软考中级软件设计师：第5版，计算机系统详解

软考中级软件设计师教程（第5版）的第一章深入讲解了计算机系统的基础知识，这是软件设计者必备的基础理论。这一章涵盖了计算机系统的构成和核心组件的作用。 1.1 计算机系统结构 计算机系统由硬件和软件两大部分组成，它们相互协作以实现计算和数据处理。硬件主要包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，它们共同构成了计算机的核心部件。 2. 运算器与控制器 运算器负责执行各种算术和逻辑运算，而控制器则控制整个CPU的工作流程，包括指令的获取、译码、执行和下一条指令地址的形成。控制器还包含多种逻辑，如指令控制、时序控制、总线控制和中断控制。 3. 存储器与CPU交互 存储器分为内部存储（速度快但容量小）和外部存储（容量大但速度慢）。CPU通过内部总线与存储器通信，地址寄存器（AR）用于存储当前操作的内存地址。指令由操作码和地址码组成，可以进行顺序执行或转移执行。 4. CPU的内核与架构 多核CPU允许同时处理多个任务，每个内核有自己的逻辑单元、控制单元和缓存。不同类型的编码方式（原码、反码、补码和移码）用于数字的表示，以便进行精确的计算。 5. 定点数与浮点数 定点数和浮点数是数字表示的两种类型。定点数（如定点整数和定点小数）的小数点位置固定，而浮点数则通过科学计数法表示，范围更广。 6. 数据表示与编码 理解各种编码方法对于正确解读和处理数据至关重要，如原码、反码、补码的区别在于处理负数的方法。补码表示法尤其重要，因为它能够简化运算规则，并被广泛应用于现代计算机系统。 第一章计算机系统知识为软件设计师提供了一个坚实的硬件和基础理论基础，使他们能更好地理解和设计复杂的软件系统，应对各种计算需求。通过掌握这些核心概念，软件设计师能够在实际项目中更高效地进行设计和调试。