计算机(二进制)的算术运算和逻辑运算 思维导图脑图
高中信息技术教资2_1计算机发展与应用思维导图脑图
计算机发展与应用诞生与发展
诞生
1946年
第一台通用电子数字计算机ENIAC弹道计算
美国
发展阶段
电子管数字计算机1946-1958
晶体管数字计算机1958-1964出现高级语言及其编译程序
集成电路数字计算机1964-1971
大规模集成电路数字计算机1971以后
计算机特点与应用
特点
运算速度快
计算精确度高字长
逻辑运算能力强
存储容量大
自动化程度高
应用
科学计算最早
数据和信息处理最广泛
自动控制（过程控制）
计算机辅助技术
计算机辅助设计（CAD）
计算机辅助制造（CAM）
计算机辅助教学（CAI）
网络与通信
多媒体技术。
高中信息技术教资2_2计算机组成与基础思维导图脑图
计算机组成与基础计算机组成与工作原理工作原理
现代计算机之父冯·诺依曼
存储程序（程序存储）
计算机硬件系统
中央处理器
运算器
控制器
指令寄存器
程序寄存器
操作控制器
CPU
存储器
内存储器（主存储器）
随机存储器（RAM）
只读存储器（ROM）
外存储器（辅助存储器）
高速缓冲存储器（Cache）
输入输出设备
输入设备扫描仪
输出设备绘图仪
三大总线
数据总线传输数据
地址总线传输地址
控制总线传输控制信号
计算机软件系统
系统软件
操作系统
语言处理程序
汇编程序（汇编系统）
编译程序（编译系统）
解释程序（解释系统）
服务性程序
数据库管理系统
应用程序。
王道 计组 第二章 数据的表示和运算_思维导图模板免费分享
尾数右移时，不论丢掉的最高数值位是1还是0，都使右移的尾数末位横置1，这 种方法同样有使尾数变大和变小的两种可能
阶码上溢
抛出异常(中断)
溢出判断
阶码下溢
按机器0处理
采用双符号位，可拯救尾数溢出
其余内容
强制类型转换
表示无符号数的加减法是否发生了进位或借位。当CF=1时，说明无符号数加减运 算发生了进位或借位，也即发生了溢出
CF（进位/借位标志）
硬件的计算方法：CF=最高位产生的进位⊕sub
sub=1表示减法 sub=0表示加法
仅对无符号数加减法有意义
注意：CF位对有符号数的加减法无意义
通过改变各个数码位和小数点的相对位置，从而改变各数码位的位权
左移n次，上商n+1次，最后一次上商余数不左移 若余数为负，可直接商0，并让余数左移1位再加上|除数|，得到下一个新余数 若余数位正，则商1，让余数左移1位再减去|除数|，得到下一个新余数
手算模拟
除法运算
原码除法：加减交替法（不恢复余数法）
余数的正负性与商相同
最后一步时若余数为负，需商0，并+[|y|]补
一位全加器的设计
本位和 本位向高位的进位
串行加法器
一位全加器＋进位触发器，只能一位一位地加
串行进位的并行加法器
多个全加器简单串联,可多位同时加 计算速度取决于进位产生和传递的速度
回忆:各种门电路的图形，全加器的图形和输入输出信号
串行进位的并行加法器
把n个全加器串接起来，就可进行两个n位数的相加。
加法器、ALU的改进
数制与编码
运算方法和运算电路
计算机组成原理逻辑运算114页PPT
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——ห้องสมุดไป่ตู้联
计算机组成原理逻辑运算
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
第五章 逻辑图及二进制逻辑元件的图形符号PPT课件
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2. 框的组合
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1. 限定符号分为两大类，即总限定符号及同输入、输出有关的限定符号。 2. 1. 总限定符号:表示电路或器件的总体逻辑功能，常用符号如表5-7。
三 限 定 符 号
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三、限定符号
1. 2. 2. 3. 基本分三类，除下面的两类外，另一类是关联符号，将在第五章第三
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三、关联符号解释
1. 8. 复位关联(R关联)
2.
“影响”端Rm=1时，双稳元件的输出将呈现其R=1，S=0时通常
呈现的内部逻辑状态；而与S输入的状态无关。若Rm=0，则它不起作
3. 9. 或关联(V关联)
4.
