课课通计算机原理（计算机类）（附测试卷）.pdf

“课课通”普通高校对口升学系列学习指导丛书 主 编 江新顺 副主编 徐 育 内 容 简 介 本书依据教育部中等职业学校计算机应用类专业计算机原理课程教学基本要求进行编写，同时，根据江苏省普通高校对口单招计算机类专业综合理论考试大纲进行了适当调整。本书对计算机原理的知识点、历年考点、学习目标、学习内容等进行恰当的归纳、整理。对精选典型例题进行分析解答，还对部分内容进行拓展与变换，本书有大量的巩固练习。本书的编写以利于学生更好地掌握本课程的出发点和归结点，增强学生的理论知识和操作技能。本书内容深入浅出，适合全国中等职业学校计算机应用专业及其他相关专业的学生使用，尤其适合参加普通高校对口升学的考生使用。本书除了江苏省参加普通高校对口升学的考生使用外，也可为其他省市参加对口升学的中职学生提供鼎力的指导和帮助，有助于提升对知识的理解，提高考试成绩。本书还可供计算机工作者及爱好者参考使用。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 课课通计算机原理:计算机类/江新顺主编.北京：电子工业出版社，2013.10（“课课通”普通高校对口升学系列学习指导丛书）ISBN 978-7-121-21392-2.课.江.电子计算机中等专业学校升学参考资料.TP3 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2013）第 209316 号 策划编辑：张 凌 陶 亮 责任编辑：郝黎明 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编：100036 开 本：7871 092 1/16 印张：12.75 字数：326.4 千字 印 次：2013 年 10 月第 1 次印刷 定 价：35.00 元（附试卷）凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。服务热线：（010）88258888。三河市鑫金马印装有限公司三河市鑫金马印装有限公司 计算机原理是全国中等职业学校计算机应用专业的一门主干专业课程。其主要任务是使学生掌握必要的计算机硬件和软件知识，掌握微型计算机组成结构和各部件的工作原理，了解指令系统和汇编语言知识及程序设计的基本概念，了解计算机系统常见外围设备的功能和使用方法。全书的各个部分按照考纲要求、历年考点、学习目标、内容提要、例题解析、巩固练习、阶段测试卷、综合测试卷等组织材料。内容提要对主要的知识点进行简明扼要的概括与阐述，以加深学生的理解，更好地吃透主教材的内容，对重点的内容等进行必要的强调；例题解析围绕各个知识点，收集大量的经典例题，并对这些例题进行详细的分析和解答，力求使学生加深对各个知识点的掌握，对部分知识点进行拓展与变换；巩固练习能够有效地帮助学生及时复习与巩固已学习的知识，并对内容提要的内容进行强调或互补。可以通过阶段测试卷、综合测试卷能够及时对学生学习情况进行测试。通过本书的学习，使学生能够更好地掌握计算机硬件和软件的基本知识，初步学会运用时序概念分析问题和解决问题的方法，理解计算机系统的工作过程，培养学生分析问题解决问题的能力。本书由江新顺担任主编、徐育担任副主编。参加本书编写的还有王祖凤、张彩霞、徐洁、陆政伟、陆永新。由于编者水平有限，本书不妥与错误之处，恳请广大读者批评指正。