電腦系統進制原理

1. 誰可以用簡白的語言解釋一下計算機操作系統的工作原理

基本原理

計算機在運行時，先從內存中取出第一條指令，通過控制器的解碼，按指令的要求，從存儲器中取出數據進行指定的運算和邏輯操作等加工，然後再按地址把結果送到內存中去。接下來，再取出第二條指令，在控制器的指揮下完成規定操作。依此進行下去。直至遇到停止指令。

程序與數據一樣存貯，按程序編排的順序，一步一步地取出指令，自動地完成指令規定的操作是計算機最基本的工作原理。這一原理最初是由美籍匈牙利數學家馮.諾依曼於1945年提出來的，故稱為馮.諾依曼原理。
系統架構

計算機系統由硬體系統和軟體系統兩大部分組成。美藉匈牙利科學家馮·諾依曼(John von
Neumann)奠定了現代計算機的基本結構，這一結構又稱馮·諾依曼結構，其特點是：

1)使用單一的處理部件來完成計算、存儲以及通信的工作。

2)存儲單元是定長的線性組織。

3)存儲空間的單元是直接定址的。

4)使用低級機器語言，指令通過操作碼來完成簡單的操作。

5)對計算進行集中的順序控制。

6)計算機硬體系統由運算器、存儲器、控制器、輸入設備、輸出設備五大部件組成並規定了它們的基本功能。

7)採用二進制形式表示數據和指令。

8)在執行程序和處理數據時必須將程序和數據從外存儲器裝入主存儲器中，然後才能使計算機在工作時能夠自動調整地從存儲器中取出指令並加以執行。

2. 簡述計算機內部採用二進制的原因。

原因：

（1）技術實現簡單，計算機是由邏輯電路組成，邏輯電路通常只有兩個狀態，開關的接通與斷開，這兩種狀態正好可以用「1」和「0」表示。

（2）簡化運算規則：兩個二進制數和、積運算組合各有三種，運算規則簡單，有利於簡化計算機內部結構，提高運算速度。

（3）適合邏輯運算：邏輯代數是邏輯運算的理論依據，二進制只有兩個數碼，正好與邏輯代數中的「真」和「假」相吻合。

（4）易於進行轉換，二進制與十進制數易於互相轉換。

（5）用二進製表示數據具有抗干擾能力強，可靠性高等優點。因為每位數據只有高低兩個狀態，當受到一定程度的干擾時，仍能可靠地分辨出它是高還是低。

(2)電腦系統進制原理擴展閱讀

計算機的主要特點：

1、運算速度快：計算機內部電路組成，可以高速准確地完成各種算術運算。當今計算機系統的運算速度已達到每秒萬億次，微機也可達每秒億次以上，使大量復雜的科學計算問題得以解決。

2、計算精確度高：科學技術的發展特別是尖端科學技術的發展，需要高度精確的計算。

3、邏輯運算能力強：計算機不僅能進行精確計算，還具有邏輯運算功能，能對信息進行比較和判斷。

4、存儲容量大：計算機內部的存儲器具有記憶特性，可以存儲大量的信息，這些信息，不僅包括各類數據信息，還包括加工這些數據的程序。

5、自動化程度高：由於計算機具有存儲記憶能力和邏輯判斷能力，所以人們可以將預先編好的程序組納入計算機內存，在程序控制下，計算機可以連續、自動地工作，不需要人的干預。

6、性價比高：幾乎每家每戶都會有電腦，越來越普遍化、大眾化，21世紀電腦必將成為每家每戶不可缺少的電器之一。

參考資料來源：網路-二進制

參考資料來源：網路-計算機

3. 計算機里的進制是什麼

計算機的二進制數據是用0和1兩個數碼來表示的數。它的基數為2，進位規則是「逢二進一」，借位規則是「借一當二」。由德國數理哲學大師萊布尼茨於1679年發明。

當前的計算機系統使用的基本上是二進制系統，數據在計算機中主要是以補碼的形式存儲的。計算機中的二進制則是一個非常微小的開關，用「開」來表示1，「關」來表示0。

優點

數字裝置簡單可靠，所用元件少；

只有兩個數碼0和1，因此它的每一位數都可用任何具有兩個不同穩定狀態的元件來表示；

基本運算規則簡單，運算操作方便。

(3)電腦系統進制原理擴展閱讀

20世紀被稱作第三次科技革命的重要標志之一的計算機的發明與應用，因為數字計算機只能識別和處理由『0』.『1』符號串組成的代碼。其運算模式正是二進制。

19世紀愛爾蘭邏輯學家喬治布爾對邏輯命題的思考過程轉化為對符號"0''.''1''的某種代數演算，二進制是逢2進位的進位制。0、1是基本算符。因為它只使用0、1兩個數字元號，非常簡單方便，易於用電子方式實現。

