计算机导论,位运算
计算机组成原理移位运算
计算机组成原理移位运算
移位运算是计算机组成原理中一类非常重要的运算，它可以用于对二
进制数进行位移操作。
在计算机中，移位运算通常分为左移和右移两种。
移位运算在计算机中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：
1.逻辑移位
逻辑移位是移位运算的一种常见用法，在逻辑移位中，空出的位都用
0填充。
逻辑左移可以高效地实现对二进制数进行乘2的操作，逻辑右移
可以高效地实现对二进制数进行除2的操作。
2.算术移位
算术移位是对有符号数进行移位运算的一种方式。
在算术移位中，空
出的位都用符号位进行填充。
算术左移相当于对有符号数进行乘2的操作，算术右移相当于对有符号数进行除2的操作。
3.循环移位
循环移位是对二进制数进行循环操作的一种方式，在循环移位中，左
移操作会将最高位移到最低位，右移操作会将最低位移到最高位。
循环移
位可以用于循环移动数据，实现数据的循环滚动效果。
4.位掩码
位掩码是一种常见的位操作技术，通过使用移位运算可以高效地实现
位掩码。
位掩码将一个对应于要操作的二进制数位的掩码与要操作的数进
行位与(&)运算，可以提取出特定的二进制位。
总结起来，移位运算是计算机组成原理中一类非常重要的运算，它可以用于对二进制数进行位移操作。
左移操作可以高效地实现乘2的操作，右移操作可以高效地实现除2的操作。
移位运算在逻辑移位、算术移位、循环移位和位掩码等场景中有广泛的应用。
它不仅是计算机中数据处理的基础，也是数据存储和传输中的关键操作。
计算机导论期末考试试卷及参考答案1
课程《计算机导论》考试时间：120分钟班级姓名学号一、填空题（将正确答案填在横线上，每空1分，共10分）1．现代计算机都是基于__________模型的。
2．位运算可分为两大类，即__________运算和__________运算。
3．中央处理单元（CPU）由__________ 、__________和寄存器组三个部分组成。
4．根据网络覆盖的范围，可以将网络划分为__________、__________和广域网。
5．当操作系统没有对进程的资源进行限制时会发生__________。
6．计算机系统由两个部分组成，分为 __________ 和__________。
二、选择题（将正确答案的代号填在横线上，每小题2分，共20分）1、下面哪些属于数据？A．数 B. 视频 C.音频 D. 以上全是2、在计算机语言中，是告诉计算机怎么处理数据的一系列指令。
A、操作系统B、算法C、数据处理器D、程序3、一个字节有位。
A、2B、4C、8D、164、如果计算机断电，那么下列中的数据将被擦除。
A、RAMB、ROMC、磁带驱动器D、CD-ROM5、兄弟土豆公司总部在A市,但在B市和C市有分店，各分店之间要通信，这种网络类型可能是。
A、LANB、MANC、WAND、以上都不是6、进程在状态能够转换到就绪、终止或等待状态A、保持B、虚拟C、运行D、a和c7、在排序中，将最小的元素移到无序列表的起始位置，但没有一对一交换。
A、选择B、冒泡C、插入D、以上都是8、对于无序列表使用查找。
A、顺序B、折半C、冒泡D、插入9、计算机硬件唯一可理解语言。
A、机器B、符号C、高级D、自然10、记录中的所有成员必须是。
A、同类型B、相关类型C、整型D、字符型三、判断题（请在括号内正确的打“√”，错误的打“╳”。
每小题1分，共10分）1．在冯诺.伊曼模型中，程序可以不存储在存储器中。
（）2．在扩展的ASCII码中，每个符号为16位。
（）3．把位模式的指定位置位是异或运算的一个应用。
大学计算机导论大一知识点
大学计算机导论大一知识点计算机导论是大学计算机科学与技术专业的基础课程，旨在为学生提供计算机科学的概览性知识。