编 者 2013 年 8 月 第 1 章 计算机中数据的表示方法1 1.1 计算机中数据的分类和表示方法2 1.2 各种数制及其转换方法8 1.3 原码、反码、补码 13 第 2 章 计算机系统的组成 20 2.1 计算机的发展与应用领域21 2.2 计算机系统中各大部件的结构、作用及其相互关系24 2.3 计算机主机的基本工作原理29 第 3 章 中央处理器 34 3.1 CPU 的功能及组成35 3.2 指令周期40 3.3 典型的 CPU 技术44 第 4 章 指令系统 49 4.1 指令的基本格式及寻址方式50 4.2 指令格式52 4.3 寻址方式55 4.4 指令的功能和类型 59 4.5 汇编语言63 第 5 章 存储系统 66 5.1 存储器概述67 5.2 内存储器73 5.3 高速缓冲存储器和虚拟存储器79 第 6 章 总线系统 86 6.1 总线概念87 6.2 总线结构与接口93 第 7 章 输入/输出系统 102 7.1 I/O 设备的信息交换方式 103 7.2 程序查询方式106 7.2.1 程序查询方式的定义106 7.2.2 程序查询方式的优缺点106 7.3 程序中断方式109 7.4 DMA 方式、通道方式及外围处理机方式120 第 8 章 外围设备 128 8.1 外围设备129 8.2 常见外围设备的工作特点和使用方法 133 第 1 章 计算机中数据的表示方法 了解计算机中数据的分类和表示方法。理解 ASCII 编码、汉字编码。掌握各种数制及其转换方法。掌握原码、反码、补码的概念。选择题 判断题 填空题 2008 年 进制转换 ASCII 码 二进制 ASCII 码 原码、反码、补码 2009 年 进制转换 补码运算 ASCII 码 进制转换 补码运算 汉字编码 2010 年 原码、反码、补码 进制转换 2011 年 进制转换 原码、反码、补码 补码运算 原码表示 2012 年 补码 进制转换 信息分类 原码、反码、补码 ASCII 码 2013 年 8421BCD ASCII 码 定点数 补码运算 历 年 考 点 考 纲 要 求 2 1.1 计算机中数据的分类和表示方法 1.了解计算机中信息的分类及表示方法。2.理解 ASCII 编码、汉字编码。1.计算机内部信息的分类 1）信息分类 计算机内部存储、传送的信息分为两大类：控制类信息、数据类信息。计算机内部的信息类型如图 1-1-1 所示。信息 控制信息 数据信息 指令 控制字 数值数据 非数值数据 定点整数 定点小数 逻辑数据 字符数据 定点数 浮点数 图 1-1-1 计算机中信息的分类 控制信息用于对计算机内部各个组成部件的控制，完成对数据信息的加工处理。数据信息是计算机加工处理的对象，数据类信息简称数据。2）数据的分类 数据的分类方法比较多。通常，根据数据是否具有可度量性将数据分为两种：数值数据、非数值数据。（1）数值数据 数值数据是可以测量的、可以计数出来的数据，通常称为数字。如11000011B、195、195D、303Q、C3H 等。数值数据按小数点的处理可分为定点数、浮点数。定点数又可细分为定点整数、定点小数。（2）非数值数据 数值数据以外的数据为非数值数据。主要有字符数据和逻辑数据。字母a、汉字、中英标点符号等是字符数据；“真”、“假”等是逻辑数据。2.计算机中数据的表示 1）数据的表示方法（1）数值数据的表示方法 数值型数据用机器数表示，机器数主要有原码、反码和补码三种形式。3（2）非数值数据的表示方法 字符数据主要有 ASCII 编码、汉字编码；逻辑数据常用“0”表示假，用“1”或非“0”表示真。数值数据、非数值数据在计算机内部是以二进制代码表示的。2）数据的单位（1）位 位（bit）是二进制数据位，是计算机中最小的数据单位，通常用小写字母 b 表示。每个位（1b）有 0 或 1 共 2 种状态；连续的 2 个位（2b）有 00、01、10 和 11 共 4 种状态；连续的 n 个位（nb）有 2n种状态。（2）字节 字节（Byte）是计算机中基本的数据单位。1 个字节由连续的 8 个二进制位组成，通常用大写字母 B 表示，1 B=8 b。（3）字 字（Word）是计算机处理事务时一次能够处理的一个固定长度的位组。这一个字的位数即字长，字长是计算机系统结构的重要特性。不同型号的 CPU 字长不相同，用 8 b、16 b、32 b 等区分，字长通常是字节的整数倍。在计算机内部进行数据传送时，或 CPU 进行数据处理时常用字长作为基本单位。