“影响”=1时，“受影响”端置1
5. 10. 互连关联(Z关联)
可采用逻辑非符号，必须在图上注明是正逻辑约定还是负逻辑约定
绘制详细逻辑图时，不一定依据最简布尔代数式设计电路，这是因 为受到所具有的器件品种和电气特性的要求的制约，例如图上连接 线两端，都可以出现逻辑非符号或极性指示符号。
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第二节 二进制逻辑元件的图形符号
一、二进制逻辑元件图形符号的组成 二进制逻辑元件的图形符号都是由框和限定符号两部分组成，如图5-9 其中框或框的组合表示二进制逻辑元件，限定符号说明逻辑功能。 符号组成：
二、关联符号的标注方法 1. 关联符号(字母)后跟一个关联标记序号放在“影响”端，则凡标出同一关
联标记序号的输入、输出端均为受此“影响”端影响的“受影响”端。例： 图5-14所示的JK
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计算机--思维导图
计算机组成原理
操作系统
计算机网络
数据结构
数据库原理
信息新技术
计算机组成原理
计算机系统概述
计算机组成
计算机性能指标
计算机工作过程
数据的机器表示
机器数、非数值编码的表示
存储系统和结构
存储系统的两个层次
Cache
存储容量的计算
中央处理器
CPU的组成
微程序设计
总线系统
总线的分类、结构、控制方式
无线网络和移动网络
基本概念
数据结构
线性表
概念、特点、表示、存储
栈和队列
栈
队列
串
概念、操作、存储
数组和广义表
概念、存储
树和二叉树
二叉树的遍历
图
概念、存储、遍历方法
动态存储管理
动态存储管理方法
查找
查找算法
排序
内部排序
外部排序
文件
分类、结构、操作
数据库原理
数据库概述
数据库系统概述
数据模型
关系数据库
关系代数
Goolgle云计算原理和应用
主流开源云架构
虚拟化技术
虚拟化技术分类
物联网
概念、核心技术、特点
自动识别技术与RFID
无线传感网
其他网络
无线宽带网络
移动通信网络
关系数据库标准语言SQL
SQL概述
数据定义
数据查询
视图
关系数据理论
范式
数据库设计
数据库设计过程
关系查询处理和查询优化
查询处理步骤、查询优化步骤
数据库恢复技术
事务
恢复的实现技术
并发控制
二进制逻辑运算详解
二进制逻辑运算详解2012-11-09 13:59:33•逻辑变量之间的运算称为逻辑运算。
二进制数1和0在逻辑上可以代表“真”与“假”、“是”与“否”、“有”与“无”。
这种具有逻辑属性的变量就称为逻辑变量。
计算机的逻辑运算的算术运算的主要区别是：逻辑运算是按位进行的，位与位之间不像加减运算那样有进位或借位的联系。
逻辑运算主要包括三种基本运算：逻辑加法（又称“或”运算）、逻辑乘法（又称“与”运算）和逻辑否定（又称“非”运算）。
此外，“异或”运算也很有用。
1、逻辑加法（“或”运算）逻辑加法通常用符号“+”或“∨”来表示。
逻辑加法运算规则如下：0+0=0，0∨0=00+1=1，0∨1=11+0=1，1∨0=11+1=1，1∨1=1从上式可见，逻辑加法有“或”的意义。
也就是说，在给定的逻辑变量中，A或B只要有一个为1，其逻辑加的结果为1；两者都为1则逻辑加为1。
2、逻辑乘法（“与”运算）逻辑乘法通常用符号“×”或“∧”或“·”来表示。
逻辑乘法运算规则如下：0×0=0，0∧0=0，0·0=00×1=0，0∧1=0，0·1=01×0=0，1∧0=0，1·0=01×1=1，1∧1=1，1·1=1不难看出，逻辑乘法有“与”的意义。
它表示只当参与运算的逻辑变量都同时取值为1时，其逻辑乘积才等于1。
3、逻辑否定（非运算）逻辑非运算又称逻辑否运算。
其运算规则为：0=1 非0等于11=0 非1等于04、异或逻辑运算（半加运算）异或运算通常用符号"?"表示，其运算规则为：0?0=0 0同0异或，结果为00?1=1 0同1异或，结果为11?0=1 1同0异或，结果为11?1=0 1同1异或，结果为0即两个逻辑变量相异，输出才为1----------------------------------------------------------------------------------------------------------------二进制的逻辑运算1.什么是逻辑运算逻辑是指条件与结论之间的关系。