在大一阶段，学生将学习一些基本的计算机概念和技术，为后续更深入的学习打下基础。
以下是大学计算机导论中涵盖的一些重要知识点：一、计算机体系结构和组成1. 计算机硬件的基本组成：中央处理器（CPU）、内存（RAM）、输入设备、输出设备等。
2. 冯·诺伊曼体系结构：包括存储程序、以及指令和数据存储在同一存储器中。
3. 运算器、控制器和存储器的功能及相互协作原理。
4. 计算机的层次结构：硬件层、操作系统层、应用软件层。
二、计算机中的数据表示和处理1. 二进制和十进制的转换，以及在计算机中的表示方法。
2. 计算机中的整数表示：原码、反码、补码。
3. 浮点数的表示和浮点运算：尾数、阶码和符号位的含义，浮点数运算的规则和误差。
4. 逻辑运算和位操作：与、或、非、异或等逻辑运算，移位和旋转等位操作。
三、计算机网络和通信1. 计算机网络的基本概念和组成：服务器、路由器、交换机等网络设备的功能和作用。
2. 网络协议的基本原理和常见协议：TCP/IP协议族、HTTP协议、DNS协议等。
3. 局域网（LAN）和广域网（WAN）的区别和应用。
4. 互联网的发展和应用：Web、电子邮件、即时通信等。
四、操作系统和系统软件1. 操作系统的概念和作用：资源管理、进程管理、文件管理等。
2. 多道程序设计和时间片轮转调度算法：进程的概念、进程调度的原理和策略。
3. 内存管理技术：分区存储管理、页式存储管理、虚拟内存等。
4. 文件系统的组织和管理：文件的基本操作、目录管理、文件共享与保护等。
五、算法和数据结构1. 算法的基本概念和特性：输入、输出、确定性、可行性等。
2. 常见的算法设计方法：穷举法、递归法、分治法、贪心法、动态规划法等。
3. 常用的数据结构：数组、链表、栈、队列、树、图等。
4. 常见的算法和数据结构应用：排序、查找、图的遍历、最短路径算法等。
第A章-位运算
其中运算符 >>=, <<=, &=, ^=, |= 是位运算符与赋值运算符符 合而成的. a = (a >> 2); 其余类似 其余类似. 合而成的 如, a >>= 2;
二. 位运算举例
bool GetAt (short a, int i) i>=8*sizeof(short)) { if (i<0 || i>=8*sizeof(short)) flase; return flase; a >>= i; true; if (a & 1) return true; false; else return false; } void SetAt (short &a, int i, int b) { short c=1; 8*sizeof(short)) if (i < 0 || i >= 8*sizeof(short)) return; c <<= i; if (b) a |= c; // Set bit i else a &= ~c; // Clear bit i } // 也可将设置与清除分开写
0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1
运算结果使p, 的值交换 的值交换. 运算结果使 q的值交换
运算符 << --- 左移
第A章 位运算
格式: 格式 a << n 作用: 将位串 的各个位向左移 的各个位向左移n位 左移后右端补0, 作用 将位串a的各个位向左移 位, 左移后右端补 左端的位被 移出后丢失. 移出后丢失 后变成: 例: a=6 (0000 0000 0000 0110)2, a << 1后变成 后变成 0 0000 0000 0000 1100 结果为 12. 丢失 一个整数(正或负 左移1位 相当于该数乘以2 如果没有导致溢出 正或负)左移 如果没有导致溢出) 一个整数 正或负 左移 位, 相当于该数乘以 (如果没有导致溢出 !
