计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。

  • CPU: CPU由运算器和控制器等组成，用于数据运算、控制等。
  • 存储器: 内存、外存（硬盘、U盘、光盘等）
  • 外设: 外设包含输入设备和输出设备，用于信息的输入与展示输出

CPU

功能

  1. 程序控制
  2. 操作控制
  3. 时间控制
  4. 数据处理

组成

  1. 运算器

    算术、逻辑

  2. 控制器

    指令、时序、总线、中断

  3. 寄存器

    专用、通用

  4. 总线

    位数、IIC、SPI、SCI

CPU的组成

多核

各核心（Core）的运算器等独立，缓存等共享，对外整体表现与单核一致。

AMD：双核。多内核在统一晶元（Die）上。

Intel：双芯。多内核，多Die。

超线程：Intel利用Core空闲资源，将一个Core模拟为两个Core，实现并行计算。可提升30%速度。

数据表示

原码

符号位：正数为0，负数为1

与真值对应，易于转换。计算不方便。

$[+0]{yuan}=0000 0000$
$[-0]{yuan}=1000 0000$

$[+7]{fan}=0000 0111$
$[-7]{fan}=1000 0111$

反码

符号位：正数为0，负数为1

负数：除符号位按位取反
$2^n-1+[x]_{yuan} (x<0)$

$[+0]{fan}=0000 0000$
$[-0]{fan}=1111 1111$

$[+7]{fan}=0000 0111$
$[-7]{fan}=1111 1000$

补码

符号位：正数为0，负数为1

负数：$[x]_{fan}+1 (x<0)$

$[+0]{bu}=[-0]{bu}=[-0]_{fan}+1=11111111+1=00000000$

$[+7]{fan}=0000 0111$
$[-7]{fan}=1111 1001$

移码

浮点数的阶码

将其补码的符号位取反

$[+0]{yi}=[-0]{yi}=1000 0000$

$[+7]{fan}=1000 0111$
$[-7]{fan}=0111 1001$