计算机基础知识思维导图
发展：（1946年2月第一台现代电子计算 机研制成功）
特点 分类
运行速度快 计算精度高，数据准确度高 具有超强记忆和逻辑判断能力 自动化程度高
按性能分 按用途分
第一代：1946年 — 1957年 第二代 第三代 第四代
信息安全与环保
信息安全相关点 病毒及其防范 网络社会责任
分类 工作过程 防治 知识产权 安全防范 网络道德
单工通信
半双工通信
含义
双工通信
信道
调制和解调
带宽与数据传输速率
误码率
通信协议 协议
地址
标记语言
数据通信 万维网
INTERNET应用
地域范围 传输介质 物理连接方式 服务器 网络设备 软件系统
协议 体系结构
定义，功能 组成 分类
物理结构 法律
应用
量子计算机 光子计算机 分子计算机 纳米计算机
发展趋势
计算机基础知识
环境保护
积极影响 负面影响
直接 间接
信息储蓄
编码 进制
学会并应用于计算中其系统组成来自计算机硬件 计算机软件
外设 主机 系统 应用
二进制基础知识ppt课件
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7
二、数制之间的相互转换
1．十进制数转换为二、八、十六进制
假设将十进制数转换为R进制数，整数部分 与小数部分须分别遵守不同的转换规则：
对整数部分：除以R取余数，即整数部分不断 除以R取余数，直到商为0为止，最先得到的余数
为最低位，最后得到的余数为最高位。
对小数部分：乘以R取整数，即小数部分不断 乘以R取整数，直到小数为0或达到有效精度为止， 最先得到的整数为最高位（最靠近小数点），最
后得到的整数为最低位。
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8
2．二进制数转换为八、十六进制
8和16都是2的整数次幂，即8＝ 23 ,16＝ 24
因此3位二进制相当于1位八进制，4位二进制数 相当于1位十六进制数。
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10
（2）字节：Byte（简写为B），八位为一个字节，一 个字节由八个二进制数位组成，是计算机中用来表示 存储空间大小的基本容量单位，除用字节为单位表示 存储容量外，还可以用千字节（KB），兆字节 （MB），以及十亿字节（GB）等表示存储容量，它 们之间的换算关系如下：
1B＝8bit 1KB＝1024B＝ 210 B 1MB＝1024KB＝ 220 B＝1024×1024B＝1048576B 1GB＝1024MB＝1073741824 B （3）字（Word）：在计算机中作为一个整体被存取、 传送、处理的二进制字符串叫做一个字或单位，每个 字中二进制位数的长度，称为字长。
转换规则为：将二进制数以小数点为中心分别向 两边分组，转换成八（十六）进制数每3（4）位为 一组，整数部分向左分组，不足位数左补0，小数部 分向右分组，不足部分右补0，然后将每组转换成八 （十六）进制即可。
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7.2.1 共享以太 网
7.2.3 以太网组 网
7.3.1 无线 1
局域网的构建
2
7.3.2 无线 局域网的扩展
3 7.3.3 无线
局域网的主流 产品
4 7.3.4 宽带
无线城域网
5
7.3.5 蓝牙
7.4.1 IP地 址
7.4.2 单播、 多播和广播
7.5.1 因特 网的结构和
组成
7.5.2 因特 网的接入
8.7.1 视频基础
8.7.2 视频信号 的数字化过程
8.7.3 数字视频 信号的获取
8.7.4 数字视频 的编辑
8.7.6 数字视频 的文件格式
8.7.5 数字视频 的压缩编码
8.7.7 数字视频 的应用
第9章 数据库
9.2 SQL命令及 其数据库操作
9.1 数据库的基 本概念
9.3 数据库应用 系统
10.1.3 计算机 学科与电子信息
产业
10.2.1 计 算机专业的
人才需求
10.2.2 计 算机各专业 的课程设置
