计算机中1+1=2,CPU无法直接执行1+1=2,必须要存储器配合,1+1=2实际上要2条指令。
mov ax,1 机器码是EB0100,实际是11101011 00000001 00000000
add ax,1 机器码是050100, 实际是00000101 00000001 00000000
当CS和IP寄存器存放了EB0100的段地址和偏移地址时,将EB0100放入指令缓冲器,执行mov ax,1后,ax寄存器就是1了,然后IP自动加指令的长度,mov ax,1占3个字节,IP寄存器=IP+3,指向了下一条指令的偏移地址,也就是050100的内存偏移地址,如此循环,这样CPU就可以自动一条一条执行指令了。
add ax,1指令等价于ax寄存器=ax+1,其实就是00000001+00000001,更具二进制加法,逢二进一,就是00000010,十进制就是2了,结果放在ax通用寄存器里,实际电路部可通过逻辑门电路和位移器作加法运算,比如都在高电平"1",则输出低电平"0"。
减法也可以做加法运算,负数用补码表示,1-1=0,就是00000001+11111111,更具逢二进一,就是1 00000000,1为符号位,也就是-0=0,乘法,除法也用加法模拟,比如32,可以使把3累加两次或把2累加3次,数据的传递,内存地址寻址和读写,则是通过CPU的三条总线,数据总线,地址总线和控制总线,地址加法器等完成内存中的指令。
运算速度快、计算精确度高、逻辑运算能力强、存储容量大、自动化程度高、可靠性高
1、运算速度快
计算机内部电路组成,可以高速准确地完成各种算术运算。当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次,微机也可达每秒亿次以上,使大量复杂的科学计算问题得以解决。例如:卫星轨道的计算、大型水坝的计算、24小时天气算需要几年甚至几十年,而在现代社会里,用计算机只需几分钟就可完成。
计算机的运算速度远高于人类的计算速度。比如以intel i3-10105f处理器为例,它的CPU主频是37GHz,假设它每个时钟周期能执行一条指令的话,也就意味着i3-10105f每秒钟能运算37亿次。
这对于人类手工运算来说,是远达不到的速度。所以,计算机的主要特点之一就是运算速度快,这也是计算机最重要的特点之一。
2、计算精确度高
科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展,需要高度精确的计算。计算机控制的导d之所以能准确地击中预定的目标,是与计算机的精确计算分不开的。一般计算机可以有十几位甚至几十位(二进制)有效数字,计算精度可由千分之几到百万分之几,是任何计算工具所望尘莫及的。
在科学的研究和工程设计中,对计算的结果精确度有很高的要求。一般的计算工具只能达到几位数字,而计算机对数据处理结果精确度可达到十几位、几十位有效数字,根据需要甚至可达到任意的精度。由于计算机采用二进制表示数据,因此其精确度主要取决于计算机的字长,字越长,有效位数越多,精确度也越高。
3、逻辑运算能力强
计算机不仅能进行精确计算,还具有逻辑运算功能,能对信息进行比较和判断。计算机能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来,并能根据判断的结果自动执行下一条指令以供用户随时调用。
4、存储容量大
计算机内部的存储器具有记忆特性,可以存储大量的信息,这些信息,不仅包括各类数据信息,还包括加工这些数据的程序。
计算机的存储器具有存储、记忆大量信息的功能,这使计算机有了“记忆”的能力。目前计算机的存储量已高达千兆乃至更高数量级的容量,并仍在提高,其具有“记忆”功能是与传统计算机的一个重要区别。
5、自动化程度高
由于计算机具有存储记忆能力和逻辑判断能力,所以人们可以将预先编好的程序组纳入计算机内存,在程序控制下,计算机可以连续、自动地工作,不需要人的干预。
计算机的第二个特点是自动控制,这个特点是和第一个特点相辅相成的。比如上面对例子中i3-10105f每秒钟能执行37亿次指令,如果不是自动控制的话,每次执行完一条指令,需要人为的切换到下一条指令,这显然是不可能的。
所以运算速度快的同时,必然是带着自动控制的特点。所以自动控制也是计算机的主要特点之一。
6、可靠性高
计算机之所以能普及,以及被人们喜爱,除了它的运算速度快且能自动控制外,也离不开它的可靠性高特点。你想想,单纯的计算机速度快,而没有可靠性,那计算有什么用?
所以,计算机的另一个重要特点就是可靠性高,这三个特点相辅相成,才成就了计算机的普及,这三个特点缺一不可。
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