分为内部存储器和外部存储器。
输入设备和输出设备合称为外部设备（简称外设），输入设备用于输入原始数
据及各种命令，而输出设备则用于输出计算机运行的结果。
CPU
功能
1、程序控制：CPU通过执行指令来控制程序的执行顺序，这是CPU的重要功能。
2、操作控制：一条指令功能的实现需要若干操作信号配合来完成，CPU产生每条指令的操
作信号并将操作信号送往对应的部件，控制相应的部件按指令的功能要求进行操作。
3、时间控制：CPU对各种操作进行时间上的控制，即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需要进行严格控制。
4、数据处理：CPU通过对数据进行算术运算及逻辑运算等方式进行加工处理，数据加工处
理的结果被人们所利用。所以，对数据的加工处理也是CPU最根本的任务。
此外，CPU还需要对系统内部和外部的中断或异常做出响应，进行相应的处理。
组成
CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等部件组成
1、运算器：执行所有的算术运算，数据加工，如加减乘除等；执行所有的逻辑运算并进行逻辑测试，如与、或、非、比较等，只有加法计算器。
1） 算术逻辑单元ALU（实现对数据的算术和逻辑运算）
2）累加寄存器AC（运算结果或源操作数的存放区）
3）数据缓冲寄存器DR（暂时存放内存的指令或数据）
4）状态条件寄存器PSW（保存指令运行结果的条件码内容，如溢出标志等）组成。
2、 控制器：控制整个CPU的工作，最为重要，保证指令的正确执行，能够处理异常事件。
1） 指令寄存器IR（暂存CPU执行指令）
2） 程序计数器PC（存放指令执行地址）
3）地址寄存器AR（保存当前CPU所访问的内存地址）
4） 指令译码器ID（分析指令操作码）等组成。
通过汇编指令可以操作寄存器
进制转换
二转十：
带符号：，符号位最高位1为负数，0为正数
小数位：小数点后第1位x2的-1次方，以此类推相加
十转二：
整数位：除2取余，直至结果为0，下到上记录
小数位：x2取整数部分，直到小数部分为0， 上到下记录
十六（H）转二：
一位对应4位的二进制，90H，9对应4位二进制1001，0对应的二进制0000
原码
最高位符号位，其余n-1位数的绝对值，0的原码有两种 +0 -0
原码运算，只适用于加法，因为符号位的问题，导致减法（变相的加法）会出问题
根据机器字长补0，符号位占一位
反码
正数的反码还是等于原码
负数的反码，原码除符号位外，其他位按位取反
反码中，计算会有问题
补码
正数的补码等于原码
负数的补码等于反码+1，或（原码）等于2的机器字长次方-负数的绝对值
通过补码计算 减法，正数加上负数，计算机中都通过补码进行加减运算
负数的补码-1就是反码，取反就是原码
补码将减法转换为加法，简化运算器的设计
原码，反码，补码，的最高位都是符号位
移码
补码的符号位取反，表示浮点数的指数（阶码）
浮点数：
尾数x基数的阶码次幂
尾数：补码表示，表示精度，位数越多精度越高
阶码：移码表示，表示范围，位数越多范围越大
对阶：小数向大数看齐，阶码一致，将尾数右移n位阶差，小数点左移
校验码
在两个编码中，从A码到B码转换所需要改变的位数称为码距，如A： 00要转换为B：11，码距为2。一般来说，码距越大，越利于纠错和检错
奇偶校验码：
用增加校验位的方法
- 无论数据位多少位，校验位只有一位
- 数据位和校验位一共所含的1个数为奇数，称为奇校验
- 数据位和校验位一共所含的1个数为偶数，称为偶校验，只能检测出奇数个错误
可以检查出误码，但不能纠错
循环冗余校验码（Cyclic Redundancy Check，CRC）
可以检查错误，不能纠错，漏检率比较低
模2除法：
1、被除数首位是几，商就是几
2、异或运算，相同为0，不同为1
3、弃首位，补末位，再上商
计算过程：
假设原始信息串为10110，CRC的生成多项式为G（x）＝x＾4＋x＋1，必须包含1，求CRC校验码。
1、在原始信息位后面添0，假设生成多项式的阶为r，则在原始信息位后添加r个0，本题中，G
（x）阶为4，则在原始信息串后加4个0，得到的新串为101100000，作为被除数。
2 、由多项式得到除数，多项中x的幂指数存在的位置1，不存在的位置0。本题中，x的幂指数为
0，1，4的变量都存在，而幂指数为2，3的不存在，因此得到串10011。
3、生成CRC校验码，将前两步得出的被除数和除数进行模2除法运算（即不进位也不借位的除法运
算）。
得到余数1111。
注意：余数不足r，则余数左边用若干个0补齐。如求得余数为11，r＝4，则补两个0得到0011。
4、生成最终发送信息串，将余数添加到原始信息后。上例中，原始信息为10110，添加余数
1111后，结果为101101111。发送方将此数据发送给接收方。
5、接收方进行校验。接收方的CRC校验过程与生成过程类似，接收方接收了带校验和的帧后，
用多项式G（x）来除。余数为0，则表示信息无错；否则要求发送方进行重传。
上面是发送方
注意接收方，接收方就是被除数
海明码校验
可以检错，也可以纠错
数据位n位，增加k个校验位，扩大码距
2的k次方 -1 >= n + k
传送的信息是1010，海明校验，奇校验的规则下海明码
1、根据上面的公式，n是信息位，求出k校验位的个数，1010，求出的k是3，n是4,则海明码是7位
2、然后校验码Pi，要放在2的i-1次方的位置，也就是i=1，2，3，求出Pi的位置1，2，4，剩下的4位就是数据位D1,D2,D3,D4
3、根据海明位的校验位的位置是1，2，4，被校验的海明位的下标是校验位的下标之和，如果该海明位就是校验位，那就是自身校验，得到每个海明位，根据下标和，得到所关联的校验位
4、得到校验位的对应的海明位的数据位一组，根据奇偶校验补充得到校验位的海明位，和原先数据位组合得到海明码