10.3.1 素 质、知识和
能力
10.3.2 能 力培养
读书笔记
谢谢观看
9.1.1 数据 库与数据库
管理系统
9.1.2 关系 数据模型
9.3.1 C/S 模式数据库
应用系统
9.3.2 B/S 模式数据库 应用系统
第10章 知识素质能力
10.1 计算机科学
10.2 计算机专业 课程体系
10.3 能力的培养
10.4 了解世界和 中国
10.1.2 计算机 科学体系
10.1.1 科学
表
2
6.7.2 栈
3
计算思维和思维导图专题培训课件
发展史
O计算思维的提出 2006年3月，现任美国基金会计
算机和信息科学与工程部主任的周以真
教授，首次提出了计算思维的概念，并为此撰写 了针对大学所有新生的“计算思维”讲义，并以此作 为“怎样像计算机科学家一样思维”课程的主要教材。
O计算思维这一概念提出后，立即得到美国教育界的 广泛支持，也引起了欧洲的极大关注。目前，计算思 维是当前国际计算机界广为关注的一个重要概念，也 是当前计算机教育需要重点研究的课题。
O 这种思维将成为每一个人的技能组合成分，而不仅仅限于科 学家。普适计算之于今天就如计算思维之于明天。普适计算 是已成为今日现实的昨日之梦，而计算思维就是明日现实。
思维导图
概念
O 思维导图又叫心智图，是表达发射性思维的 有效的图形思维工具。是有效的思维模式， 应用于记忆、学习、思考等的思维“地图”， 有利于人脑的扩散思维的展开。
O 当我们必须求解一个特定的问题时，首先会问：解决这个 问题有多么困难？怎样才是最佳的解决方法？计算机科学 根据坚实的理论基础来准确地回答这些问题。表述问题的 难度就是工具的基本能力，必须考虑的因素包括机器的指 令系统、资源约束和操作环境。
O为了有效地求 解一个问题， 我们可能要进 一步问：一个
O 抽象和分解 来迎接庞杂的任务或者 设计巨大复杂的系统。它是关注的分 离（SOC方法）。它是选择合适的方式 去陈述一个问题，或者是选择合适的 方式对一个问题的相关方面建模使其 易于处理。它是利用不变量简明扼要 且表述性地刻画系统的行为。它使我 们在不必理解每一个细节的情况下就 能够安全地使用、调整和影响一个大 型复杂系统的信息。它就是为预期的 未来应用而进行的预取和缓存。
O 2010年7月19日至20日，北京大学等九所知名高 校在西安交通大学举办了“C9高校联盟计算机 基础课程研讨会”。教育部高等学校计算机基 础课程教学指导委员会主任陈国良院士亲临大 会，作了“计算思维能力培养研究”的报告。 大会就增强大学生计算思维能力的培养发表了 “C9高校联盟计算机基础教学发展战略联合声 明”。
王道计算机组成原理第四章指令系统思维导图脑图
根据操作码的长度不同分类
定长操作码：指令系统中所有指令的操作码长度都相同 可变长操作码：指令系统中各指令的操作码长度可变
n位→2n 条指令 控制器的译码电路设计简单，但灵活性较低 控制器的译码电路设计复杂，但灵活性较高
LOAD 作用：把存储器中的数据放到寄存器中
1. 数据传送
STORE 作用：把寄存器中的数据放到存储器中
x86处理器中程序计数器PC通常被称为IP
选择语句的机器级表示
设计思路：一条指令完成一个复杂的基本功能。
代表：x86架构，主要用于笔记本、台式机等
设计思路：一条指令完成一个基本“动作”；多条指令组合完成一个复杂的基 本功能
代表：ARM架构，主要用于手机、平板等
CISC： Complex Instruction Set Computer RISC： Reduced Instruction Set Computer
概念
存储字长：一个存储单元中的二进制代码位数（通常和MDR位数相同）
半字长指令、单字长指令、双字长指令 ——指令长度是机器字长的多少倍
根据指令长度分类
指令字长会影响取指令所需时间。如：机器字长=存储字长=16bit，则取一条双 字长指令需要两次访存
定长指令字结构：指令系统中所有指令的长度都相等
变长指令字结构：指令系统中各种指令的长度不等
隐含寻址
优点：有利于缩短指令字长 缺点：需增加存储操作数或隐含地址的硬件 形式地址A就是操作数本身，又称为立即数，一般采用补码形式
#表示立即寻址特征
一条指令的执行：取指令，访存1次；执行指令，访存0次；
暂不考虑存结果，共访存1次
