java学习路之计算机组成基础和进制转换

计算机组成

计算机包含：软件和硬件。硬件：处理器CPU（运算器、控制器）、储存器、输入设备、输出设备等五个逻辑部位组成；软件包含系统软件和应用软件。

软件：按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。

• 系统软件：系统软件是管理计算机硬件之间相互协调运作的软件，这使得使用者在使用电脑的时候不用去想着硬件是如何操作，而是把计算机当做一个整体，由一个管理者在管理运行。

其中系统软件包含如下但不限于：
DOS-磁盘操作系统（Disk Operating System）、Windows、Linux、unix、iOS、Android等。

• 应用软件：应用软件是用于特定用途而开发出来的软件。

其中包括以下但不限于：
微信、Word、QQ、英雄联盟等。

硬件：在计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种物理硬件。

• 冯·诺依曼结构：
  
• CPU（运算器和控制器）
  运算器：由算数逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。
  控制器：是整个计算机系统的控制单元，主要负责获取存储器的内容，并分析每条指令的要求，之后控制其他硬件进行有条不紊的工作。
• 存储器：计算机中用于存储数据的器皿。
• 输入设备：是用于给计算机输入数据和信息的设备。
• 输出设备：是用于接受计算器的数据和信息，并按照该设备的功能进行输出的设备。

简单图示

进制

• 二进制（0b）：逢2进1。（提出者：17世纪至18世纪的德国数学家莱布尼茨）
  0、1二进制是计算机可以直接识别的唯一语言。
• 八进制（0）：逢8进1。
• 十进制：逢十进一。
  目前人类使用最普遍的计数进制。
• 十六进制（0x）：逢16进1。
  通常用数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9和字母A、B、C、D、E、F（a、b、c、d、e、f）表示，其中:A~F表示10 ~ 15，这些称作十六进制数字。

进制转换

1. 十进制转其它进制

• 方法：除基倒取余

十进制（7）→二进制：

注意事项：
（1）、 必须全部是整除不能有小数。
（2）、必须除到商为0。
（3）、余数倒着取，不包含商值。

2. 其它进制转十进制

• 方法：位权展开法
  二进制（110101）→十进制：
  

3. 二进制转八进制和十六进制
   

原码、反码、补码（计算机中，只有补码，存储还是运算，使用的都是补码 原码和反码都是方便我们计算时候使用的桥梁）

在表示整数的时候，有正有负，计算机中只能使用数字，表示正负，不同表示方式，表示的不同。

1. 原码：

• 确定要用多少个字节，表示有符号数
• 最高位是符号位，0表示正数，1表示负数
• 其余位是数值位，表示绝对值的大小
  例如：-60的原码是什么？使用2个字节表示
  -------10000000 00111100-------

2. 反码：

• 如果是正数：反码和原码相同
• 如果是负数：符号位不变，其余位取反
  例如：-60的反码是什么？使用1个字节表示
  -------10111100------- -60的原码
  -------11000011------- -60的反码

3. 补码：计算机存储和计算时，使用的方式

• 如果是正数，补码和原码相同
• 如果是负数，反码+1
  例如：-60的补码是什么？使用4个字节表示
  ----10000000 00000000 00000000 00111100---- -60原码
  ----11111111 11111111 11111111 11000011---- -60反码
  ----11111111 11111111 11111111 11000100---- -60补码------------恢复内容开始------------

计算机组成

计算机包含：软件和硬件。硬件：处理器CPU（运算器、控制器）、储存器、输入设备、输出设备等五个逻辑部位组成；软件包含系统软件和应用软件。

软件：按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。

• 系统软件：系统软件是管理计算机硬件之间相互协调运作的软件，这使得使用者在使用电脑的时候不用去想着硬件是如何操作，而是把计算机当做一个整体，由一个管理者在管理运行。

其中系统软件包含如下但不限于：
DOS-磁盘操作系统（Disk Operating System）、Windows、Linux、unix、iOS、Android等。

• 应用软件：应用软件是用于特定用途而开发出来的软件。

其中包括以下但不限于：
微信、Word、QQ、英雄联盟等。

硬件：在计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种物理硬件。

• 冯·诺依曼结构：
  
• CPU（运算器和控制器）
  运算器：由算数逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。
  控制器：是整个计算机系统的控制单元，主要负责获取存储器的内容，并分析每条指令的要求，之后控制其他硬件进行有条不紊的工作。
• 存储器：计算机中用于存储数据的器皿。
• 输入设备：是用于给计算机输入数据和信息的设备。
• 输出设备：是用于接受计算器的数据和信息，并按照该设备的功能进行输出的设备。

简单图示

进制

• 二进制（0b）：逢2进1。（提出者：17世纪至18世纪的德国数学家莱布尼茨）
  0、1二进制是计算机可以直接识别的唯一语言。
• 八进制（0）：逢8进1。
• 十进制：逢十进一。
  目前人类使用最普遍的计数进制。
• 十六进制（0x）：逢16进1。
  通常用数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9和字母A、B、C、D、E、F（a、b、c、d、e、f）表示，其中:A~F表示10 ~ 15，这些称作十六进制数字。

进制转换

1. 十进制转其它进制

• 方法：除基倒取余

十进制（7）→二进制：

注意事项：
（1）、 必须全部是整除不能有小数。
（2）、必须除到商为0。
（3）、余数倒着取，不包含商值。

2. 其它进制转十进制

• 方法：位权展开法
  二进制（110101）→十进制：
  

3. 二进制转八进制和十六进制
   

原码、反码、补码（计算机中，只有补码，存储还是运算，使用的都是补码 原码和反码都是方便我们计算时候使用的桥梁）

在表示整数的时候，有正有负，计算机中只能使用数字，表示正负，不同表示方式，表示的不同。

1. 原码：

• 确定要用多少个字节，表示有符号数
• 最高位是符号位，0表示正数，1表示负数
• 其余位是数值位，表示绝对值的大小
  例如：-60的原码是什么？使用2个字节表示
  -------10000000 00111100-------

2. 反码：

• 如果是正数：反码和原码相同
• 如果是负数：符号位不变，其余位取反
  例如：-60的反码是什么？使用1个字节表示
  -------10111100------- -60的原码
  -------11000011------- -60的反码

3. 补码：计算机存储和计算时，使用的方式

• 如果是正数，补码和原码相同
• 如果是负数，反码+1
  例如：-60的补码是什么？使用4个字节表示
  ----10000000 00000000 00000000 00111100---- -60原码
  ----11111111 11111111 11111111 11000011---- -60反码
  ----11111111 11111111 11111111 11000100---- -60补码
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