screen_ 计算机组成与体系结构 _ 第 1 周 _ 星期四 _ 第 2 大节 _ 原文 2026 年 01 月 01 日 16:51 好，咱们开始上课。呃。首先咱们看一下咱们这门课，身上是软件体系软件部分其结构，咱们转运工程，今年是 120 几个人都是由晚上还有一个跟我搭档的，还有一个是大数据专业的王娟老师。我们俩他是做讲大数据专业，我讲软件工程专业。教材身上我手头的教材很多了。今年我们决定是选的是这个那么计算机组成与体系的结构，是也是咱们学院蒋老师、马胜伟老师、王正老师几个老师和作者。
这个教材之前我们用的是计算机组成原理，是蒋老师之前的清华出的教材。这个图是清华出的，是人民邮电。而且他为刻板有个好处，就是说在我的记忆中，因为我说实话这教材目前我手里还没拿到，我也没拿到，可能到明天了。需要大家自行购买是吧？当然我们说无论你是用这个人民邮件的，还是用王蒋老师之前的，比如说这个都可以是吧。
但是我问了一下王娟老师，这两本书从内容上大差不差？计算机组成一体结构无非多了一些多存储器流水线等等等等非单机的部分。其他的跟我们计算组成就是这本书就这本书计算机组成原理基本差不多是吧？但是有一个问题就是课后作业，因为这本教材我还没有拿到，我也是在网上订购了一本，可能今天或明天就到。现在大家也就是说你我都一样，那么对应的这个本教材都没拿到。
不过没关系，这是咱们首先解决有关计算机组成。体系结构系统结构的一个教材问题，我推荐大家使用这一个。好，这是第一件事。第二件事，我再看一下。
稍微等。我看一下，我再找一下。
25 年咱们这门课的课程要求，请大家注意一下。咱们这门课。
计算集成与系统结构应该大家明确。咱们属于与华为智能基座校企合作的项目。在咱们这门课体现在什么地方，我们会安排讲解华为鲲鹏处理器实力的内容。也就是说在咱们教学中总共 48 学时六周，在最后的两周我们可能要讲一讲鲲鹏处理器这个基于 ARM 架构，非英特 X86 结构的 CPU。就这种 ARM 架构就是说 SOC 就是说所谓的单片机 CPU 内部是怎么构成的，CPU 与其他部件又是怎么构成的，是吧？
这个向大家要注意一下，考试的时候我们大概在出题里面有关法律内容我们会占一定比例的。你可以问一下我们这的同学，基本上都是这个要求。下面咱们看一下最终的考核要求。那么考核要求我放大一点，免得大家看不清楚。
咱们这门课属于。计算机类各个专业的专业基础课，大家听清楚是计算机类。因为咱们计算机学院现在专业很多？四五个计算机科学技术、软件工程、大数据、人工智能，甚至包括文案都是计算机类。咱们计算机总理体系属于专业基础课，因此它不像别的专业基础课？
比如说 C 语言，比如数据结构，我们这门课是非常传统的学习和教学模式，怎么讲，需要大家认真的看书。微课版的那本教材有好像我记得这个明文书我没拿到，记得王老师跟我说过，有二维码，你扫一下，可以蒋老师给你直接跟你讲。那么这学习方式我为啥要改？这个微课版有这好处，大家听懂会推看一下蒋总的视频是吧？
但是我们考试是期末一张卷，也就是说咱们软件工程专业、大数据专业一张卷。这一张卷是百分之有 100 分之，但是因为最终给出总评成绩，这 100 份卷子占 70%，剩下 30% 大家可以看一下，有作业和考勤只有 10%，大家觉得是不是有点低了是吧？因为大家手里有什么材料，我心里很清楚？都有蒋老师的辅导材料。说白了练习的标准单你们有我也有是吧？因此咱们平时的作业和考勤，我放到一起。只占 10%，剩下 20% 是这样的。一个是实验是吧？
德军咱们有实验部分，按照咱们的教学大纲里面有实验部分，但是实验这块我实在没时间讲，可以留存客户作业就一个数算术逻辑，就是 java 器用 POS 软件。回头给大家把相应的 APP 发给大家。大家也因为这个说实话，你像计算计算机科学技术专业，他在大三升大四的小学期里面专门有硬件综合实验是吧？咱们软件工程这块多少年都没搞。因此而且我觉得这个框架软件以前我不太好说，现在实际上说白了这个事情就是抢了什么电子工程系专业的范围是吧？他做 FPJ 基本上就用这个相应的用给大家提供软件，这是做 FPJ2 大主流软件之一。
我们选的是英特尔 cox 软件是吧？这个作为课后大作业，还有个大作业是写一篇研究性的小说有关。因为我们讲的是基于 X86，就是英特尔 X86。我想在座知道英特尔这个企业站点是一直在走下坡路。也就是说叉八六这种结构在 2025 年的今天，它的制造工艺没有解决，它的能耗大的问题没有解决。导致现在而且它的设计也有缺陷，导致现在大家用 into CPU 的的用户越来越少。
现在主流的都是非 X86 架构，比如说基于暗，就是暗调性大 N 咱们手机，苹果的 M 系列的处理器都是属于 M 架构的。那么我光我讲一个华为昆仑处理器还不够，大家可以调研一下或研究一下非 X86 架构。我说的非 X 构，你研究二，研究 risk five？
甚至 mix 处理器都可以。也是通过这种报告大作业的形式，使得大家在。咱们专业课的领域中，知识面再广一点，事实上咱们做起来，身上我有个主导思想。就是什么？是这个 PPT 大家可以看一下。
咱们教学内容事实上可以这么说，我们是本着大对大家负责的态度，什么意思呢？因为现在的这个考研保研很厉害，我本着对大家负责态度，那么咱们计算机中体系结构的教学大纲是依据考研 408 专业课有关计算机组成原理的要求给大家进行讲授。也就是说你学的好的，你通过保研。咱们像今年咱们学员大致其 30% 多的保研，这些同学，当然你也应该有扎实的计算机组成体系结构的一个理论基础。不要说等到明年这时候，保研复试的时候，老师问你几个问题，一问三不知，也到时候还给，因为我是一定会参加考研复试的，无论是九月份的推运还是明年。是我都会参加的。要我问这个问题给你说白了你看我任课老师我给你讲一些，问一些最基本的计算机组成的一些问题，你答不上，这就不要再看了是吧？
因此我们的教学是以计算机 408 专业考试有关对于计算机组成原理的要求进行组织和展开的这跟国内外很多高校在这儿是有区别和差异的。比如说北大清华，包括北航，他用的是国外的教材？那么对于国外教材的使用，咱们可能学识不够是吧？
同样一门课，计算机组织体系这门课在北航，咱们就说兄弟院系，咱们就说清北了。这不清北的材料我手上也有。北航计算总体与体系结构这一课是 96 小时，是咱们的一倍。那你想如果给我多一倍的教学学时，我拿一本国外的这种知名的教材，我也很很轻松是吧？但是对于咱们一些同学来说，这个是比较残酷的对吧？你现在 408 考试应该是全国一盘棋，基本上所有的学校都是考 408 的趋势。就是只有个别学校的个别专业保留校考，绝大部分都是统考 408。因此咱们的教学是按照 408 有关计算机组成这门课的要求进行教学安排的，是吧？
当我在这个基础上是加了什么？华为工程处理器及 ARM 架构处理的系列介绍。咱们有时间还可以看一下华为的另一款有关 AR 处理器的特点，看一下 AI 处理器和我们 ARM 处理器有什么区别。好吧，这是咱们的一些要求。好，我把咱们课的一些要求在第一次上课给大家讲。
下面咱们看一下咱们的教材，咱们教材第一章是概述，那么在这一章。讲一下我们英特尔 X86 系列的设计基本思想。英特 X86 设计的指导思想。也就是说咱们多少年的计算机组成与体系结构的经典教材，都是以英特 X86 为蓝本进行教学的。也就是说首先我们要讲一下计算机的发展概论，最终会总把它落实到什么？冯诺依曼体系结构。
