一、计算机的字符与编码集

1.1 ASCUII码

• 使用7个bits就可以完全表示
• 包含95个可打印字符
• 包含33个不可打印字符（包含控制类字符）
• 很多应用或者国家的符号都无法表示
  

1.2 Extended ASCII 码

• 常见的数字字符
• 带音标的欧洲字符
• 其他常用符、表格符

1.3 GB2312

• 《信息交换用汉子字符编码集——基本集》
• 一共收录了7445个字符
• 包括6763个汉字和682个其他符号

1.4 GBK

• 《汉字内码扩展规范》
• 向下兼容GB2312，向上支持国际ISO标准
• 收录21003个汉字，支持全部中日韩汉字

1.5 Unicode

• 统一码、万国码、单一码
• Unicode定义了世界通用的符号集，UTF-*实现了编码
• UTF-8以字节为单位对Unicode进行编码

注意：

• Windows系统默认使用GBK进行编码
• 编程时推荐使用UTF-8

二、计算机的总线

2.1 总线的概述

• USB Universal serial bus 通用串行总线
• 提供了对外连接的接口
• 不同设备可以通过USB接口进行连接
• 连接的标准。促使外部连接设备的接口的统一
  

2.2 总线存在意义

就一句话：解决不同设备之间的通信问题

2.3 总线的分类

2.3.1 片内总线

• 芯片内部的总线
• 寄存器与寄存器之间
• 寄存器与控制器、运算器之间
• 其实就是高集成度芯片内部的信息传输线

2.3.2 系统总线

• CPU、主内存、IO设备、各组件之间的信息传输线
  
• 数据总线又分为三种

2.3.2.1 数据总线

• 一般与CPU位数相同（32/64）
• 双向传输各个部件之间数据信息
• 数据总线的位数（总线宽度）是数据总线的重要参数

2.3.2.2 控制总线

• 用来发出各种控制信号的传输线
• 控制信号经由控制总线从一个组件发送到另一个组件
• 控制总线可以监控不同组件的状态(就绪/未就绪)

2.3.2.3 地址总线

• 指定源数据或目的数据在内存中的地址
• 地址总线的位数与存储单元有关

2.4 总线的仲裁

意义：为了解决总线使用权冲突的问题

2.5 总线的仲裁方法

2.5.1 链式查询

• 电路复杂程度低，仲裁方式简单
• 优先级低的设备难以获得总线的使用权
• 对电路故障比较敏感
  

2.5.2 计时器定时查询

• 仲裁控制器对设备进行标编号并使用计数器累计次数
• 接收到仲裁信号后，往所有设备发送计数值
• 计数值与设备编号一致则获得总线使用权

2.5.3 独立请求

• 每个设备均有总线独立连接仲裁器
• 设备可单独向仲裁器发送请求与接受请求
• 当同时接收到多个请求信号，仲裁器有权按优先级分配使用权

三、计算机的输入输出设备（IO设备）

3.1 常见的输入输出设备

• 字符输入设备

  • 键盘

    • 薄膜键盘
    • 机械键盘
    • 电容键盘

  • 图像输入设备

    • 鼠标
    • 数位板
    • 扫描仪

  • 图像输出设备

    • 显示器
    • 打印机
    • 投影仪

3.2 输入输出接口的通用设计

3.2.1 设计思想

• 向设备发送数据
• 读取数据
• 设备有没有被占用
• 设备是否连接
• 设备是否启动
  主要分为：
  1. 数据线：
     是IO设备与主机之间进行数据交换的传送线
     单向数据传输线
     双向数据传输线
  2. .状态线
     IO设备向主机报告的信号线
     查询设备是否已正常连接并就绪
     查询设备是否已经被占用
  3. 命令线
     CPU向设备发送命令的信号线
     发送读写信息
     发送启动停止信息
  4. 设备选择线
     主机选择IO设备进行操作的信号线
     对连接在总线上的设备进行操作

3.3 CPU与I/O设备的通信

• CPU速度与IO设备速度不一样

• 程序中断

  • 当外围IO设备就绪时，向CPU发送中断信号
  • CPU有专门的电路响应中断信号
  • 提供低速设备通知CPU的一种异步方式
  • CPU可以再高速运转的同时兼顾低俗设备的响应

  

3.4 DMA（直接存储器访问）

• DMA直接连接主存与IO设备
• DMA工作时不需要CPU的参与
• 当主存与CPU交换数据时，不需要打断CPU
• 可以提高CPU的效率
• 主要存在于硬盘和外置显卡中

总结

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