计算机组成原理白中英部分作业解答PPT学习教案.pptx

《计算机组成原理》是计算机科学领域的一门基础课程，涵盖了计算机硬件系统的主要组成部分，包括数据表示、运算器、存储器、指令系统等核心概念。在这个PPT学习教案中，主要涉及了以下几个知识点： 1. **数据表示**： - 十进制数向二进制、八进制、十六进制的转换：例如，将十进制数75.34转换为二进制1001011.0，八进制113.25605，十六进制4B.570A3D。 - 原码和补码表示：原码直接表示数值的正负，补码则用于表示有符号数，特别适用于实现加减运算。例如，[X]原=0.10100的补码为0.10100，[X]原=1.10111的补码为1.01001。 2. **数值范围**： - 无符号整数：在16位字长下，能表示的范围是从0到2^16-1。 - 定点小数（原码表示）：定点小数表示小数值，正数范围为-(1-2^-n)到1-2^-n，负数范围为-1到-(1-2^-n)，其中n为小数点后的位数。 - 定点小数（补码表示）：正数范围与原码相同，负数范围扩大至-1到2^-n-1。 - 定点整数（原码和补码表示）：正数范围同无符号整数，负数范围扩大至-2^(n-1)到0。 3. **编码方式**： - 8421码、余3码、2421码：这些都是不同的二进制编码方式，例如，(5382)10在不同编码下的表示形式。 4. **错误检测与纠正**： - 海明校验码：用于检测和纠正一位错误，如有效信息位01101110的检一纠一海明校验码是011001111001，检二纠一海明校验码是1011001111001。 - 循环冗余校验（CRC）：通过生成多项式计算校验位，例如，给定信息1010110010001111和生成多项式X^5+X^2+1，得到的CRC码是101011001000111110011。 5. **浮点数表示**： - 32位浮点数通常由三部分组成：1位符号位，8位指数（移码），23位尾数（补码）。最大数和最小数的表示方式取决于符号位和指数位的设置。 - 规格化数的范围：最大正数为2^127*(1-2^(-23))，最小正数为2^(-128)*2^(-1)，最小负数为-2^127，最大负数为-2^(-128)*(2^(-1)+2^(-23))。 6. **算术运算**： - 变形补码加法：例如，X=0.11011和Y=0.11111相加会正溢出，结果为0111010；而X=-0.10110和Y=-0.00001相加无溢出，结果为1101001。 - 变形补码减法：类似地，通过变形补码计算X-Y的溢出情况。 这些知识是理解计算机内部如何表示和处理数据的基础，对于学习计算机硬件设计和系统级编程至关重要。