"现代微机原理与接口技术 (杨全胜 著) 是一本关于微机原理和接口技术的教材,适用于东南大学的I/O课程,由专家杨全胜撰写。书中涵盖了计算机的基础知识和核心概念,包括冯·诺依曼体系结构、计算机的主要功能、计算机结构与组成的差异、计算机工作过程、以及计算机性能指标等。同时,书中的习题涉及数值转换,例如将不同基数的数值转换为按权展开式,以及二进制数与十进制数之间的转换。"
现代微机原理是研究计算机基本工作原理和内部结构的学科。冯·诺依曼在计算机领域的贡献主要体现在存储程序的概念,这一思想奠定了现代计算机的基础。存储程序意味着程序和数据都被存储在计算机的内存中,使计算机能够自动执行预先编写的指令,从而实现了数据处理和逻辑控制的高效结合。
计算机的主要功能包括数据传送、数据存储、数据处理和控制。这些功能分别由计算机的主要部件来实现:存储器用于存储数据和程序;运算器负责执行算术和逻辑运算;输入/输出部件是计算机与外部设备交互的桥梁;控制部件则协调整个系统的工作,确保指令的正确执行。
计算机结构与组成是两个紧密相关但有所区别的概念。计算机结构是指程序员看到的系统特性,如指令集、寄存器、数据类型表示等。而计算机组成则是指实现这些结构的具体硬件部件,包括电路设计、接口和存储器技术等。计算机结构决定了软件和硬件如何分配任务,而组成则关注硬件的物理实现。
计算机的工作过程可以概括为执行程序的过程。程序被加载到内存中,中央处理器(CPU)按照指令的顺序逐条执行,直到程序结束。理解这个过程的关键在于掌握指令的执行流程。
计算机的主要性能指标包括字长(影响数据处理能力)、主频(影响运算速度)、速度(通常用 MIPS 或 FLOPS 衡量)、主存容量(存储数据的大小)、RASIS 特性(可靠性、可用性、可扩展性、服务性和安全性)、以及兼容性(与其他系统或设备协同工作的能力)。
书中的习题练习了数值的基数转换,这是计算机科学中的基本技能。例如,将二进制数11011转换为十进制数,需要将每一位乘以2的相应幂次再求和。对于负数和小数部分,转换规则有所不同,需要特殊处理。这样的练习有助于加深对不同基数数字系统理解,并在实际编程中进行数据转换时提供基础。