再讲一讲与冯诺依曼提交相关的一些概念？这是第一章，第二章是数的表示。树的机器表示。这一张。
这一章。应该来说我不打算认真讲话。这个大家可以看一下我们的章节安排，数值数据的表示，机器数的定点表示与鼓点表示，非数值数据的表示，十进制数与数串的表示，数据校验。
这第二章基本上是在座各位大一学习内容的一个复习？用了一张我要把这章讲的话，后面就没时间了。因此我们第二张纸很快的过一下。比如数字什么二进制转十进制、八进制、十六进制，还是我讲吗？没必要，对吧？什么什么定点数浮点数，就是原码、补码、反码、定点数浮点数等等等等。真相是我讲话肯定不需要。因此咱们第一章第二章会过得很快，咱们重点是从第三章指令系统进行学习是吧？这个给大家讲一下，因此我们第一章第一张没作业，第二章作业自己也是最最基本的，就给大家复习。等下一次课大家把书拿到以后，咱们把作业再布置一下，好吧，这是咱们这块。
好，首先咱们解决一下我们因侧 X86 系列计算机在设计初始所遵循的指导原则。说起来对计算机的定义，我们给出了我们计算机与体系结构这门课对于什么是电子计算机的一个定义。应该来说不同的课程的它对于计算机的描述是有差异的。咱们是站在硬件及结构的角度上去说，所谓的计算机就是一种不需要人工直接干预，能够自动高速准确的对于各种信息进行处理和存储的电子设备。
从这一段定义的描述来看，它最为核心的是什么？不需要人工直接干预。计算机不需要人工直接干预。那他指的什么是什么意思呢？也就是说计算机在你要什么开关电源开关启动键之后，他去执行一段又一段的事先编好的各种程序。通过这些程序自动执行，以达到不需要人工直接干预。
它是什么呢？能够自动、准确、高速的对各种信息进行处理和存储处理，最终变成二进制的加减乘除？最终又变成了二进制的加法运算 OK。
这是有关电子计算机的定义，非电子计算机这个还属于实验阶段是吧？现在国内现在一直宣传的比较多的是所谓的量子计算机。但是量子计算机长啥样我是没见过是吧？我想在座各位也没有见过。
世界上第一台计算机是 1946 年美国宾夕法尼亚制造的 ENIAC。这台计算机我们截了些图，它有些指标大家可以起来看一下。首先这台计算机跟我们现代意义上计算机差别是非常大的，为什么呢？大家可以看一下它的一些技术特点。首先描述数据是用的是十进制是吧？这跟咱们大一所学的不一样。第二它有 20 个实惠的累加器，那么咱们看一下它的对应的物理特征。
这台计算机重达 30 吨是吧？咱们现在拿了一个手机 300 克，30 吨到 300 克历经了差不多 80 米？30 吨占地面积 170 平方米。
每秒我能完成什么样的运算呢？每秒做 5000 次的加法。大家就琢磨，我们小学学的是十进制的加减乘除，这台计算机也太 low 了，只能做每秒只能做 5000 次的加法运算。
减法乘法的除法？这个加法是非常关键的一件事。咱们在咱们的这个后面章节有关在讲运算的时候，我会重点讲解二进制的加减乘除的转化思想。乘法除法我变成加法减法加法和减法变成加法，最终计算机里面硬件设计只有加。其实际上在这儿它隐含了一个运算的转换，对乘法除法变成加减法，加减法再变成加法。政治思想别说在咱们这个计算硬件学习过程中，这块是非常重要的。
好，这个 46 年的第一台计算机诞生于美国宾夕法尼亚大学。知道这台计算机的作用是干什么的吗？是为美国军方计算弹道导弹的运动轨迹的，是吧？这个是他的，在很多教科上他不会写这个字。
好，下面咱们看一下我们在计算机领域中，过去这七十多年里有一位非常有影响力的科学家，所谓的美籍匈牙利数学家冯诺依曼。在 1946 年写了 19 1945 年 6 月写了一篇论文。在这篇论文他阐述了他大脑中的计算机的一些特点，我们最终把它归纳为四个字，什么存储程序。这个大家要记住，具体讲存储程序包这四个字包含以下这些含义。
这篇论文奠定了我们现代计算机的理论基础。第一件事，计算机的硬件构成。它由五大部分构成，分别是运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备。大家看一下，这个描述是非常理论化的。但是到了今天，运算器、存储器、控制器，你和咱们计算机硬件对应还是有点费劲的。比如说运算器和控制器构成了我们的 CPU 存储器一分为多是吧？有我们的内存，有我们的固态硬盘，有我们的什么我们的 U 盘，我们的光盘，沟通中构成了存储器。
输入输出设备没什么好说的。比如说我的投影仪是不是就是输出设备，我的屏幕是不是输出设备？那么输入设备这个键盘，如果手机是吧，如果手机你用微信是吧，有的你看有的人你会发现你和谁谁谁聊天的时候，你可能打几个字，那他很快就给你回复了一大罐。那怎么怎么实现呢？就是什么利用语音输入，利用微信的语音转文字功能快速。这种语音输入在过去我们觉得不可能，现在都已经很方便的。这个实像你说麦克风输入设备，输入设备显示器、投影仪、打印机都是输出设备，这是讲的硬件的构成。
第二，将二进制用计算机内部用二进制来表示指令和数据的。应该来说这一点也是一个非常关键的一点是吧？也是一个非常关键的一点。他就是为什么要采用二进制制度？这跟我们电器电子器件的工作特性有密切相关？也就是说高低电平电流的正向负向的流动，这个是这种特征表示是最为明显的。如果你用这种电子设备去描述十进制的话，往往会造成很多的不可确定的错误出现。只有二进制与电子设备或电子部件的工作特性是最为这反映的是最为直接的。
因此我们用二进制进行描述什么指令和数据，这一点是我们现在计算机用到最为关键的一个因素。实际上对于这一点，我们现在用通过各种专业课的学习。来描述二进制的工作。事实上你的离散数学是吧？布尔运算实际上就是二进制运算的一种形式。
这是硬件第一，你看分就存储程序的概念分为三点。第一讲是硬件，第二讲的数的表示。第三点描述的是在这样硬件，在这样数据的表示的基础上，计算机是如何工作的。大家可以看一下，是将事先编好的程序和数据先存入到存储器中，然后再启动计算机工作。
也就是说我们电子计算机的定义是来自于冯诺依曼这位美籍匈牙利数学家的这篇论文。这是奠定真正奠定了我们现代计算机的理论基础。经过这么多少年，我们说冯诺依曼计算机的这种指导思想，依然到这差不多七十多年的今天依然有效。当然说你未来会不会有颠覆性，我们说没问题，这点希望大家要注意一下。事实上真正基于冯诺依曼思想的计算机诞生于这个就由他本人设计计算诞生在 1951 年。基于冯诺依曼设计思想的别人的搞计算机是 49 年就出现了是吧？49 年到今天大概七十五六年的时间是吧？这是我们真正意义上现代计算机的，比目前我们世界上绝大部分计算机都称为粉糯一般。
就是由刚才这三个这个。计算机的特征来进行约束？计算机的硬件构成，数字表示已成这个计算机系统工作原理就这三块。
这是我们需要给大家夸很大程度去讲解的一件事。下面计算机的硬件构成，我觉得就我不需要讲的太多，只是需要大家要记住几个概念。第一个是 CPU 的改革。CPU 是由我们粉末一般结构中运算器和控制器。整合出来的叫 CPU，这是第一个概念。