4. 請問關於計算機中將二進制轉化為十進制方法的原理是什麼

計算機中顯示的十進制，其實是電腦實時運算的結果。 計算機只能存儲二進制代碼，比如存十進制數「1」的時候，其實存儲的是「0000 0000 0000 0001」（這是十六位的系統，如果是32位的系統就是前面31個0。只要不顯示「1」，那麼計算機永遠不會將他轉化成10進制，如果要顯示，那麼計算機就通過計算，得到一個10進制數字「1」的表示代碼，然後通過運算將這個「1」顯示出來。 歸根到底，計算機不是將二進制轉化成十進制，而是顯示出十進制數，是運算與字型檔的結合。

5. 我完全不懂2進制的原理。誰能給我解釋下計算機里的補碼 和為什麼採用補碼

補碼舉例1、在計算機系統中，數值一律用補碼來表示（存儲）。
主要原因：使用補碼，可以將符號位和其它位統一處理；同時，減法也可按加法來處理。另外，兩個用補
碼表示的數相加時，如果最高位（符號位）有進位，則進位被舍棄。
2、補碼與原碼的轉換過程幾乎是相同的。
數值的補碼表示也分兩種情況：
（1）正數的補碼：與原碼相同。
例如，+9的補碼是00001001。
（2）負數的補碼：符號位為1，其餘位為該數絕對值的原碼按位取反；然後整個數加1。
例如，-7的補碼：因為是負數，則符號位為「1」,整個為10000111；其餘7位為-7的絕對值+7的原碼
0000111按位取反為1111000；再加1，所以-7的補碼是11111001。
已知一個數的補碼，求原碼的操作分兩種情況：
（1）如果補碼的符號位為「0」，表示是一個正數，所以補碼就是該數的原碼。
（2）如果補碼的符號位為「1」，表示是一個負數，求原碼的操作可以是：符號位為1，其餘各位取
反，然後再整個數加1。
例如，已知一個補碼為11111001，則原碼是10000111（-7）：因為符號位為「1」，表示是一個負
數，所以該位不變，仍為「1」；其餘7位1111001取反後為0000110；再加1，所以是10000111。
在「閑扯原碼、反碼、補碼」文件中，沒有提到一個很重要的概念「模」。我在這里稍微介紹一下「模」
的概念：
「模」是指一個計量系統的計數范圍。如時鍾等。計算機也可以看成一個計量機器，它也有一個計量范
圍，即都存在一個「模」。例如：
時鍾的計量范圍是0～11，模=12。
表示n位的計算機計量范圍是0～2^(n)-1，模=2^(n)。
「模」實質上是計量器產生「溢出」的量，它的值在計量器上表示不出來，計量器上只能表示出模的
余數。任何有模的計量器，均可化減法為加法運算。
例如： 假設當前時針指向10點，而准確時間是6點，調整時間可有以下兩種撥法：
一種是倒撥4小時，即：10-4=6
另一種是順撥8小時：10+8=12+6=6
在以12模的系統中，加8和減4效果是一樣的，因此凡是減4運算，都可以用加8來代替。
對「模」而言，8和4互為補數。實際上以12模的系統中，11和1，10和2，9和3，7和5，6和6都有這個特
性。共同的特點是兩者相加等於模。
對於計算機，其概念和方法完全一樣。n位計算機，設n=8， 所能表示的最大數是11111111，若再
加1稱為100000000(9位)，但因只有8位，最高位1自然丟失。又回了00000000，所以8位二進制系統的
模為2^8。 在這樣的系統中減法問題也可以化成加法問題，只需把減數用相應的補數表示就可以
了。把補數用到計算機對數的處理上，就是補碼。
另外兩個概念
一的補碼(one's complement) 指的是正數=原碼,負數=反碼
而二的補碼(two's complement) 指的就是通常所指的補碼。
3.補碼的絕對值（稱為真值）
【例7】-65的補碼是10111111
若直接將10111111轉換成十進制，發現結果並不是-65，而是191。
事實上，在計算機內，如果是一個二進制數，其最左邊的位是1，則我們可以判定它為負數，並且是用補碼表示。
若要得到一個負二進制數的絕對值（稱為真值），只要各位（包括符號位）取反，再加1，就得到真值。
如：二進制值：10111111（-65的補碼）
各位取反：01000000
加1：01000001（+65的補碼）
這里補充補碼的代數加減運算：
1、補碼加法
[X+Y]補 = [X]補 + [Y]補
【例8】X=+0110011,Y=-0101001，求[X+Y]補
[X]補=00110011 [Y]補=11010111
[X+Y]補 = [X]補 + [Y]補 = 00110011+11010111=00001010
註：因為計算機中運算器的位長是固定的，上述運算中產生的最高位進位將丟掉，所以結果不是
100001010，而是00001010。
2、補碼減法
[X-Y]補 = [X]補 - [Y]補 = [X]補 + [-Y]補
其中[-Y]補稱為負補，求負補的方法是：符號位為1，其餘位為該數絕對值的原碼按位取反；然後整個數加1。
【例9】1+（-1） [十進制]
1的原碼00000001 轉換成補碼：00000001
-1的原碼10000001 轉換成補碼：11111111
1+（-1）=0
00000001+111111111=00000000
00000000轉換成十進制為0
0=0所以運算正確。
這里補充補碼的代數解釋：
任何一個數都可以表示為-a=2^(n-1)-2^(n-1)-a;
這個假設a為正數，那麼-a就是負數。而根據二進制轉十進制數的方法，我們可以把a表示為：a=k0*2^0+k1*2^1+k2*2^2+……+k(n-2)*2^(n-2)
這里k0,k1,k2,k(n-2)是1或者0，而且這里設a的二進制位數為n位，即其模為2^(n-1),而2^(n-1)其二項展開是:1+2^0+2^1+2^2+……+2^(n-2)，而式子：-a=2^(n-1)-2^(n-1)-a中，2^(n-1)-a代入a=k0*2^0+k1*2^1+k2*2^2+……+k(n-2)*2^(n-2)和2^(n-1)=1+2^0+2^1+2^2+……+2^(n-2)兩式，2^(n-1)-a＝(1-k(n-2))*2^(n-2)+(1-k(n-3))*2^(n-3)+……+(1-k2)*2^2+(1-k1)*2^1+(1-k0)*2^0+1,而這步轉化正是取反再加1的規則的代數原理所在。因為這里k0,k1,k2,k3……不是0就是1，所以1－k0,1-k1,1-k2的運算就是二進制下的取反，而為什麼要加1，追溯起來就是2^(n-1)的二項展開式最後還有一項1的緣故。而-a=2^(n-1)-2^(n-1)-a中，還有-2^(n-1)這項未解釋，這項就是補碼里首位的1，首位1在轉化為十進制時要乘上2^(n-1)，這正是n位二進制的模。
不能貼公式，所以看起來很麻煩，如果寫成代數式子看起來是很方便的。
註：n位二進制，最高位為符號位，因此表示的數值范圍-2^(n-1) ——2^(n-1) -1,所以模為2^(n-1)。上面提到的8位二進制模為2^8是因為最高位非符號位，表示的數值范圍為0——2^8-1。

