计算机组成原理复习笔记（注释）

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1、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AB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000001011010111101001011011110000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、应用软件计算机系统硬件系统软件系统中央处理器（CPU）外设：

2、输入、输出设备、外存储器等主机内存储器：DDR2，DDR3运算器控制器寄存器系统软件应用软件操作系统数据库管理系统程序编译工具通用软件特制软件摩尔定律：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4级第3级第2级第1级第5级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

3、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

4、进制数是多少。X=-0×24+1×23+1×22+0×21+1×20=8+4+1=（+13）10Y=-1×24+1×23+1×22+0×21+1×20=-8+4+1=（-1）102．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-2

5、n-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A651000001大小到小写+32.小写到大小-32.要求字符在这三个上面推

6、即可获得。a97110000104801100004．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11101011偶校验偶数个11101010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

7、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00正数01正溢出10负溢出11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：l先行进位l阵列乘除法l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（

8、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：某计算机内存按字节编址，内存地址区域从44000H到6BFFFH，共有___(11)___K字节。若采用16K×4bit的SRAM芯片，构成该内存区域共需___(12)___片。算法为6BFFFH-44000H+1H=28000H=163840/1024=160K