★漢字的處理過程
從漢字編碼的角度看,計算機對漢字信息的處理過程實際上是各種漢字編碼間的轉換過程。這些編碼主要包括:漢字輸入碼,漢字內碼,漢字地址碼,漢字字形碼等。
通過鍵盤對每個漢字輸入規定的代碼,及漢字的輸入碼(例如拼音輸入碼)。不論哪一種漢字輸入方法,計算機都將每個漢字的漢字輸入碼轉換為相應的國標碼,然後再轉換為機內碼,就可以在計算機內存儲和處理了。輸出漢字時,先將漢字的機內碼通過簡單的對應關係轉換為相應的漢字地址碼;然後通過漢字地址碼對漢字庫進行訪問,從字庫中提取漢字的字形碼,最後根據字形數據顯示和打印出漢字。
漢字內碼是為在計算機內部對漢字進行存儲,處理的漢字代碼,它應滿足存儲,處理和傳輸的要求。當一個漢字輸入計算機後轉換為內碼,才能在機器內傳輸,處理。目前,對應於國標碼,一個漢字的內碼用2個字節存儲,並把每個字節的最高二進制位置"1"作為漢字內碼的標識,以免與單字節的ASCII碼產生歧義。如果用十六進制來表述,就是把漢字國標碼的每個字節加上一個80H(即二進制數10000000)。所以漢字的國標碼與其內碼存在下列關係:
漢字的內碼=漢字的國標碼+8080H
例如,已知"中"字的國標碼為5650H,則根據上述公式得:
"中"字的內碼="中"字的國標碼5650H+8080H=D6D0H
由此可見,西文字符的內碼是7位ACII碼,一個字節的最高位為0。每個西文字符的ASCII碼值均小於128。為了與ASCII碼兼容,漢字用兩個字節來存儲,區位碼再分別加上20H,就成為漢字的國標碼。在計算機內部為了能夠區分是漢字還是ASCII碼,將國標碼每個字節的最高位由0變為1(也就是説漢字內碼的每個字節都大於128),變換後的國標碼稱為漢字內碼。
★漢字字形碼
漢字字形碼又稱漢字字模,用於漢字在顯示屏或打印機輸出。漢字字形碼通常有兩種表示方式:點陣和矢量表示方式。
用點陣表示字形時,漢字字形碼指的就是這個漢字字形點陣的代碼。根據輸出漢字的要求不同,點陣的多少也不同。簡易型漢字為16*16點陣,普通型漢字為24*24點陣,提高型漢字為32*32點陣,48*48點陣等等。
點陣規模愈大,字形愈清晰美觀,所佔存儲空間也愈大。點陣表示方式的缺點是字形放大後產生的效果差。
矢量表示方式存儲的是描述漢字字形的輪廓特徵,當要輸出漢字時,通過計算機的計算,由漢字字形描述生成所需大小和形狀的漢字點陣。Windows中使用的TrueType技術就是漢字的矢量表示方式,它解決了漢字點陣字形放大後出現鋸齒現象的問題。
★運算器
運算器(ALU)是計算機處理數據形成信息的加工廠,它的主要功能是對二進制數碼進行算術運算和邏輯運算。
運算器的性能指標是衡量整個計算機性能的重要因素之一,與運算器相關的性能指標包括計算機的字長和運算速度。
字長:指計算機運算部件一次能同時處理的二進制數據的位數。作為存儲數據,字長越長,則計算機的運算精度就越高;作為存儲指令,字長越長則計算機的處理能力就越強。
運算速度:計算機的運算速度通常是指每秒鐘所能執行加法指令的數目。常用百萬次/秒(MIPS)來表示。這個指標更能直觀地反映機器的速度。
★控制器
控制器(CU)是計算機的心臟,由它指揮全機各個部件自動協調地工作。控制器的基本功能是根據指令計數器中指定的地址從內存取出一條指令,對其操作碼進行譯碼,再由操作控制部件有序地控制各部件完成操作碼規定的功能。
機器指令是一個按照一定格式構成的二進制代碼串,用來描述一個計算機可以理解並執行的基本操作。
機器指令通常由操作碼和操作數兩部分組成。