6. 計算機組成原理進制轉換

8421碼也叫BCD碼，8421碼是一種將十進制數以8421的形式展開成的二進制碼，它和普通的二進制轉化不同，因為它用四位二進制數的不同組合，直接可代表出0—9的一個十進制數，運算方便。如：9815十進制數用8421碼的形式轉換成二進制碼是1001 1000 0001 0101

7. 計算機網路ID的二進制原理

二進制是計算機技術中廣泛採用的一種數制，它的原理是用0和1兩個數來表示其他的數，基數為2，進位規則是「逢二進一」，借位規則是「借一當二」。
網路ID就是計算機在網際網路中的地址，即IP地址。在聯網狀態下，網路ID是唯一的，但無論是固定的還是網路隨機分配的，都必須要有，這樣計算機請求的信息和下傳的信息才不會走錯地方。
二進制（binary），發現者萊布尼茨，是在數學和數字電路中以2為基數的記數系統，是以2為基數代表系統的二進位制。這一系統中，通常用兩個不同的符號0和1來表示。數字電子電路中，邏輯門的實現直接應用了二進制，現代的計算機和依賴計算機的設備里都使用二進制，每個數字稱為一個比特（Bit，Binarydigit的縮寫）。

8. 概括計算機操作系統原理

這個說來就話長了，雖然我不是計算機專業的，不過我是個計算機愛好者，我把我理解的給你說說吧：
提到計算機操作系統，我們當然會想起的是微軟體公司。其實它就相當於一個解碼器一樣，存在於計算機硬體之上，原系統是由眾多原代碼組成的，這些原代碼都是由二進制組成的，每一個程序都是一系列代碼包組成的。這些代碼被層層打包，目的是方便計算機進行調用。而我們所看到的在計算機上面的一些軟體或文件也是用二進制組成的，操作系統不過是把他們的代碼進行分析和處理而得到我們想要的效果而已。你可以把它看作是一個由二進制代碼組成的分析工具，而他分析的是二進制組成的命令。然後將分析運算的結果進行輸出。
關於操作系統，有很多，其發展歷史也比較長，目前我們熟知的就是XP，window7等，另外還有 一個灰常有特色的操作系統就要數AIX（LINUX）操作系統了。它主要應用於大型企業，其它運行速度相當慢，不過安全系數極高。這也是大型企業選擇它的原因。