电子信息专业主干课程简介
课程名称：电路基础及实验预修课程：无课程简介：该课程是电子信息专业必修的一门重要学科基础课。
在整个电子与电气信息类专业的人才培养方案和课程体系中起着承前启后的作用，通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论知识、分析计算电路的基本方法和进行实验的初步技能，并为以后的学习、创新和科学研究工作打下扎实的理论和实践基础考核方式：考试教材和参考书：课程名称：电工与电子技术预修课程：课程简介：该课程包括常用半导体元器件，基本放大电路，集成运算放大器，数字电路的基础知识，门电路和组合逻辑电路，时序逻辑电路，可编程逻辑器件，模拟量和数字量的转换，信号的发生与变换，电力电子技术基础，电子设计自动化技术等。
本书内容全面，注重实际应用，突出电子元器件和集成电路的外部特性，并将应用日益广泛的可编程逻辑器件、电力电子器件、电能开关变换技术、电子电路仿真技术等考核方式：考试教材和参考书：电工学（下）（现代传动及其控制技术），机械工业出版社，吴建强主编课程名称：信号处理基础预修课程：课程简介：该课程主要讲解信号处理的基本概念、基本原理和基本方法。
全书共分9章，主要内容包括：信号处理的数学基础、M AT LAB简介、信号处理中的基本概念、模拟信号分析、连续系统和模拟滤波器设计、数字信号分析、离散系统和数字滤波器设计、数字信号处理中的误差、随机信号分析等考核方式：考试教材和参考书：信号处理基础王宏贾新民机械工业出版社课程名称：通信原理预修课程：课程简介：《通信原理》课程是通信、电子、信息领域中最重要的专业基础课之一，是电子信息系各专业必修的专业基础课。
通信系统作为一个实际系统，是为了满足社会与个人的需求而产生的，目的就是传送消息（数据、语音和图像等）。
通信技术的发展，特别是近30年来形成了通信原理的主要理论体系，即信息论基础、编码理论、调制与解调理论、同步和信道复用等。
本课程教学的重点是介绍数字通信系统中各种通信信号的产生、传输和解调的基本理论和方法，使学生掌握和熟悉通信系统的基本理论和分析方法，为后续课程打下良好的基础。
位运算与运算
位运算与运算位运算和与运算是计算机科学中非常重要的概念和操作符。
它们在计算机底层的数据处理和逻辑运算中起着重要的作用。
本文将对位运算和与运算进行详细的介绍和解释。
一、位运算位运算是对二进制数据进行操作的一种运算方式。
计算机内部的数据都是以二进制形式存储和处理的，位运算正是利用了二进制的特性来进行数据的操作。
常见的位运算符有与（&）、或（|）、异或（^）、取反（~）等。
1. 与运算（&）与运算是对两个二进制数的每一位进行逻辑与操作，只有在两个位都为1时，结果才为1；否则结果为0。
与运算常用于屏蔽某些位的值，或者判断某些位是否同时为1。
2. 或运算（|）或运算是对两个二进制数的每一位进行逻辑或操作，只要两个位中有一个为1，结果就为1；否则结果为0。
或运算常用于设置某些位的值，或者判断某些位是否有1。
3. 异或运算（^）异或运算是对两个二进制数的每一位进行逻辑异或操作，只有在两个位不同时，结果才为1；否则结果为0。
异或运算常用于数据的交换和判断两个值是否相等。
4. 取反运算（~）取反运算是对一个二进制数的每一位进行取反操作，即1变为0，0变为1。
取反运算常用于求补码或者将某些位反转。
二、与运算与运算是位运算的一种，它是对两个二进制数的每一位进行与操作，只有在两个位都为1时，结果才为1；否则结果为0。
与运算常用于逻辑判断、数据屏蔽等方面。
与运算的特点有：1. 与运算满足交换律和结合律，即a & b = b & a，(a & b) & c =a & (b & c)。
2. 与运算可以用来屏蔽某些位的值，只保留需要的位。
3. 与运算可以用来判断某些位是否同时为1。
在计算机中，与运算广泛应用于各个领域，例如网络通信中的IP地址子网划分、图形图像处理中的像素操作、逻辑判断中的条件判断等。
与运算的应用举例：1. 判断一个整数是否为偶数：偶数的二进制表示最后一位为0，可以通过与运算来判断。
计算机导论重点总结[1]
![计算机导论重点总结[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/591841c2fc4ffe473268ab54.png)
计算机导论重点总结计算机导论重点总结本课程的任务是？为计算机系的新生提供一个关于计算机科学与技术的入门介绍，使他们能对该学科有一个整体的认识，并了解该专业的学生应具有的基本知识和技能，以及在该领域工作应有的职业道德和应遵守的法律准则。
计算机由哪五大部分组成，各部分的主要功能是什么？由运算器，控制器，存储器，输入设备和输入设备组成运算器：用来实现算术逻辑等各种预算。
控制器：用来实现对整个位运算过程的有规律的控制。
存储器：用来存放计算机程序及参与运算的各种数据。
输入设备：用来实现计算机程序和原始数据的输入。
输出设备：用来实现计算机结果的输出。
冯诺依曼计算机的特征是程序存储和采用二进制。
简述计算机自动计算的基本原理：1计算机的自动计算过程就是执行一段预先编制好的计算程序的过程。
2计算机程序是指令的有序集合。
因此执行计算程序的过程实际上是逐条执行指令的过程。
3指令的逐条执行是由计算机硬件来实现的，可顺序完成取指令，分析指令执行指令所规定的操作，并为取下一条指令准备好指令地址。
如此重复操作直至执行到停机指令。
第一台计算机在1946年诞生叫：电子数值积分和计算器。
以硬件分类计算机的发展阶段：电子管计算机（19461957）晶体管计算机（19571964）中小规模集成电路计算机（19641972）大规模和超大规模集成电路计算机（1972至今）计算机系统由硬件和软件组成进位制数的两要素是基数和位权什么是浮点数的格式化表示方法？将浮点数表示为N=2E*(S)E为阶码，她是一个二进制整数，E前的正负号为阶码的正负号，成为阶符Ef，S称为尾数它是一个二进制整数小数，S 前的正负号为尾数的正负号，称为尾符Sf此表示法称为记阶表示法。
