随笔分类 - 自学嵌入式：计算机组成原理
摘要：29. 电路记忆数据的原理 计算机与数据记忆的底层逻辑 一、计算机与计算器的本质区别 1. 计算器的定义与局限 计算器是专用设备，核心功能是执行算术逻辑运算（加、减、乘、除等数学操作）。其特点是： 功能单一：仅支持预设的数学运算，无法执行复杂任务； 不可编程：操作逻辑固定，用户无法自定义指令或流程；
阅读全文
摘要：28. 系统的加减乘除组件 逻辑运算电路 1. 基本逻辑门电路（NOT、AND、OR） 计算机的逻辑运算基于布尔代数，通过基本逻辑门电路实现。核心门电路包括： （1）非门（NOT） 功能：对输入信号取反（1→0，0→1）。 数学表示：输出为输入的逻辑非，记为 \(Y = \neg A\)（或 \(Y
阅读全文
摘要：27. 乘法和除法电路的实现原理 二进制乘法需要有一个与门和一个移位器 计算机的四则运算实现逻辑 计算机的加减乘除运算并非依赖独立电路，而是以加法电路为核心，通过逻辑转换与硬件优化，统一实现所有算术操作。以下从基础原理到硬件设计逐步解析，帮助理解底层逻辑。 一、加减法：共享加法电路 计算机中，加法与
阅读全文
摘要：26. 补码的计算方法 有符号数与无符号数 1. 核心区别：最高位的作用 计算机以二进制位存储整数，位数决定表示范围（如8位、16位）。区分“有符号数”与“无符号数”的关键是最高位是否为符号位： 无符号数：所有位均用于表示数值大小，无符号位。 以8位无符号数为例：范围是 \(0000\ 0000_2
阅读全文
摘要：25. 溢出 溢出 在计算机数据处理中，溢出是指计算结果超出数据存储容量时出现的数值异常现象，可结合生活实例与计算机系统特性理解其概念。 一、生活中的溢出类比 溢出的本质是“容器无法容纳过量内容”。例如：向杯子倒水时，若倒入水量超过杯子容量，水会从杯口溢出。这种生活现象可辅助理解计算机中的溢出逻辑。
阅读全文
摘要：23. 改造加法器电路的输入与输出 造成用总线的方式去改造输入和输出 24. 下拉电阻修复加法器的bug 导线接到空气上容易形成高阻态 所以接下拉电阻 把之前的元件都补一个下拉电阻，得到了下图结果
阅读全文
摘要：22. 搭建8位加法器 计算0000 0010 + 0000 0011的过程： A ： 0000 0010 B ： 0000 0011
阅读全文
摘要：21. 全加器电路的搭建 全加器（Full Adder） 全加器是数字电路中实现多位数二进制加法的核心组件，相比半加器（仅处理两个1位二进制数，无进位输入），全加器支持接收低位进位信号，可完整处理“加数 + 加数 + 低位进位”的运算，是构建多位加法器的基础。 一、核心定义与组成 （1）功能特点 全
阅读全文
摘要：20. 半加器电路的搭建 算术逻辑单元（ALU） ALU（Arithmetic Logic Unit，算术逻辑单元）是计算机 CPU 的核心组件之一，负责处理算术运算与逻辑运算，是实现计算机基本计算功能的硬件基础。 一、核心功能 ALU 的主要任务是执行两类基础运算，支撑计算机对数据的处理逻辑： （
阅读全文
摘要：17. 与门电路原理图 18. 或门异或门原理图 19. 门电路pcb的设计
阅读全文
摘要：16. 用基础门电路可以搭建任意电路 逻辑门是构建数字电路的核心单元，其中与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT） 是最基础的组件。以下从“基础逻辑门的地位”“复杂门的组合实现”“抽象意义与课程关联”展开说明。 一、基础逻辑门的核心地位 与门、或门、非门是计算机逻辑电路的原子单元，其他所有复杂逻
阅读全文
摘要：15. 非门和异或门电路搭建 逻辑门是数字电路的基础组件，通过简单逻辑运算构建复杂系统。以下详细讲解非门（NOT Gate）与异或门（XOR Gate）的核心规则与应用。 一、非门（NOT Gate）：逻辑取反运算 （一）核心规则 非门实现“逻辑取反”：输入与输出状态完全相反——输入为 1 时输出
阅读全文
摘要：14. 或门电路的搭建 或门是数字电路中实现“逻辑或”运算的基础组件，核心规则为：只要任意一个输入为 1（真/有信号），输出即为 1；仅当所有输入为 0（假/无信号）时，输出为 0。 一、或门的输入输出规则（真值表） 或门通常包含 2个输入（记为 \(A\)、\(B\)）和 1个输出（记为 \(C\
阅读全文
摘要：13. 与门电路的搭建 逻辑门是数字电路的基础组件，用于实现布尔逻辑运算。在布尔逻辑中，用 1 表示“真”或“有信号”，0 表示“假”或“无信号”。逻辑门通过接收输入信号（电信号的有无），并按固定规则输出结果，是构建复杂数字系统的“原子单元”。 一、逻辑门的核心定义与类型 逻辑门是执行基本逻辑运算的
阅读全文
摘要：12. 视频文件的二进制存储 视频的数字化表示需融合空间维度（图像）与时间维度（序列），其本质可拆解为： \[\text{视频} = \text{图片序列（空间）} + \text{音频序列（时间）} + \text{时间同步逻辑} \]一、单帧图片的二进制编码 视频的每一帧可视为独立的静态图片，其
阅读全文
摘要：11. 声音的二进制存储 声音的数字化需通过采样（Sampling） 和 量化（Quantization） 两个核心步骤，将连续的模拟声音信号转换为离散的二进制数据。 一、采样：时间维度的离散化 （一）核心原理 声音是空气振动产生的连续波信号（模拟信号）。采样是指：以固定时间间隔截取声音信号的振幅值
阅读全文
摘要：10. 二进制存储图片 图片的数字化本质是将像素的颜色/亮度信息编码为二进制序列。根据图像类型（黑白、灰度、彩色），二进制表示的规则与复杂度逐步提升，以下分三类详细说明。 一、黑白图像的二进制表示 （一）核心逻辑 黑白图像仅包含两种颜色状态（黑、白），可直接映射为二进制的 0（黑）和 1（白）。每个
阅读全文
摘要：9. Unicode编码 二进制表示文字：Unicode——统一人类语言的编码标准 一、背景：多语言编码的困境 早期文字编码体系（如ASCII、GB2312、BIG5）存在地区局限性，无法满足全球多语言交互需求： ASCII（7位编码）：仅覆盖英文字母、数字及基础符号，无法表示中文、日文等非拉丁语言
阅读全文
摘要：8. 二进制表示文字 一、二进制与信息表示的基础 计算机以二进制（0和1）为核心编码方式，其本质是利用物理设备的两种稳定状态（如电路的通/断、光源的亮/灭）表示信息。这种方式具备以下优势： 物理实现简单：两种状态易区分、抗干扰（如电压高低只需识别阈值，无需精确测量）； 逻辑兼容性：契合布尔代数（Tr
阅读全文
摘要：7. 常见的容量单位 一、电脑中的容量单位 （一）核心概念：bit与byte bit（位）：计算机中最小的信息单位，对应1个二进制状态（0 或 1），也称为“比特”。 byte（字节）：计算机基本数据存储单位，满足 \(1 \text{byte} = 8 \text{bit}\)（即8个二进制位组成
阅读全文
浙公网安备 33010602011771号