最新东南大学计算机结构与逻辑设计课件ppt-1PPT课件.ppt

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1、东南大学计算机结构与逻辑设计课件ppt-1目的与任务：本课程是信息工程类专业的一门重要的技术基础课，其学习目标是掌握计算机的基本原理和数字逻辑设计的基本技术，为学习计算机类的其他课程和通信、电子、控制，信号处理直至电力电子等专业课程奠定必要基础，同时培养用计算机组成的基本思路去考虑系统设计问题的能力，运用数字技术的基本原理分析数字电路的能力，用CPLD方法设计数字模块及运用数字模块构成数字系统的能力。0绪论2教学重点1、掌握逻辑电路、时序电路的分析和设计方法，2、理解逻辑运算电路的硬件结构，3、应用中小规模集成电路设计数字系统。3总线结构：计算机各部分之间是依靠总线相联系的，总线是一组用来

2、传输数据和信息的连线。I/O设备I/O设备存储器CPU存储器CPUI/O设备I/O设备以内存为中心的双总线结构单总线结构70.4计算机的运行虚拟机器M4（使用高级语言）虚拟机器M3（使用汇编语言或其它中间语言）虚拟机器M2（使用操作系统）实际机器M1（使用机器语言）执行由硬件或微程序执行机器语言解释由机器语言解释操作系统语言编译2经编译程序翻译成机器语言程序或操作系统语言编译1经编译程序翻译成汇编语言程序或其它中间语言程序8计算机的运行过程可概括为：通过输入设备将使用者提供的数据和程序存入存储器；按程序的安排将数据从存储器中取出，送到运算器中处理，然后再送入存储器；将处理的结果从存储器中取出

3、，通过输出设备报告使用者或完成某项控制任务。输入设备输出设备存储器运算器控制器90.5计算机与数字系统1）计算机的活动是控制器按照存放在存储器中的程序，一条指令一条指令地按序执行；2）每条指令包含若干操作，这些操作的基本内容是将数据从一个寄存器（经过处理）向另一个寄存器传送，而每一个操作都是在控制器的命令下完成的。计算机与数字系统对比纯硬件构成的数字系统：只完成特定功能；耗材多；速度高数字计算机：处理能力强；速度低101.1计算机中的数制、权的概念1.2计算机中的数的表示方法与格式1计算机中的数制和码制111.1计算机中的数制、权的概念1.1.1十进制1.1.2R进制基数di[0,1,…,

4、9]基数ri[0,1,…,R-1]121.1.3二进制1.1.4二进制的优点电路实现方便,2)需要的设备量少,3)运算规则简单1.1.5数制间的转换131.1.5.1二进制转换成十进制二进制数：01011010.11b=90.75d141.1.5.2十进制转换成二进制十进制数：26d=11010b商01361326(2)余数11010(二进制数，H--L)151.1.6八进制与十六进制(缩短书写长度)二进制数八进制数0000010100111001011101110123456716十六进制数h二进制数b循环码0123456789ABCDEF000000010

5、010001101000101011001111000100110101011110011011110111100000001001100100110011101010100110011011111111010101011100110004位二进制码、循环码171.2.1码的概念（二进制码与循环码）1.2计算机中的数的表示方法与格式1.2.2实数在计算机中的表示原码表示法：分符号位S和尾数m。0表示为正，1表示为负。Sm1.2.2.1实数的补码表示法同余：某个模（Mode)为M的系统中，一个数与其模的整数倍相加或相减时，其值不变，即A=A+nM(modM)Mod(x,y)=x-y*floo

6、r(x/y)1)补数的概念如果A和A’两个数之和等于某个固定的数M（称为模），则称数A’是数A的关于模M的补数，或简称M的补数，即A=M-A’；反之，数A也是数A’的关于模M的补数（A’=M-A）。A-B=A–B+M（modM)(同余的性质）=A+（M-B）=A+B’利用补数可将加法和减法统一起来。182)二进制的真补码（R补码,补码）对于n位二进制码系统，实数m，不考虑符号位，用系统的模为2n-1，补码为10000000-0000110101110011取n-1位，将符号位添加上得1111,0011。若符号位与尾数一起计算，系统模为2n，同样符号位不变，如-13d=1000,1101b。考

7、虑符号位，得100000000-10001101001110011取n-1位，将符号位加上得1111,0011。在2的补码系统中完成二进制数+72d与-13d的加法运。+72d的补码为01001000,-13d的2的补码是11110011，将两数相加，结果仍然是一个补码，对应数为+59d。01001000+11110011100111011舍去符号位不变。如-13d=1000,1101b，Sm’=2n-1+m