优点：指令执行阶段不访问主存，指令执行时间最短
缺点：A的位数限制了立即数的范围，如A的位数为n，且立即数采用补码时，可 表示的数据范围为-2n−1 ~2n−1 -1
python运算符思维导图
^
按位异或运算符：当相对应的二进位相异时，结果为1
a^b)输出结果 49，二进制解释：1100 0011
~
按位取反运算符：对数据的每个二进制位取反，即把1变为0，把0变为1. ~x类似于-x-1
(~a）输出结果 -61，二进制解释：1100 0011，在一个有符号二进制数的补码形势
<< 左移动运算符：运算数的各二进制位全部左移若干位，由<<右边的数值指定了移动的位数，高位丢，低位补 0
(a<>b)返回true，这个与算符类似!=
>
大于-返回x是否大于y
a>b返回False
< 小于-返回x是否小于y，。所有比较运算符返回1表示真，返回0表示假。这分别与特殊的变量True和False等价。注意，这些变量名的大写。
>=
大于等于-返回x是否大于等于y
(a>=b)返回False
<=
小于等于-返回x是否小于等于y
**
幂-返回X的Y次幂
*b未10的20次方，输出结果1000000000000000
赋值运算符
=
简单的赋值运算符
c=a+b，a+b的运算结果赋值未c
+=
加法赋值运算符
c+=等效于c=c-a
-=
减法赋值运算符
c-=a等效于c=c-
*=
乘法赋值运算符
c*=a等效于c=c*a
/=
除法赋值运算符
c/=a等效于c=c/a
or
x or y
布尔”或“-如果x是非0，她返回 x 的值，否则它返回 y 的计算值
(a and b)返回 10
not
二进制及逻辑运算学习
二进制及逻辑运算学习二进制及逻辑运算学习2013-07-15 10:12/junfeng120125/article/details/93289731.十进制转二进制：(如果是整数)除以2取余，逆序排列，(如果是小数)乘以2取整，顺序排列例：10(10)=1010(2)10%2=05%2=12%2=01%2=1最后表示为二进制就是1010例： (0．625)10= (0．101)20.625X2=1.25 (1)0.25 X2=0.50 00.50 X2=1.00 (1)2.二进制转十进制：按权展开求和如二进制10101*2^3+0*2^2+1*2^1+0*2^0=10（1011.01）2 =（1×2^3+0×2^2+1×2^1+1×2^0+0×2^(-1)+1×2^(-2) ）103.二进制转八进制：从小数点开始，整数部分向左、小数部分向右，每3位为一组用一位八进制数的数字表示，不足3位的要用“0”补足3位，就得到一个八进制数。
八进制数字与二进制数字对应关系如下：000 -> 0001 -> 1010 -> 2011 -> 3100 -> 4101 -> 5110 -> 6111 -> 7例：将八进制的37.416转换成二进制数：3 7 ．4 1 6011 111 ．100 001 110即：（37.416）8 =（11111.10000110）2例：将二进制的10110.0011 转换成八进制：0 1 0 1 1 0 . 0 0 1 1 0 02 6 . 1 4即：（10110.0011）2 = （26.14）84.二进制数转换成十六进制数：从小数点开始，整数部分向左、小数部分向右，每4位为一组用一位十六进制数的数字表示，不足4位的要用“0”补足4位，就得到一个十六进制数。
0000 -> 00001 -> 10010 -> 20011 -> 30100 -> 40101 -> 50110 -> 60111 -> 71000 -> 81001 -> 91010 -> A1011 -> B1100 -> C1101 -> D1110 -> E1111 -> F例：将十六进制数5DF.9 转换成二进制：5 D F ． 90101、 1101 1111 ．1001即：（5DF.9）16 =（10111011111.1001）2例：将二进制数1100001.111 转换成十六进制：0110 0001 ． 11106 1 ． E即：（1100001.111）2 =（61.E）16二进制数的逻辑运算逻辑运算是指对因果关系进行分析的一种运算。