第二个概念是计算机与主机的概念。我们计算机与体系结构这门课的主机和你父母兄弟姐妹所说的计算机主机的概念是完全不一样的。这一点大家一定要弄清楚。
我们这个专业课所讲的计算机主机是包含两块内容，就是什么？中央处理器加上主存储器，也就是说 CPU 加内存。加一个只读就板载的只读芯片，这就是主机，和你父母中所说的计算机主机是不一样的。一般人眼里如果是台式机，就是那个黑黑的一个铁箱子里？在这箱子里面有 CPU，有内存、有硬盘，有光驱？只要你把这个连就是电源线插上数据，这个键盘输入线，鼠标输入线插上显示器的输出线插，你丫电源开关它就错了，是吧？这是你父母中眼中的选择。
计算主机跟我们这个专业课所讲的计算与主机是两个不同的概念。在过去什么对于什么是主机，我们通过考核什么选择题、判断题曾经考核过考核过大家。但是每一年我这么讲还是有人犯错误？相当注意下这概念的辨析，大约 5000。那么这个外设。这个外设大家看一下，我们外设这个定义就比较宽泛了。就除了主机之外的其他所有设备都都全部称为外部设备。在咱们教科书上有一章专门讲外部设备，但是这块内容我们有时间关系，我们就这个不讲了。
好，那么大家一定要牢记这张图是吧？首先咱们看一下 CPU 的构成，大家可以看一下，这是 CPU，就是由运算器和控制器构成了 CPU。CPU 加上主存储器构成了主机，存储器又细分为主存和辅助存储器，主存最经典代表就是咱们的内存。
你现在你我看很多人拿的这笔记本，有的笔记本非常轻薄挺好用。但是这个清水最大的问题，现在最大问题是什么？我不能加什么加内存？像有的同学拿的本很重，号称是游戏本。游戏本最大的优点是什么？我可以根据需要把内存加上去，这是主存储器最主要的一种组成。但是大家一下，主存储器不等于内存条，这个大家要记。
当时我们在上存储器那一章的时候会告诉大家，主存储器不等于内存条。主存储器除了最主要的内存条之外，我们还有一块，这一块是非常关键的。大家每个人都要，就是找你用电脑，你肯主存储器的另外一部分是人人都要打交道，就是主存，就是存储器，对吧？CPU 加主存储器是主机，其他的称为外设 OK。这张图大家一定要弄明白。
好，这是我要讲的。至于每一块的部件的功能什么的，就回头听一句话给大家看，我不想多啰嗦。好。这个在咱们计算机组成原理，计算组成有几节课门课，甚至你们这学期学操作系统吗？操作系统这门课这个学期学吗？不学是吧？下学期操作系统，所谓什么叫操作系统？是建立在咱们计算机总原理基础上进行计算机程序调度管理的系统，叫操作系统是吧？
这个操作系统有关存储管理，他跟咱们这是有什么有交叉的。对于咱们硬件的存储设备，我们分为最经典的是三级存储。第一级是 cash，第二级是主存储器，第三级是辅助存储器。刚才我说了，对于主存储器，刚才已经说了，就主要 99% 的是内存条，是内存。辅助存储器比如说咱们的硬盘、U 盘、光盘，开始在什么地方呢？
开始就是咱们 CPU 里面的一个组成部分，就 CPU？在过去，比如英特尔它分很多系列的 CPU。过去我不知道大家有没有听说过赛昂系列？在 CPU 或者是像一般低端的一些英特尔 CPU 都是以 G 开头的。因为现在英特尔 CPU 的运营规则特别乱，是吧？现在之前什么 I 什么 I3、I5、I7，这是一个现在都是用优车，又有一个系列，过去还有人赛扬系列等等。
事实上同样 CPU 主频的，有的卖 2000 块钱，有的卖几百块钱。如果 CPU 主机是一样的，那么卖 2000 块钱和卖几百块钱的 40 度，我们说它的核心的运算器存储器都一样。差就差在我们开始上卖 2000 块钱的它的碳水容量大，卖几百块钱的这个处理器的开始容量小。事实上，也就是说开始的价格决定了 CPU 的价值，也是我们态势。
在我们计算机系统里面属于存计算机存储部件，但是物理的是塞入到 CPU 那个方形的铁盒子里面是吧？而且现在大家就像我说的，大家想象不到是什么。他是决定了 CPU 的价格，就开始的价格决定 CPU 的价格。OK 那么就用这个存储读写速度，看谁的速度最快。辅助存储器最慢。储存是介于二者之间，这个是这个概念。
刚才我说了，咱们在这儿我们操作系统是有交叉的？我只讲意见，你们操作型老师只讲开始储存的数据的灌入，范式的调度换？这个数据你说开始。储存的数据怎么进行交换，交换规则是什么？等等等等。
这是你们操心老师讲，我只想说一下是吧？但你考 408 考试的时候。这两个交通半导体是吧？而且像我贴了十几年的 408 考研的这个卷子不难听的讲。看那 408 考试的那个情况，一本卷子是吧？真正考组织原理得分是最低的是吧？以后给你们建议，如果明年年底，你们大 4 到 12 月圣诞节前后，如果参加考研的话，如果是大题，先做操作性和什么计算机网络，再做数据结构，最后再做做出原理，给你一个衷心的建议是吧？好，咱们最后陈述。
这个基本上是。而同时这个只是有。
有吧。
如果。你去找。
现在没事了。
这第二这。
大家在对，好。
25 万。
好，接着到内容学习。刚才我们讲了这个 catch，实际上现在每一台计算机都有 catch。刚才我在我用的小软件叫 CPU 杠 A，大家看一下。你们可以看到目前我这个讲台上这台就这台主机的 CPU 是英特尔 I514400，就是英特尔第 14 代 CPU。
大家可以看一下所谓的开始，这里对应的什么？开始分为一级开始、二级开始和三级开始。一级开始分为指令和数据，你看可以看一下这个 CPU 是。大家看一下 666P 加 4E 大小和 16 个限制。那么大家看一下它下面是十个？你可以看一下对于每个和比如说大盒是六个，它每一个和对应 48K 的一级数据开始 32 倍的一级指令开始对应的小格对应的分别是 32K 和 64K 是一级开始，二级开始是 6 乘以 1.25 兆。就每个开始就每个的大概是就大的处理器内核是 1.5 兆，还有四兆的两兆的小额对共享的两两兆的态势，然后三级开始是 20 兆。
大家看一下，这是一个真实的，就是这台讲台上这台计算机主机所用的太分为一级、二级、三级你这个量小了，是不是 CP 就便宜了是吧？同样你可以看网，可以搜下别的 CPU，它的开始的容量是多少。大家可以看一下第 14 代 CPU，英特尔 CPU 它的工艺是几纳米，十捺是吧？同样 AMD 的 CPU 我们可以看一下它的工艺是几纳？你可以用什么 deep c 豆包都可以查一下。这也是为什么英特尔现在像去年，我因为每年这时候我都会上咱们这专业的课。
去年我们说的英特尔能不能活到今年或活到明年都不好，就是因为他的这公司大了吧，是比上回，怎么说呢？就是他的这个工作强度没有咱们国内的这些公司这么勤奋？10 纳米，咱们你像咱们的处理器，咱们手机处理器，国外的在这国外就是台湾生产的基本上都是 3 纳米 4 纳米左右。比如说 AID 公司的 CPU 都是台积电代工的，基本上是我那里是没有任何问题的。20 的 CPU 还是 18，你说就这功耗，它它能判断不走下坡路是吧？这个相关注意一下。这是 cache，也就是 cache。像这个 cache 刚才我们说了是最为关键的。
刚才我讲了，咱们计算机组成讲的是这种体硬件的这个存储器系统的设置是吧？而操作系统讲的什么？我的开始中的数据，我储存中的数据怎么去用？也就是说 CPU 发消息就我要进行数据访问。