ASCII码由7位二进制组成。
最多可有2的七次方种编码逻辑运算有何特点？计算机中的逻辑运算时按位计算的，它是一种比算术运算更简单的运算。
由于计算机中的基本电路都是两个状态的电子开关电路，这种极为简单的逻辑运算正式描述电子开关电路工作状态的有力工具。
位运算运算符优先级
位运算运算符优先级⼀、位运算位运算描述⽰例&按位与运算符：参与运算的两个值，如果两个相应位都为1，则该位的结果为1，否则为0(a & b)输出结果12，⼆进制解释：0000 1100 |按位或运算符：只要对应的两个⼆进制位1时，结果位就为1(a | b)输出结果61，⼆进制解释：0011 1101 ^按位异或运算符：当两对应的⼆进制相异时，结果为1 a ^ b)输出结果49，⼆进制解释：0011 0001~按位取反运算符：对数据的每个⼆进制取反，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式<<左移动运算符：运算符的各⼆进制全部左移若⼲位，由<<右边的数字指定了移动的位数，⾼位丢弃，低位补0a << 2输出结果240，⼆进制解释：1111 0000>>右移动运算符：把>>左边的运算数的各⼆进制位全部右移若⼲位，>>右边的数字指定了移动的位数a >> 2输出结果15，⼆进制解释：0000 1111位运算：针对⼆进制进⾏的运算& | ^ ~ << >>Ture and Ture ------>TureFalse and False------>False&:按位与运算符：参与运算的两个值，如果两个相应位都为1，则该位的结果为1，否则为0当⼆进制有重合时，结果时保留重合那部分的数值1 为真 0 为假n1 = 0b0110 #6n2 = 0b0010 #2print(n1 & n2)0&0 ------> 01&1 ------> 11&0 ------> 00&1 ------> 0|：按位或运算符：只要对应的两个⼆进制位1时，结果位就为1⼆进制对⽐，有1就保留print('*' *20)print(n1|n2)print(5|9)^：按位异或运算符：当两对应的⼆进制相异时，结果为1 (异或)上下两个数位相同为0，不同为1n1 = 0b0110 #6n2 = 0b0010 #2print(n1 ^ n2)~：按位取反运算符：对数据的每个⼆进制取反，把1变为0，把0变为1，~x类似于-x-1n1 = 0b0110 #6n2 = 0b0010 #2print('*' *20)print(~n1) #0000 0110 ------> 取反：1111 1001print(~5) #0000 0101 ------> 1111 1010⼆进制的负数表⽰：原码 0110反码 1001补码反码+1 1001+ 1---------------1010明确：1.已知⼗进制负数，求⼆进制负数：①.正数的原码②.原码取反③.加1 ------> 得到的⼆进制就是负数的⼆进制-7的进制：步骤：1.先求+7的⼆进制原码：0000 01112.反码：1111 10003.补码：1111 1001-7的⼆进制是：1111 10012.已知⼆进制的负数（判断是否是负的⼆进制的依据，看⼆进制的最⾼位：1111 1010，最⾼位是1则为负数，0则为整数）①⼆进制（负的）②⼆进制减1 ③取反④原码将原码转成⼗进制，在⼗进制的前⾯添加负号：-已知：⼆进制：1111 1010，⼗进制表⽰ -61111 1010- 1--------------------1111 1001 ------> 反码原码：0000 0110 ------> 6-63.~5 ------> 就是将5的⼆进制取反练习：1.~7 打印出来的⼗进制是多少？-80000 0111 ------> 1111 1000减1：1111 0111取反 0000 1000原码 0000 1000⼗进制：-82.-9的⼆进制表⽰ 1111 01113.~-4，打印出来的⼗进制是多少？3先得到-4的⼆进制000001001111101111111100------>取反 0000 00114.1111 1101 的⼗进制表⽰减1 11111100取反 00000011原码 00000011⼗进制 -3<<n = 12 # 00001100print( n << 1) # 24 12*2print( n << 2) # 48 12*2*2 往左移动两位，后⾯补两个零print( n << 3) # 96 12*2*2*2总结：12*2的n次⽅n = 12 #00001100print( n >> 1) # 6 12//2 --->6 print( n >> 2) # 3 12//4 print( n >> 3) # 1 12//8n = 89 右移五位n = 93 左移三位print(89 >> 5)print(93 << 3)⼆、运算符优先级x = 20result = 20*5**2a = 1b = 2print(b>a+x<a+b)print(b>a+(x<a+b)) #Tureprint(a+False) # False=0总结：1.算术运算符2.赋值运算符 = += -=3.⽐较运算符 > < == != …4.逻辑运算符 and or not5.位运算 & | ^ ~ << >> 负数的⼆进制6.运算符的优先级：（）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Subtraction in two’s complement
Example 5
Subtract 62 from 101 in two’s complement: (+101) - (+62) (+101) + (-62)
Carry 1 0 0 0 0 0 0 Result 1 1 0 0 0 1-----------------0 0 1 0 0 1 1 1
