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212计算机考研复习笔记.pdf
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计算机技术
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第一章 计算机系统概述
计算机的五大硬件:运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备
这一结构又称为 冯·诺依曼 机型,该结构是所有的计算机共同遵守的结构标准
存储器结构:存储单元 地址
存储程序和程序控制是冯 .诺依曼计算机的设计思想,特点如下:
1. 计算机由五大部件组成
2. 指令和数据以同等地位存于存储器可按地址寻访
3. 指令和数据用二进制表示
4. 指令由操作码和地址码组成
5. 存储程序
6. 以运算器为中心
指令周期: 取指 +执行
在取指周期中从内存读出的信息是 指令流 ,它流向控制器; 而执行周期中从内存
读出的信息流是 数据流 ,它由内存流向运算器
第二章 运算方法和运算器
数据表示方法:
定点格式:纯整数 纯小数
浮点格式:
E位(8bit):阶码,IEEE754规定此阶码是比实际数据的指数真值多 127。如果浮
点数的指数真值是 e,则阶码 E=e+127
M 位(23)位:尾数,小数点在尾数域的最前面,为了尾数的表示精度提高一位,
IEEE规格化浮点数规定小数点左边一位必须为 1,即 1.M(如 1.75=1.11 ×2
0
),该位经
常不予存储,所以 M 位存储的是有效数据的小数部分,因此尾数域 M 所表示的
值应该是 1.M
源码
0 有两种表示法: [+0]原=0000 0000 [-0]原=1000 0000
反码
补码
补码的优点
1)补码中 0 值唯一
2)补码表示的负数范围可以到 2
n
3)补码表示的数据没有符号位
补码加法
基本公式: [x]补 + [y]补
= [x+y]
补
补码减法
基本公式: [x]
补
- [y]
补
=[x]
补
+ [-y]
补
[-y]
补=[y]补 (求反) +1 包括符号位求反
移码
如果一个定点整数是个 n 位的整数 ,则移码的传统定义是真值加上一个固定常
数 2
n
正数的源码 反码 补码 相同
只有负数才区分
定点数溢出即出错
检测: 进位判别法 (最高位数据位和符号位 同无溢出 异溢出 )
双符号位法 对于正数两个符号位是 “00“,对于负数两个符号位是 “11”。
两个符号位都看作数码一样参加运算。 两个数相加后,其结果的符号位出现“01”
或“ 10”两种组合时 ,表示发生溢出。
加法器 三输入二输出
运算器是数据处理的部件,同时是 CPU的重要组成部分,它应该能完成:
-算术运算
-逻辑运算
运算器至少包含以下几部分:
-算术 /逻辑运算部件 ALU
-乘除法阵列
-数据缓冲寄存器
-通用寄存器
-内部总线
多功能算术 /逻辑运算单元( ALU)
将 Ai 和 Bi 先组合成由控制参数 S0,S1,S2,S3 控制的组合函数 Xi 和 Yi,然后
再将 Xi,Yi 和下一位进位数通过全加器来进行全加。 这样不同的控制参数可以得
到不同的组合函数,因而能够实现多种算术运算和逻辑运算
全加器除了 S0-S3四个控制端以外,还有一个控制端 M:
当 M=0 时,M 对进位信号没有任何影响。 此时 F 不仅与本位的被操作数
Y和操作数 X 有关,而且与本位的进位输出即 C 有关,因此 M=0 时,进
行算术操作。
当 M=1 时,封锁了进位输出,也就是 C=0。因此各位的运算结果 F 仅与 Y 和 X
有关 ,故 M=1 时,进行逻辑操作
运算器基本结构:
单总线(两个缓冲输入器)
双总线(一个缓冲输出器)
三总线
浮点数的加减法运算分为六个步骤:
1)0 操作数检查
2)比较价码大小并完成对阶
3)尾数进行加减运算
4)结果规格化 (左规 和 右规)
5)舍入处理
6)判断结果是否溢出
例:设
x
=2
010
×0.11011011,
y
=2
100
× (-0.10101100),
求
x
+
y
。
答案: [x+y]
浮=2
011
×(-0.11101010)
第三章 存储系统
存储器( Memory):存放程序和数据
存储器的分类
-按存储介质分
半导体存储器:用半导体器件组成的存储器。
磁表面存储器:用磁性材料做成的存储器。
-按存储方式分
随机存储器:存取时间和存储单元的物理位置无关。
顺序存储器:存取时间和存储单元的物理位置有关。
-按存储器的读写功能分
只读存储器 (ROM):只能读出而不能写入的半导体存储器。
随机读写存储器 (RAM):既能读出又能写入的半导体存储器。
-按信息的可保存性分
非永久记忆的存储器:断电后信息即消失的存储器。
永久记忆性存储器:断电后仍能保存信息的存储器。
-按在计算机系统中的作用分
主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等。
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nidezlk
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