CPU 要进行数据访问，那么他就访数据访问的请求发给谁啊？事实上，他同时发给开始。和我的 memory。同时发给这二个？你想现在的我的开始又分为三级，这经常正在使用的肯定得放在一起？
稍微 4.2 级，然后共享三级，光是开始我都分成三级？你想一想 CPU 在一般情况下。命中态势的命中率高，还是命中组成的这个访问数据命中概率这个命中率高，还是主存的命中率高，是吧？大家可以想一想，肯定是态势，为什么我们是有理论依据的根据。
程序运行的局部性原理。程序运行的局部性原理包括时间局部性和空间局部性。时间局部性是由什么样的什么东西决定的？是由我们高级语言中大家大量使用的循环语句决定了你程序执行的时间性，吧？在一个时间段内，一个循环宇宙、一个循环体中的所有被反复执行。
空间局部性体现在什么地方呢？我使用了数组？堆栈等等这样的一种数据密集型存储的数据结构，这个空间就比就能体现出来。这因为有程序执行的时空局部性，导致了 CPU 命中开始的准确率是非常高的这我们后面会讲是吧？
那么在这儿我为啥要说呢？每年你去看，刚才我不是提到了一句，你要考 408 考试先做操作系统，再做这个网络，再做数据结构，最后做总总原理。我从 00 几年我看一下，009 年接了一年就开 P408 考试，到现在见的太多了。比如说你要是这个整搞不定的话。计算机组成，我每年可能批这门课的基本上一个 12 分的题，平均分三四分是吧？说不好听的，你这一道题你要能拿个七八分，你想想就差了很多，真的。也就是说这个就是说这个一定大家一定要把策略搞清楚？
操作系统、网络、数据结构、计算机组成。也就是说为什么说大家说是个计算机组成？考 38 首难学难记，知识点多，实际上它就没有仔细分析 408 集团组成员到底考什么，大面的考试他会考考都是犄角旮旯的，比如咱们期末考试，我考的什么这个芯片设计，二进制的加减乘除，它是什么卡吗？这考什么？考流水线，考数据传输率，不考就是考这，你看这多少年都是这种题，是吧？好，这个我们就再不啰嗦了。主存这我就不说了，这些咱们就都往后过了。
在计算机我们讲的 PC 计算机部件是由总线连接的，是吧？总线连接的这个我就再不啰嗦了。总线结构咱们有一章专门讲总线，到时候咱们再说，分为单总线单总线。大家看一下，计算机系统中只有一根总线的单位线，所有的设备上所有设备都挂接在这一根总线上。你看这是单总线，还有双总线、三总线等等等等。
极端情况下我们有一个大星期的硬件的连接，大家一起来看一下这张图。大家要记住，这张图要大家我向大家一定记住。因为咱们这门课的结课的内容就是讲到通道这门课，咱们计算机组织题教育课程就结束了。那么这张图将来还要用到，通道大家可以看一下，就是我们的主机与外部设备的连接的模式。
首先关注一下你建造建了这一张图。就意味着你讨论的是大中型计算机，就已经超出了我们计算机组成原理的范畴。因为我们计算机组织成员里只讲的单机系统，而计算机组成体系讲的是多机。
这一张图就代表的是多机系统，这里有 CPU 是吧？事实上通道这叫 CPU，而通道我们写把它写成什么？叫 PU process unit，不是 CPU 是吧？CPU 叫中央处理器，而通道因为 CPU 的 C 只有一个，就它只有在整个系统它只有这么一个是吧？而其他的出现的都叫 PU 处理单元。实际上通道就是一个处理器，只不过这个处理机只能执行专用的 IO 处理程序，他别的都干不了。因此有这么多，也就是说 CPU 在大型机中型机，CPU 直接去控制外设是吧？
显然你是大材小用。因为什么？这个 CPU 往往是什么？往往是能够每分钟做多少笔高分的一个主题，它性能是非常不好的。而我接的外设很多，一个一万是吧？你要 CPU 直接控制外外设的话，就意味着我们的 CPU 有大量的计算机计算的话费。那怎么办呢？我把 CPU 外设的这种由控制交给一个专用的处理器，由它来控制完成我的 IU 操作。被告。
好，下面咱们看一下不同的就是你学到什么程度，看计算机你会看到什么样的东西。好。
首先我给你一张图，这张图是比较经典的？在估计在你的家里或者是在咱们学校机房看到的计算机就长这样。有一个大机箱，就是你父母中眼中的主机、显示器、键盘、鼠标库。也说这是大家在 18 岁之前，没读咱们这个专业之前，你对于计算机的这个大日期就这样子是吧？
那么通过这几年的学习到现在，大家应该认知这样的东西，就是把那个主机箱拆开以后，你能识别哪一个是内存条？哪一个是 CPU，哪一个是显卡，哪一个是硬盘，这我想现在都学了两年半了，你计算机的主机箱打开这些你都要认识，是吧？如果你连这个都不认识，就太说不过去了，是吧？也就说到现在学了两三年，学了一两年就应急 CPU 的这硬件，CPU 内存条、硬盘、显卡等等等等，这些你应该知道是吧？给你放点钱，你起码能把它认出来是吧？
OK 那么如果学了咱们计算机与体系这门课，我们要求大家掌握什么？知道我们计算机是一个控制器、运算器、存储器和外设构成的。我的 AMU 包含哪些寄存器是吧？当然我们就。
再往下就不是咱们这专业所选择了，就是所谓的集成电路专业所学的是吧？比如说你的存储器，你用什么这个门电路进行设计，这门电路是用资金替换，还用什么样的材料来进行提升。标签所说的咱们就不涉及了。
那么对于咱们计算机组织体结构政策，这上面的这一层系统器和寄存器这一层大家都认识悉。比如我们计算机组员就是把每一个设备拆开成处理信息，跟大家讲？这是咱们的线，就咱们学这学期的课，这个要求是大家要达到的。
再咱们看一下我们计算机在设计过程中常见的两种结构，和诺依曼结构和哈佛结构存储器的设计。事实上刚才我们用那个小 C 那个 CPU 杠 Z 那个小软件运行的时候，商人给大家人举了个例子。冯诺依曼结构和哈佛结构存储器设计的区别在哪呢？大家一起来看一下。
冯诺依曼结构属于比较经典的早期结构，也称为普林斯顿结构。它最大特点存储器里面既能够存储指令，也能够存储数据。对于这种存储器的设计，我们称为冯诺依曼。这是我们和文诺依曼老先生在 1945 年写的一篇论文中的指导思想。也就说这个指令的存储地址和数据的存储地址是只是指到同一个存储器上的不同物理地不同的物理地址就是坟墓一曼之后，说白了冯诺依曼的存储器是脂类与数据混合存放。比如说英特尔的 80S805 系列，英特尔系列 CPU 都这样。这个 ARM 公司 ARM7 系列的这嵌入式处理器也是这样？这是冯诺依曼这早期。
这张图说白了承诺一万存储器需要最大一点就是存储器它的作用是既能存指令也能存数据。还有一个叫哈佛结构。最大的特点是什么？它存储器设计是将指令存储和数据存储分开，是吧？就是哈佛数据在存储的时候指令和数据分开进行存放。刚才我们说英特尔他不这样，实际上刚才我们用了这个小工具，大家是不是已经看到了英特尔在近十年左右，它的开始一级开始设计，就是这样一级态度的设计。这是英特十四代是吧？十年以前就 2015 年，16 年应该是新客第六代 III76 几几开头的。大家可以看一下。这台电脑是我办公室的台式机。
刚才我说的是英特第 14 代是吧？14400 这一段，我给他展示一下，现在我把它展开，运行的是我在远程中关村小区办公室的排水器，我一般都是会开远程的。大家看一下，它是 I76700，是十年以前的产品。大家可以看一下它的一级开始也是哈佛结构是吧？你看我这是这个是四核八线程，我的一起开始，我的一级开始分为指令和数据，分别都是 32。这十年以前就是在过去的这十五六年内，包括英特尔的 CPU，它在开始一级开始的设计过程中也采用哈佛结构，也说将指令和数据单独分开来放。