39
Example 2 Add two numbers in two’s complement representation: (+24) + (-17) (+7) Solution
Range of numbers in two’s complement representation
- (2N-1) ------ 0 ------ +(2N-1 –1)
Figure 4-2
Two’s complement numbers visualization
Note:
When you do arithmetic operations on numbers in a computer, remember that each number and the result should be in the range defined by the bit allocation.
Chapter 4
Operations on Bits
OBJECTIVES
After reading this chapter, the reader should be able to:
Apply arithmetic operations on bits when the integer is represented in two’s complement.
Add 2 bits and propagate the carry to the next column. If there is a final carry after the leftmost column addition, discard it.
Example 1 Add two numbers in two’s complement representation: (+17) + (+22) (+39) Solution
Addition in two’s complement
Number of 1s -----------None One Two Three
Result ----------0 1 0 1
Carry -------1 1
Table 4.1 Adding bits
Note:
Rule of Adding Integers in Two’s Complement
Apply logical operations on bits.
Understand the applications of logical operations using masks. Understand the shift operations on numbers and how a Number can be multiplied or divided by powers of two using shift operations.
Carry 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 Result 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 +
---------------------------------0 0 0 0 0 1 1 1
+7
Example 3 Add two numbers in two’s complement representation: (-35) + (+20) (-15) Solution
Carry 1 1 1 1 0 0 0 0 Result 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 +
---------------------------------1 1 1 1 0 0 0 1
-15
Example 4 Add two numbers in two’s complement representation: (+127) + (+3) (+130) Solution
Carry 1 1 1 0 1 1 0 0 0 Result 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 +
---------------------------------1 0 0 0 0 0 1 0 -126 (Error) An overflow has occurred.
Overflow is an error that occurs when you try to store a number that is not within the range defined by the allocation. Note:
Figure 4-1
Operations on bits
Contents
4.1 Arithmetic Operations
4.2 Logical Operations 4.3 Shift Operations
4.1 ARITHMETIC OPERATIONS
4.1 Arithmetic Operations • Arithmetic operations involve adding, subtracting, multiplying, dividing. • The multiplication operation can be implemented in software using repeated addition or in hardware using other techniques. • The division operation can also be implemented in software using repeated subtraction or in hardware using other techniques.