苏州科技学院计算机组成原理复习提纲笔记..docVIP

计算机组成原理复习笔记 前件知识： 基本电路知识 与、或、非、异或、与非、或非等如下表所示： 真值表 与 或 非（A） 异或 与非 或非 A B 只0就为0 只1就为1 取反 相异为1 只0就为1 只1就为0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 第一章 计算机系统概论 1．计算机系统组成 计算机系统组成：计算机组成原理由硬件系统与软件系统组成。 根据冯诺.依曼的存储程序控制原理由五大部件组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 软件系统：系统软件、应用软件 摩尔定律：记住价格与时间成反比。 2．计算机系统性能指标 字长（处理机字长）是指计算机处理器一次能够完成的二进制位数（16，32，64）。 MIPS是指计算机处理器每秒执行百万条指令。 3．计算机系统的层次结构 计算机系统的层次结构分为五级以下图所示： 第二章 运算方法和运算器 1.原码、反码、补码、移码的计算方法 性质 原码 反码 补码 移码 正数 原码反码补码一样 移码主要用于表示浮点数中的阶码 负数 连同符号位一起使用二进制表示 除符号位以外其余位取反（0变1，1变0） 除符号位外其余位取反加1（性质等于在反码基础之上加1） 零 [+0]原=00…00 [-0]原=10…00 [+0]反=00…00 [-0]反=11…11 [+0]补=[-0]补=00…00 补码的真值公式：将所有位上的数按基数2n-1（n为数所在的位置）相乘后求出和，这个和的结果就是补码的真值。计算某个数大于或小于某个值得条件。 例：[X]补=（01101）2,[Y]补=（11101）2。则X与Y的十进制数是多少。 X=-0×24+1×23+1×22+0×21+1×20=8+4+1=（+13）10 Y=-1×24+1×23+1×22+0×21+1×20=-8+4+1=（-1）10 2．原码、反码、补码、移码的表示范围（n位二进制位数） 码制 定点整数 定点小数 范围 举例（n=8） 范围 原码 -（2n-1-1）~+（2n-1-1） -127~+127 -（1-2-(n-1)）~+（1-2-(n-1)） 反码 -（2n-1-1）~+（2n-1-1） -127~+127 -（1-2-(n-1)）~+（1-2-(n-1)） 补码 -2n-1 ~+（2n-1-1） -128~+127 -1~+（1-2-(n-1)） 移码 -2n-1 ~+（2n-1-1） -128~+127 -1~+（1-2-(n-1)） 浮点数的表示范围就省略了。 3．BCD和ASCLL码 BCD：俗称8421码。使用4位二进数才表现一位十进制数。（4位） ASCLL码：用于表示字符。（用一个字节八位来表示，只使用了七位。最前后一位始终为0）.记住特殊的字符的ASCLL码值： 字符 十进制数 ASCLL码 补充说明 A 65 1000001 大小到小写+32.小写到大小-32.要求字符在这三个上面推即可获得。 a 97 1100001 0 48 0110000 4．校验码：奇偶校验 奇偶校验（含校验码的个数） 110101 数 奇校验 奇数个1 110101 1 偶校验 偶数个1 110101 0 奇偶校验提供奇数个错误检测，无法检测偶数个错误，更无法识别错误信息的位置。 5．变形补码与溢出 判断溢出方法： （1）双符号位 两个符号位异号，用异或门实现 变形补码是判断溢出的一种检测方法。采用变形补码后，任何正数，两个符号位都是“0”，任何负数，两个符号后都是“1”。如果两个数相加后，在符号位中出现了“10”或“01”则说明溢出。参考下表判断是否溢出。 （2）单符号位 最高位的进位和符号位进位异号。 结果溢出判断依据下表所示： 符号位 结果 0 0 正数 0 1 正溢出 1 0 负溢出 1 1 负数 6．运算器 （1）运算器是中央处理器的组成部分。主要功能是完成计算机的算术运算与逻辑运算。 运算器的组成部件有：算术逻辑运算单元（ALU）、数据缓冲寄存器、通用寄存器、多路转换器和数据总线等逻辑构件。 （2）提高运算器高速性采用的措施： 先行进位 阵列乘除法 流水线 （3）74181ALU（算术逻辑运算单元） :4位算术逻辑运算单元，支持16种逻辑运算、16种算术运算 组内先行进位 （4）74182CLA（先行进位发生器） 先行进位部件，可以实现多组74181ALU的组间先行进位 组合形式 （5）ALU的设计：片内先行进位，片间串行进位。16位ALU和32位ALU的设计。 （6）编址：字节编址与字编址 字节编址：