这是他开始设计是吧？这种方式由于开始，由于指令和数据是分开来去投放。也就是说从这张图上大家应该能看到，也就是说只能单独有一个存储器数据和单独存储器。这是单独的这总线与 CQ 连接，也意味着能够进一步提高 CPU 访问开始效果。也是说你在访问指令的同时，是不是我可以用读取一些相应数据对吧？过去如果是承诺诺依曼结构，指令取完以后，由于它混在一起存放，指令取完以后再取数据。而哈佛结构由于是两个独立的存储期间，我可以同时。同时进行读取战网读写性能会进一步提高。
好，这是我们这块内容。那么在这我们这是我们有关硬件的过程。在计算机系统里面大家一定要注意，我们常说的计算机系统既包含计算机的硬件，也包含计算机的软件。二者是相辅相成，不可能分开，这个相当就有效。好，这是计算机器，既包括硬件，也包括软件。
那么。
那么软件与硬件的关系是什么？硬件是计算机系统的物质基础，软件是计算机系统的灵魂，他二者相辅相成，不可分割。未来的发展趋势上，我们说是两块软件，硬件软化和软件硬化。怎么去讲呢？软件硬化硬件软化。
那么就是当计算机组成这么一个或者电子工程系，他现在的一个趋势。因为咱们要做实验？过去我们传统的是什么？给你一个。这个计算机组织体结构的实验箱，给你一个 CP 给你一个 CCPU，给你若干个金属芯片。你要用物理的羡慕彼此，将欺骗各种欺骗一个拐角用盗窃连开，连接以后，然后往里面写程序，让他完成你相应的工作。
就是过去我们做计算机组成一体结构，实际上是这么做的。而现在我们利用我们给大家提供的这种主流的软件，利用边利用什么？这种拖拽器件由物理的导线的连接变为在软件里面做图的方式，将所谓芯片的管脚用边线上连起。那么这就是印尼建的化，咱们这专业可能这个不够突出是吧？
硬件软化只有可能对于电子，就是咱们学校第二个就是我系数码线的电子信息学院，信息学他们可能大量的这种东西。而咱们最关注的是第二件事，什么软件硬化。就原来完全可以用软件来实现的，现在我要用意见来实现，为什么？知道为什么吗？因为咱们国内这种环境不太好，是吧？
环境不太好以后，比如说你作为一个比较有能力的软件开发人员或者是公司老总。一旦你生产出来的这个软件比较畅销，就会出现大量的盗版是吧？你像软件盗版破解，包括操作系统是吧？Windows 11 现在的破解也是非常有限的，是吧？
那我们怎么办呢？很多公司为了自己产品的知识产权，他将软件能够实现的东西加一加到硬件来实现，这样增大开销，你卖的时候软件你也一起卖，以保护自己的知识产权是吧？还有一种就是咱们网络安全领域中？对，安全认证过去都是软认证？口令密码等等等等。你觉得这玩意对于所谓的黑客高手有用吗？没有用，那怎么办呢？我会在。
计算系统里面加装一个硬件的所谓的什么什么狗？那么通过硬件的一种认证，一个机制，保证你的数据完整性？这个就是他为什么其实这个事情软件也能做，为什么要先用硬件加工设备，就是保证他的安全，对吧？
你有些东西你纯软件能够做，现在我走过走人文学加一个硬件的过程的话，在很多情况下它的安全级别是更高更有效。因为你没有那个所谓的硬件设备，你的访问某些东西通路你就走不通，是吧？我要搞搞教研全路，我在系统不用的情况下，我把那个硬件从计算机上卸载之后，你黑客也化。
什么是客理化？访问不了某台计算机的内部的数据是吧？件硬化硬件软化、软硬化是在我们计算机领域中都大量存在。刚刚就是讲一些简单的应用详细好。
好，下面咱们看一下计算机系统的多层次结构。其实这张图我个人感觉是非常经典。为什么这张图描述了在座的各位大学四年中的计算机类专业中所学到的各门课程？我用这张图就告诉了你们，可以分别找一下你所学过的课程，分别对哪一门课。首先。该程序及对应的就是计算机主持人与体系这门课？
机器人企业咱们这专业可能过去有选修，现在我不知道开不开。我们有什么汇编语言？二进制的伪代码汇编语言过去就是现在我们咱们计算机科学技术专业是学的咱们软件和大数据。好像原来是选修课，现在看他我不知道。
操作系统，这个机器语言机器人这块。对，说错了，这是指令，这个不一样是吧？操作系统也有他们咱们这个指令也是很棒的。那么也说一个指一个计算机的硬件就设计好以后，他能用什么样的指令在这做具体这操作系统汇编高级语言什么？大家所学的 C 语言，java 流量，python 里面是这个，那应用语言其实各种系统？比如说。现在最时髦的大模型，机器学习深度学习大模型。这个也是这个图，基本上把咱们目前和未来打卡这些东西都在这进行罗列是吧。
对于咱们这门课，我们关注的是第一集、第二集。那么第一集微程序集咱们讲什么？我们在后面有一章讲控制器，讲控制原理的时候，我们会用到微指令。微程序这是咱们计算机组成体结构的精华，就是控制器。那么控制器到了微尘，微尘聚集解决的是什么？就是说计算机的 2 制 2 进制信号，最后变变变变变到最后的一个高低电频。这个高低电一旦设定好以后，会变为电子设备的物理和这就是微程序最关键的。
比如我的微程序，我 0101 的所描述的很具体，某一个这个寄存器的输入门打开，输出门关闭，加一操作就是就一个高低电流信号，这个信号发不出来。比如说寄存器 A 输入门打开，这是一个微命令是吧？这个微命令如果我把它置一的话，就意味着寄存器 A 的与总线连接的输入门就开放。也就是正规程序。就是我们逻辑操作的电子设备具体动作之间的一个分水岭。也说计算机从膏体原因该到 0，最后不会变成微命令。就是说这我们相当于是我们人的逻辑划分到最后的一步，就规定出现以后，它它会转变为物理设备的具体的动作，是为什么？
机器原理就这里讲的是指令，一条指令对应一段微谱区，一个加法指令。那加法指令你怎么你知道怎么去实现实现就加法指令把它进入到不同的处理器。这一条加法指令所对应的微程序段结构处理描述不完全一样。别说指令到微人群的映射是和具体的 CPU 的内部物理设计密切相关。不同的 CPU 内部的构造和控制器的内部构造，决定了你对于指令的解析？在这上面操系统，这实操性上就是会编汇编上面就是高俊杰，高俊杰在上面就应用原籍。这是我们讲的最为基础的内容，希望大家一定要关注一下。
这是这 PPT 我下午我在这再播布在多说两句。咱们课程有在爱百里中有那个课程群是吧？每一次上课之前或者之后，我会把相关的课件信息放到上？这个下午去，因为昨天晚上在中关村校区尚品研究生工作，周三晚上周四一早就来咱们这边上本科生的课，基本上就这个今年还算好，往年是周三上午先上本科生，晚上上研究生。内容好，那么有关第一章的内容，我想我就讲到这儿。在这儿希望大家注意一下，我们在每一章里面由于讲各种外设，说他会讲一些所谓的性能指标，是吧？这个大家注意一下，因为对于同学来说，他觉得这个描述太简单，脱一次你看这个概念觉得是的人都会。但是你记住 408 考试就这样在这上给大家埋一些坑。
比如机器自查是指参与运算的数的基本位数，由加法器存储器总线位数来决定。通常我们在计算机。机器内部描述数据的基本单位是一个。But but 字节 BYTE1 个字节是八个二进制位，一侧？一个位我们英文翻译是 BRG，正好跟咱们学校的英文校名是所写的完全一样对吧？