(1)操作碼:指明指令所要完成操作的性質和功能。
(2)操作數:指明操作碼執行時的操作對象。操作數形式可以是數據本身,也可以是存放數據的內存單元地址或寄存器名稱。操作數又分為源操作數和目的操作數,源操作數指明參加運算的操作數來源,目的操作數地址指明保存運算結果的存儲單元地址或寄存器名稱。
控制器和運算器是計算機的核心部件,這兩部分合稱中央處理器(CPU),在微型計算機中通常也稱作微處理器(MPU)。
時鐘主頻指CPU的時鐘頻率,是微機性能的一個重要指標,它的高低一定程度地決定了計算機速度的高低。主頻以吉赫茲(GHz)為單位,一般地説,主頻越高,速度越快。
★存儲器
存儲器(Memory)是存儲程序和數據的部件。它可以自動完成程序或數據的存取,是計算機系統中的`記憶設備。存儲器分為內存(又稱主存)和外存(又稱輔存)兩大類。內存是主板上的存儲部件,用來存儲當前正在執行的數據,程序和結果;內存容量小,存取速度快,但斷電後RAM中的信息全部丟失。外存是磁性介質或光盤等部件,用來存放各種數據文件和程序文件等需要長期保存的信息;外存容量大,存取速度慢,但斷電後所保存內容不會丟失。
CPU不能像訪問內存那樣,直接訪問外存,當需要某一程序或數據時,首先應調入內存,然後再運行。在80386以上的高檔微機中,配置了高速緩衝存儲器(Cache),這時內存包括主存和高速緩存兩部分。
★內存
內存儲器按功能可分為隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。
1.隨機存取存儲器
通常所説的計算機內存容量均指RAM存儲器容量,即計算機的主存。RAM有兩個特點,第一個特點是可讀寫性,也就是説對RAM既可以讀操作,又可以寫操作。第二個特點是易失性,即電源斷開(關機或異常斷電)時,RAM中的內容立即丟失。
RAM又可分為SRAM(靜態隨機存儲器)和DRAM(動態隨機存儲器)兩種。計算機內存條採用的是DRAM。DRAM中"動態"的含義是指每隔一個固定的時間必須對存儲信息刷新一次。SRAM是用觸發器的狀態來存儲信息,只要電源正常供電,觸發器就能穩定地存儲信息,無需刷新,所以SRAM的存取速度比DRAM快。
2.只讀存儲器
CPU對ROM只取不存,裏面存放的信息一般由計算機制造廠寫入並經固化處理,用户是無法修改。即使斷電,ROM中的信息也不會丟失。因此,ROM中一般存放計算機系統管理程序,如監控程序,基本輸入/輸出系統模塊BIOS等。
(1)可編程只讀存儲器(PROM),可實現對ROM的寫操作,只能寫一次。
(2)可擦除可編程只讀存儲器(EPROM),可實現數據的反覆擦寫。
(3)電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM),可實現數據的反覆擦寫。
3.高速緩衝存儲器
高速緩衝存儲器(Cache)主要是為了解決CPU和主存速度不匹配,提高存儲器速度而設計的。Cache一般用SRAM存儲芯片實現,因為SRAM比DRAM存取速度快而容量有限。
4.內存儲器的性能指標
存儲器的主要性能指標有兩個:容量和速度。
(1)存儲容量:指一個存儲器包含的存儲單元總數,這一概念反映了存儲空間的大小。
(2)存取速度:一般用存儲週期(也稱讀寫週期)來表示。存取週期就是CPU從內存儲器中存取數據所需的時間(讀出或寫入)存儲器之間的最小時間間隔。半導體存儲器的存取週期一般為60-100ns。
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