计算机组成原理总复习串讲课件.ppt

计算机组成原理总复习串讲 大家好，自我介绍，胡成玉 今天，由我来给大家进行《计算机组成原理》总复习的串讲 教学目的 通过本课程的学习，大家要掌握计算机各大部件的功能、组成原理、逻辑实现、设计方法及其相互间连接构成系统的技术，建立起整机的概念。 本课程是计算机科学与技术专业的基础课。 教材 ： 《计算机组成原理》 白中英主编，科学出版社 参考教材： 1、计算机组成与结构 王爱英主编（第二版） 清华大学出版社 第一章 计算机系统概论 在第一章中，主要是先说明了计算机的分类和应用，然后采用自上而下的方法，粗略的介绍了硬件、软件的概念和组成，主要目的是使大家有了一个较粗的总体概念。以便后面章节的学习。 第一小节主要掌握计算机的分类，了解计算机的应用领域。计算机分为电子模拟计算机和电子数字计算机，后者又可以分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微机、单片机等。 第二小节要求大家熟悉计算机硬件的组成，主要由运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备组成，还要了解每个部分的在计算机中的作用。 熟悉冯.诺依曼型计算机工作的原理，主要是存储程序并按地址顺序执行。 后面两个小节需要了解计算机软件的组成和分类，熟悉计算机系统的层次结构。了解固件的概念。计算机软件一般分两大类:系统程序和应用程序。固件是指那些存储在永久保存信息器件中的程序，是具有软件功能的硬件。 这些就是第一章的主要内容。 下面我开始介绍第二章的主要内容和重难点。 第二章 运算方法和运算器 本章首先讲述数据和文字的表示方法，然后讲述了定点运算方法，定点运算器的组成，最后讲述了浮点运算方法、浮点运算器的组成。 这一章重难点较多，现在，我按小节的顺序强调一下。 第一小节，内容包括数据格式、数的机器码表示、字符和字符串编码、汉字的表示、校验码。 常见的数据格式有：定点格式和浮点格式。我们要熟悉定点数和浮点数的定义、表示方法、范围、这两种表示方法的差异，其中浮点数的表示是个难点。比如：定点格式是指：在定点表示法中，小数点位置固定不变。定点格式常有两类：定点小数和定点整数 定点小数法： 约定小数点在符号位与数值部分最高位之间。 定点整数法 约定小数点的位置在数值部分最右一位的右端。 二进制数的编码表示 主要解决问题是符号如何表示？带符号数据如何参与运算？目前计算机系统中已经形成了一套完整的带符号数的二进制编码系统，即原码、反码和补码、移码。 重点掌握数的机器码表示，包括原码、补码、反码、移码的定义，要搞清楚四种码制的表示范围、作用以及它们之间的转换，特别注意的是0的几种码制表示方法。 下面概述一下：几种码制的比较 相同点：1、对于正数，它们等于正数本身，对于负数各有不同的表示。 2、最高位都表示符号位，补码和反码的符号位可以作为数值的一部分看待，和数值一起参加运算，但是，原码的符号位必须分开处理。 3、对于真值0，原码和反码各有两种表示形式，而补码只有一种形式。 4、原码，反码表示的正负数范围相对于0来说是对称的，但是补码的负数表示的范围比正数宽，能多表示一个最负的数，其值为－2^n或者为－1 下面讨论一下 数据校验码 问题：在数据在计算机内的存取、处理、传输过程中都有可能产生错误。 解决方法：精心设计电路，提高硬件的可靠性 采用某种带有特征能力的编码方法，来 发现或纠正出错位。 我们常用的校验方法是奇校验和偶校验。 奇偶校验码是开销最小、最简单、最广泛使用的一种校验码，它只能发现数据中的一位错。 具体实现方法：为每个字节补充一个二进制位，称为校验位，设置校验位的值为“0”或“1”，使9个数位中含有“1”值的个数为奇数或为偶数，分别称为奇校验或偶校验。 第二小节熟悉补码加减法的运算法则，主要是补码加减法公式及变补公式。分别是： [x+y]补=[x]补＋[y]补 [x－y]补=[x]补＋[－y]补 [－y]补＝[[y]补]变补 在此基础上，掌握采用溢出的两种检测方法。 就是单符号位法和变形补码的方法。 难点在于基本的二进制加/减法器和十进制加法器的逻辑实现。 第三小节是定点乘法运算，重难点在于带符号的阵列乘法器的逻辑设计和实现。在这里，我们要搞清楚，带求补器的阵列乘法器，既适用于原码乘法、也适用于补码乘法，只不过在原码乘法时，算前求补和算后要补都不需要。 例题参见教材41页例17，18。 然后对于直接补码并行乘法器仅做了解即可。 第四小节讲的是定点除法运算，这一节也是个比较难的一节，主要是熟悉手工计算除法和恢复余数的除法及不恢复余数的除法的区别。在此基础上，了解不恢复余数阵列除法器的逻辑结构。 第五小节讲的定点运算器的组成，我们首先要搞清楚数值计算和逻辑运算的方法。然后熟悉芯片74181和74182的