第二题我觉得挺好，就是最基本的。也就是说刚才我们说过了计算机。表示有效信息的单位是字节。大家听清楚，计算机内部表示所有信息基本单位是字节。而 BRT1 个 BRT 就一个二进制位，就描述一个什么零钛或者一太，这样就这就是最近的一个状态，零一的一个状态，我们叫 V？
除此之外我们还有字的概念，一个字的概念，字的概念。什么叫字呢？说白了所谓的这个字的概念就对应的什么这个 CPU1 次性能处理信息让是多少？是 16 位、32 位、64 位。如果他一次能处理 32 个，那么这一个字的字长就 32 个。如果这一个字一次处理 64 位的信息的话，那么这个是左右这个字事实上跟我们操作系统的那个那个事实关系是吧？
现在咱们一般都是用的是 60 位，64 位操 6 64 位操作系统是吧？32 位操作系统基本上是没有用的是吧。但是我们像我上大学的时候，什么刀子操操作系统、英子操作系统、文字操作系统，这都是 windows 16 位、32 都都用过来了。为什么咱们用的 64 位超时？因为。
这个 32 位操作系统。大家可以访记得他的访问空间，32 号多少钱？是 2 月 32 日次方，二的 32 次方等于什么？
吧啊对，这再说一下，在咱们这门课我们要求大家掌握二的 0 次方的 10 次方的值，就二的 0 次方等于几？2 的 1 次方等于 2 的 7 次方、8 次方、9 次方、10 次方。二的 10 次方是 1024 是吧，2 的 9 次方 512256128 64 32 32.2 的 5 次方，2 的 32 次方为什么是 4GB 呢？因为二的 10 次方是 1K，二的 20 次方是一兆，二的 30 次方是 1G2 的 40 次方是多少？是吧？30 是吧，22 次方是不是鉴定是吧。
当你的内存是 4G 以上，你要装一个 32 位的操作系统。你会发现 4G 的内存理论上 2 32 次方等于 4G 的这 4G 的内存你刚好能访问到。但是在实际情况下，32 位的操作系统无法访问到 4GB 的内存，什么原因？咱们休息五分钟再测下。
好，咱们接着把内容去讲。刚才我不是说到了吗？32 位的操作系统，理论上讲它的访问空间是 4GB 是吧？但是你我不知道大家用当你一个具有 4G 内存的计算机，你装一个 32 位的操作系统，你实际这个 windows 32 位的 win 7 是吧，他只能访问到 3.1 兆。3.1G 和 3.2G 跟实际的理论实际比还差将近一 G 的空间，他访问不到，为什么？因为这个。这个 CPU 它的内容存储空间它有一些，第一是它系统用，第二是有一些预留。
实际的安装过程中，在 32 位的 win 七下面，你屋里装了 4G 的内存，实际的在系统里面它只能看到 3.1、3.2G 可组织空间。这空间他看不到，就他的就套现活动的管理机制决定用的。你想充分使用 4G 的内存，你必须装有四个是吧？现在也就是说，当你的这个计算机硬件超过 4G 的内存空间的话，肯定是装 64 位的操作系统。否则你装 32 5 号线的话，就没有你很多空间你都用过这种情况注意下。
好，这个我就简单说一下，数据分布的宽度是吧？还要储存容量，这个我们到了第五章讲存储容量。再说这个传输速度、吞吐量、响应时间。在这相当注意一下，在第一章里面，在 408 考试里面曾经考过这两个概念。MRPS、MFLOPS 每秒钟执行多少百万条指令？就 MRPS 和每秒钟。
这个有点问题。
第二个是每秒钟能够执行多少次多少百万次浮点运算。在有一年的 408 考试里面，这是一道什么选择题，结果很多人答不出来，也是他不知道东西。因为我们在很多年的教学过程中，从来没有讲过跨计算机去。
第一个 MRPS，地方都是用指令的条数除以总的执行时间，或者等于主屏除以 CPR 是吧？基本上就这个反正说白了这种地方说难就很难。但是你要知道这 408 考试特点，就 408 考试它有很多犄角旮旯的东西，可能我们上课的时候是干得过 408。
作为一种小计算，那 408 你说这道题分值也不高，是一道两分的选择题是吧？这一道丢了，那一道丢了，那么可能就费事了。因为咱们计算机试题结构在 408 考试中是 22 分的选择题，23 分的大题。22 分的选择题相当于有 11 道选择题，23 分分别是一道 11 分的大题，一道十二分的大题。也就是说，408 考试中计算机组成。这门课有 10 13 道题是吧？
这是我们第一章，我就讲一下，因为第一章这个。内容还是比较多的，我们就讲一讲这个下午或者最迟明天。看我今天下午就去办公室，可能有时候要出去。如最迟明天上午，一般早上八点一定会把今天 PPT 发给大家好，现在咱们看一下第二章，第二章是数据的机器人这一章第一章我还讲了讲？有些基本概念咱们还是要讲。
第二章我属于基本不为什么呢？这都是你们。学导论、演化学、计算机基础概论演化是吧？人过关再叫我讲，相当于要惩罚了？那么咱们一起来看一下，当然我们不是去热剩饭，有同学说你既然不讲，那是不考试就不考了。对不起，在第二章里面我们大致齐会出十来分的基础上，十来分的基础。
好，首先是数的表示问题。在计算机里面咱们遇到的数可能有以下这四种进制。最主要是二进制，还有八进制以及 16 进制。大家注意一下，在不同的课程里面，对于八进制，对于 16 进制的描述是一样的。我们计算机组成体以后，全国我们是这样一个数表示，用数的这数字的后缀来描述这是几进制。如果一个数和 01011 串后面加一个 B 的话，它描述二进制。如果 0101 后面我后面跟一个 Q 的话，它是八进制，后面跟一个 X 就是咱们计算机组成其结构这门课的要求。
如果大家学习 C 语言的话，八进制、16 进制是前缀或者后缀？这你要弄清楚不同的东西是讲法是不一样的，这点希望大家一定要明确。这个很容易和高级语言中 80 进制、十六进制，这个我提醒大家一下。
那么在第一节中核心的是什么？静置转化，就是八进制，二进制与八进制、16 进制的转换。这个应该是你们大一一定学的。但是咱们这门课，我希望在座的同学掌握什么创造发明的这个理念。在座的各位每个人都能够创造出属于自己的。
那么这个进制是等于几呢？我们称为 R2 或者 X 吧？比如说二进制。它基数为 R 它所能用到的符号是零到 R 减 1，计算规律逢二进一借一当 R。这什么意思呢？考试的时候，如果一个选择题，我下边是一个四进制 20 进制。80 进制给你占了个数，有没有同学举手说老师这道题出错了？有没有同学。
遇到这种说题，没错，你琢磨琢磨是吧？这是一个考核点是吧？我没有讲，但是大家要会。二进制的我不会干说，一定会把它变成一个选择题，叫你去算了。那么对于这种 R 进去是怎么算呢？事实上我这给你给了一个 R 进去的多项式？你把二变成 2，变成 8，变成 16，是不是也是这么写的，这个多项式这个运算结果是对应的这个二进制对应的十进制对应的值。也就是说我无论给你多少个定制，最终我可以把它用这个二进制的多项式表示化简为十进制，然后提出？
我觉得在座各位，我先说了这一点，剩下的事就这事是吧，不用我再讲。好，二进制是对于二进制、八进制、16 进制一个总结与扩展。那么考试的时候可能大家遇到 7 进制、十五进制、30 进制是吧？那你怎么去做？刚刚我们说过了。好，下面咱们看一下，这是禁止转换。
