计算机组成原理期末复习资料(一).pdf

计算机组成原理是计算机科学中的核心课程，它涵盖了计算机硬件的基本构造和工作原理。这篇复习资料主要涉及到浮点数表示、运算器结构、指令系统和控制器设计等多个关键知识点。 1. **浮点数表示**： 浮点数在计算机中通常采用移码表示，这种表示方式有利于处理机器零，简化了判断数值是否为零的线路。移码是将数值的符号位不变，其他位取反再加1，这样正数和负数的表示更对称。隐藏位是规格化浮点数的一个特性，它省去了尾数最高位的1（原码时）或0（补码时），提高了一位二进制尾数的表示精度。隐藏位处理应在数据存储到内存前或从内存读取到运算器时进行。 2. **定点运算器**： 定点运算器是计算机中执行算术和逻辑运算的核心部件。它包括算术逻辑单元（ALU）、一组通用寄存器、乘商寄存器和多路选择器等。乘商寄存器主要用于实现乘除法运算和自身位移，可以提高运算效率。 3. **ALU运算能力**： ALU能够执行加、减、与、或、异或等多种算术和逻辑运算。使用多累加器可以减少对内存的访问次数，提高运算速度，将中间结果暂存，优化系统效率。 4. **寻址方式**： 计算机中常见的寻址方式包括寄存器寻址（直接使用寄存器内容作为操作数）、寄存器间接寻址（寄存器内容指向操作数地址）、变址寻址（变址寄存器内容与偏移值相加得到地址）和堆栈寻址（利用堆栈指针进行操作）。 5. **指令格式与执行步骤**： ADD R0, R1指令执行时，会将R0和R1送入ALU进行加法运算，结果存回R0。条件转移指令需要先判断条件，如果满足则根据相对地址转移，否则继续执行下一条指令。子程序调用除了转移外，还需要在完成子程序后有返回操作。 6. **控制器设计**： 组合逻辑控制器由时序控制信号产生部件、节拍发生器和操作码译码器等组成，直接形成控制信号。微程序控制器则通过微指令地址的获取方式（如顺序执行、条件转移、跳跃等）来控制计算机的运行。 总结来说，计算机组成原理复习资料涉及了浮点数表示的优化、定点运算器的结构和功能、指令系统的多样性以及控制器的设计原理，这些都是理解计算机硬件运作的基础。深入学习这些知识点对于理解计算机的工作机制、优化程序性能以及解决硬件问题至关重要。