（4）扇区 扇区（Sector）是计算机从磁盘读取数据或向磁盘写入数据时最小读/写单位。磁盘的每一面被划分为很多同心圆，即磁道，磁道又按 512 个字节（512 B）为单位划分为等分，称为扇区。存储单位之间的换算关系见表 1-1-1。表 1-1-1 常用存储单位的换算关系表 太字节 吉字节 兆字节 千字节 字节 TB GB MB KB B 1TB=1024 GB=240 B 1 GB=1024 MB=230 B 1 MB=1024 KB=220 B 1 KB=1024 B=210 B 1 B=8 b 3.ASCII 编码与汉字编码 1）ASCII 编码 ASCII 编码是美国信息交换标准码，1967 年被国际标准化组织（ISO）认定为国际标准，又称为西文字符编码。ASCII 编码是 7 位二进制编码，所以可以表示 128 个字符（27=128）。如字符 A 的二进制编码为 100 0001 B。西文字符机内码为单字节编码，在 7 位 ASCII 编码前加 0 而得，即最高位为 0。则字符 A的机内码为 0100 0001 B，即 41 H。西文字符大小关系是如下：空格019ABXYZabxyz 其中，0、A 和a 三个字符编码的值依次是48D、65D 和97D，同一字母大小写的值相差32D。2）汉字编码 汉字作为字符，由于其自身的特点，其编码比西文字符复杂，需要采取特殊的方式描述汉 4 字。计算机中汉字编码涉及汉字的输入码、国标码、机内码和输出码四个方面。（1）汉字输入码 汉字与计算机键盘没有直接的对应关系，为了通过键盘直接输入汉字，就需要为汉字设计相应的输入编码，即汉字输入码。常用的汉字输入码有字音编码、字形编码、数字编码。字音编码 字音编码是根据汉字的读音进行编码，字音编码方案很多，最常见的有汉语拼音编码，如“汉”、“字”两字的全拼拼音编码为“han”、“zi”。字音编码的优点是“听音知码”，缺点是由于汉字同音字很多、多音字也多而造成重码多，影响录入速度。字形编码 字形编码是根据汉字字型进行编码，典型的有五笔字型编码。如“汉”、“字”两字的五笔字型编码为 IC、PB。字型编码的优点是“见字知码”，缺点是五笔字型学习时需要记忆字根和掌握拆字技巧，有一定的难度。数字编码 数字编码是用数字为每个汉字字符进行编码，常见的有区位码、电报码等。如“汉”“字”两字的区位码为 2626、5554；它们的电报码为 3352、1316。数字码的优点是没有重码，缺点是编码与汉字的字音、字形、字意之间联系很少，难以记忆。区位码 汉字区位码是很重要的数字编码，每个汉字的区位码由区码和位码两部分组成，前两位为区码、后两位为位码。如“字”的区位码是 5554（读成五五、五四），其中前面两位 55 为区码，后两位 54 为位码。汉字的输入码编码的特点和优缺点。（2）汉字国标码 国标码是汉字在计算机信息交换中通用标准，我国 1981 年公布的国家标准 GB2312-80 信息交换用汉字编码字符集基本集，简称国标码，有时简写为 GB2312-80。国标码是在区位码的基础上获得的。区位码的区码+20H、位码+20H 得到了国标码。如已知“字”的区位码是5554，则 55+20H=31H+20H=51H 54+20H=30H+20H=50H 可得，“字”的国标码是 5150H。4.汉字机内码 汉字机内码是汉字在计算机内部存储、交换、检索等操作的信息代码。由于汉字总数超过128 个，所以每个汉字编码使用两个字节。为了解决与西文字符兼容问题，表示汉字的每个字节最高位置为“1”，得到汉字机内码。双字节编码技术最多可以对 16384 个汉字（22*7=16384）进行编码。目前，应用最广的汉字机内码是以国标码为基础，国标码+8080H 得到了机内码。如已知“字”的国标码是 5150H，则 5150H+8080H=D1D0H 可得，“字”的机内码是 D1D0H，即 11010001 11010000B。汉字的区位码、国标码与机内码