第二件事，在计算机内部如何表示数。第一个概念就是什么？有符号数和无符号数。所谓的无符号数就计算机整个存储空间都是表示数据的位。对于这种情况下，无符号数它只能表示什么？大于等于零的整数是吧？不报数都是大于等于零的，因为它没有符号，默认它的数表示范围是大于等于零的数。
那么这个自称为 N 加一的报数的授权范围是 0 到 2，N 加 1 次方减 1，这是它的范围对吧？就比如说自称为八进，至少为八位，无放数指 0 到 255 是吧，25 是多少算出来的？2 的 8 次方减一二百，56 减 1 对吧。好。无符号数在自然界就是这种大于等于的数，是在自然界是比较少的，是吧？那么绝大部分的数都是有正有负。
因此在我们计算机里面，当你看到一个数前面有什么加号或者是减号是一个数，除了数值之外，前面有加号或者减号。正数的表示我们称之为增值。这概念大家一定要注意一下，是当把前面的加号或者减号用二进制的零或者 1 进行表示的话。就变成了机器数，机器数和真值是对应的。大家听清楚，真值和机器数是对应的。真是怎么变成机器数？就是把我们前面的加号用零来表示，减号用一来表示，这就是真值。点击计数器在我们计算机里面，我们绝大部分情况下表示的是机器数。下面我们对机器数进行讨论。
在机器数的表示过程中，咱们有三种表示是机器数的方法，分别是原码、补码、反码、原古法，这是机器数。因为机器数是非常抽象的一个概念。我也告诉你机器数据真是占的，我的证号用零表示一，负号用一表示，这是机器数对吧？但是在知道零表示正一表示负的前提下，你机器数的表示我们还有三种形式，原码、补码、反码，大一都学过是吧？这个我们要求大家掌握，在计算机的运算过程中，源码和补码是最为常见。反码只是什么？从源码到补码中一个中间表示形式基本没用，因此原码和红码表示这在座各位一定把你大一所学的内容给捡起来。好，咱们看一下。
第一种是原码表示，原码表示是最为简单的一种形式。首先大家明确机器数的表示跟真实的表示区别在哪。就是在一个存储空间里面，最高位我约定表示符号为零表示正号，一表示负号，其他数值部分与真值是相同的这就是我们的源码表是吧？就当争执仅仅是将前面的正号用零表示，负号用一表示，那么这种简单的变化对应的就是所谓的原码表示。比如说我这里的纯小数，大家可以看一下，我称之为一个小数，它的原码表示为。S 角 S1S2 到 S2，其中 SS 是一个符号，对小数点前的这个符号位，这小数点是我们隐含的是吧？
因此在计算机里面我们用存储器表示数据的时候，只有两种形式，纯小数或者是纯整数。没有所说的你们所说想象中的既有就又有小数的这样的数，我们要很快才能进行表示。比如说 S1S2，大家看到这个 S1S2 这种表示是一种什么形象的表形式？这种真实的表示 S 一是一个正的 0.0110，X2 是负的 0.0110。如果我把它写成源码表示。大家可以看一下。他源码表示是最简单的是吧，小数点前的那些费，要么为零，要么为一是吧，就跟这个争执是这。
那么纯整数大家注意下，如果这个针织是个纯整数，小数点的位置应该是在 XN 右侧是吧？这 XSX1、X2、XSX1 之间是没有小数点，他这个对纯整数的小数点是在 XN 的右侧。我搭入一下，在计算机里面无论是纯小数还是纯整数的表示，小数点的位置是隐含约是隐含约定。在真实的表示过程中，小数点是不占存储空间的，否则看到后。
大家注意一下，在这有一点原法表述中，正值零有两种表示形式，分别是正零和 -0。这跟咱们之前的课文中所说的是一样的，这个你要记住。原话中零有两种表示形式，分别是正零和 -0。
原码表示在运算过程中，大家注意下它有优缺点。源码表示用源码实现二进制的乘法和除法是最为简单的。而加减法运算比较复杂，就原码的加减法，你做的是加法运算。实际上它做的减法，你做的减法是让它做加法。而加二进制的乘法用原码做乘除，法律的约定的。因为二进制用于原码做乘除法的首饰符号位单独处理。他进行乘法运算和除法运算是用绝对值进行。
陈楚瑜，因此你不考虑他的符号位置，这个我们在后面讲运算时候会专门去讲这件事。事实上我们说冤枉，在座各位都会不骂这件事。如果不讲理论，光说计算，在座的各位也都会。但是我们还是得讲一下补码的概念的研究。
因为为什么我们要讲这个？因为在我们二进制运算过程中，我在一开始讲课的时候我们说了，世界上第一台计算机每秒只能做 5000 次加法计算。它隐含了一个加减乘除，一个单向转化思想。首先乘除法变加减法，加减法变加法。也就是说最后的加减乘除你都用加法用来运算。那么补码的引入就是解决。什么减法变加法一个核心关键词，这是引入赌马最为关键的一点？咱们打的时候只讲怎么？
原码变红码怎么做呢？如果这个数是大于零数，它的补码和原码一样。如果这个真值是一个小于零的数，符号位保持不变，其他数值位按位取反，末位价值是吧？OK.
如果光计算是在座各位都是，那么我说了这个原补码的引入，他说白了就是什么？在这你看这是我们引入这个补码的核心目的，就是使符号位参与运算，从而简化加减法运算工程规则，使减法变加，从而简化机器的运算器的电，这就是引入竹马最为核心的点。最为核心的也就说通过引入补码，使得二进制的加减运算变为加减运算。也就是说最终我们 CPU 的运算器只是完成加款。预算是吧？你要光是所有的预算，你就加上预算知道吗？
首先要解决补码的概念，要谈到补码的概念，首先我们要引入模的概念和铜鱼的概念。也就是说在这儿第一个概念是我的概念。什么是魔呢？其实说起来也很好理解，怎么讲呢？因为我们知道我们的计算机的存储空间都是有限，是吧？一个寄存器八位 38 位、16 位、32 位、64 位、128 位。无论是多少倍，哪怕是 128 倍，甚至是 256，不管是多少倍，他总是是在有限的存储空间内进行数据的保存，是吧？
比如说咱们先说简单的，比如说一个寄存器。一个寄存器只有八倍。大家想一想，一个寄存器只有八位，一个八位的寄存器它能够描述多少个数？256 个数是吧？16 倍。
65536 有 16 位的寄存器，最多能够描述 65536 个数，65503 16 个数是吧，32 位，4GB，你自己去算或者 64 位。你多少个数就无论。因为我知道我们存储器的空间都是有限制。既然是有限的，他能描述的数都是有限，不够是吧？那么这个膜的概念就是描述的。
这个什么？这个有限空间所能描述的数字容量。比如说八位它只能描述 256 个数，那么 256 就是这八位存储空间的模。大家听清楚，这就是模的概念。模的概念就是有限空间里面所能表述的，所能表示的数的总量。就是我比如 16 位的存储空间，它能够描述 2 65503 16 个数，那么这个量就是 16 位空间的活。这是膜的概念？
跟我们说了半天，这就是魔的概念。也就是说当运算结果超出了机器的最大表示范围，会产生溢出，这溢出的量就是模。比如说一个 16 位数只能描述 65503 16 个数，你再给他放一个数，65037 个，第 65037 个数个数他表示不了的是吧？表示不了的话他就会溢出，这是膜的概念是吧？那么这个可能就说这个量大家可能不理解。如果比如说八位，我用八位或者一个更简单的一个四位的一个存储空间。大家可以看一下，我们说了对于按我们的计算，如果是四位的话，他的模是二的 16 次，2 的 4 次方等于 16。
那么大家看看对于这个存储空间，我要进行四位的数字计数。它比如说四位二进制状态是不是从 000 顺序变跳变 0010010？总共能够表示出 16 种不同的状态。你第 17 个状态加进去会变成什么样？大家可以看一下。是不是你要第 16 个状态是四个腰，再加一个状态就变成 10。其中最高位的 161 也说这四位可能不叫事实。
16 个方块，这 16 个主流对于自成为 N 加一位的正纯整数来说，它的模是二的 N 加 1 次方。对于自称为为 N 加一位的纯小数，它的模是几？或者纯小数，大家看它的纯小，对于纯小数来说，它的和为二。这个大家能看一下纯小数的和为二，实际上分得小数为多少位是没有关系的是吧？他就是在正一和负一之间无限接近正一和负一，那永远达不到，他没有什么 OK，这个刚才我已经给大家你挖了一个小坑，把刚才清出来自成为 N 加一倍的纯小数，它的和是多少是吧？我考试的时候给你出个选择题，说个情况，大家可能跳出 OK。
好。有了膜的概念，我将引入第二个关键的概念，同余的概念。所谓同一个概念两个。正整数除以相同一个正整数 M 所得到的余数相同，那么 A 和 B 对模 M 同于这说起来很抽象是吧？有魔又同鱼，又这那的，他到底要说什么东西？说白了这两个 A 和 B。不是白让你算的，不是说一个 51 个 100，让你去对多少算同预约，这个千万不要理解成这样是吧？当然我们也能算，比如说 50，比如说我设定我的为 12 50 和 100 对，他求他的余数分别是多少？一个 21 个 4 是吧？
大家可以看一下，同一个概念，事实上这个 A 和 B 在有限的空间里面不是白找的，事实上 A 和 B 都有专门的执法。你说 A 是一个负数，B 是一个正数，就一个 A 大于一个小于 0，A 小于 0，B 大于 0。在相同的额空间下，如果余数相同，这两个不同我们是是同一的这是干什么？说白了就是对于一个负数，在特定的模空间下找出这个负数，已知等价的正数，这是他们是吧？
有时候这书说说难听了，讲看半天真看不明白。而且咱们教材上的第一，尤其第二章有很多小柯儿这棵不讲的话，可能有的同学看书看得很快是吧？这点相加数一下同一个概念。刚才我说的很清楚了，A 和 B 不是随便给你找的，是吧？这就是在计算机存储空间下面讨论的 A 和 BA 是大于零的，B 是小于零的，或者你倒过来也行是吧？
也就是说我们利用同一个概念为一个负数，在特定的模空间下找出与这个负数对应的这个数。那么这两个数的特点用模具去算它的余数是相同的对吧？说白了你一个负数转化成正数，就是利用朋友关系导出来的另外一数，是吧？咱们只是告诉你方法，你直接去算它的原则是行。
然后我们举的举个例子，往往是很很迷惑在座的各位？讲的什么终点，什么正转匿，什么顺时针逆时针去转，说白了把大家都转晕了？还是没弄明白这个铜鱼到底怎么回事。事实上说白了铜鱼就在存储空间特定的模空间下面为一个负数找到与之对应的正数。那么它这两个又是一个正数，我怎么关联起来运用同一个概念说这个负数和正数用模去求它的这个余数值是相同的是吧？那么这两个字就是等价表示。
你看比如说这里的正转倒转正传，我就是加持 N 你看对对对，这块。比如说正转拨十个点，倒转拨两个点，对于这个圆盘状的指证来说，-2 和 10 对 MOD 去求解它的流水项目是吧？都是等于什么通就这个意思。也就说说白了我们用圆盘形的时针的正时针和逆时针的旋转来描述这个概念，也说逆时针拨两圈和正时针拨十圈。应该不是圈，是多两个客户或十个客户是吧？它本质是一样的？这就说白了 -2 和 10 是等于你还说就是我要找出一个负数在特定锚空间下面的一个等价正数量，这是你最终能够二进制加减运算。变加运算的核心是你是让 A 减 B 变成了 A 与负 B 对应的对应的这个正数，做特定预算加上预算。
好，这个概念是最为关键的？也就是说我们讲完膜的概念，讲完同一个概念你就知道补码为什么引入了。引入补码就是解决二进制加运算变为加法运算这个目标的？好，既然讲了这个概念以后，它的预算我就不想多啰嗦。
补码的运算它分为首先判断这个真实是大于零还是小于 0。如果是大于 0，对于一个正数来说，它的远古反馈是相同的。对于一个负数来说，它的补码是什么？符号位保持不变，数值位按位取反，末位加 1。你们大一就是我不是我说。在这要注意一下，对于榛子林，如果用补码表示，它只有唯一的补码形式，比如说正正零和 -0，它的补码表示是相对骂我妈叫上。
这个什么真实，然后源码保存成图码的形式，这我就不再不啰嗦是吧？就是我们刚才所讲的东西，下面是反码，反码的这个用的不多，为不会出现缓码，是因为在原码转变成红码，就是这个负数来说，他有一个中间中间的一个中间结果，我们把它称为。由于反码和源码具有对应关系，因此我们说零的繁华表示也是有两种表示指标。对于零来说，它的原码和反码分别有两种表示形式，而零的补码形式只有 1。
我们为什么要说这件事呢？大家想想我白说，肯定不是坏事。我们给出了。实际上咱们的这个内容来说，记录对于这个真值所对应的机器数的表示。我们说了真值 0，它的源码和反码各有两种表示，补码只有一种。而正是因为原码和方法也有两种表示，补码是一个基础，因此无法能够以相同的真实相同的对应的这个数字的源码和补码多表示一个数。那这个多表示一个数对于正数的话，对于有纯整数来说是一个一个最小，就是数轴最右最左侧的那个绝对值，最大二的负 0 次方，如果表示成小数就是一。
可能没有时间，时间可能不够了。时间不够了，下次我们可以看一下这张表，你仔细看一下这张表。大家可以看一下，我们这一个妇女分别在有特定自动空间，分别占占特定的一个空间。但是这多出来一个空间，这是一个纯整数。这个负零的空间用到我们补码表示他用到谁来表示出位的二分之几号？有这个同学多不表示 0R 表示乘 2 乘和 2 进制的描述状态一样，但是不同的这个圆弧函对应的描述是一样的，是吧？我们由于时间关系，我就下一次对这个表再做一个分析，但是你要记住这个结论，多出来表示的数对应的是负的 2N 次方和负一。但是无论负的 2N2 的 N 次方还是负一，用的都是这个 1000，就是负零源码所对应的这个空间，大家记住这个就行。好吧，既然咱们说到这儿，下次咱们的教材，你的教材和我的教材都到时候以后咱们再重新做的。好，下课。
是吧？你是兼职。
关于。
为什么接近一个就不是就直接说。是侵权，有相关的证据。
所有的事实证明，你直接去做这个情况，就因为他们这个是一个权利是这样子的，直接是扣这样子扣这个你说的那个为我现在想看一个负数，为什么呢？它就可以明确，因为从云必须要出一个元素，然后就拿一个负一过来，然后他就出了一个十。就在磨道中间的话，在磨中间里面，你你你出去相当于造成时。
对，如果说。
租金费用就是 12 万。对他确认这个是一个医疗费事实。因为如果说我们陈述的话说的正确的话，就是正转多的一个元素。那复数的话到底是直接用一个负数，然后在这里面去是什么？不就这个余数应该是在它的中间那个字数。
他的原因是因为是 35，是，所以就是我这是所以这个就是说的除了这个。我不知道你是就你你指什么意思。是就我们我们会说的计算，什么计算，我们不考虑结算，是求求离的时候是由我们这个公司的，不用，就是他我只告诉你这个原始不是说是我算运运算，你明白吧？他不是说运算括号是对，说我要在一个有效的中间的那一个处处找出对应的这不是说我说算算了，算了是怎么算？刚才我不是说了吗？大陆。