计算机组成原理-大题

黎鹤舞

发布于 2024-12-03 08:27:14

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负数单位符号	十进制（SI）	二进制（计算机存储）	数据速率单位
d = 10-1	1 KB = 1,000 (103) B	1 KB = 1,024 (210) B	1 Kbps = 1,000 bps
m = 10-3	1 MB = 1,000 KB	1 MB = 1,024 KB	1 Mbps = 1,000 Kbps
µ = 10-6	1 GB = 1,000 MB	1 GB = 1,024 MB	1 Gbps = 1,000 Mbps
n = 10-9	1 TB = 1,000 GB	1 TB = 1,024 GB	1 Tbps = 1,000 Gbps
p = 10-12	1 PB = 1,000 TB	1 PB = 1,024 TB

数据表示方式	符号位	正数范围	负数范围	总范围	是否有正负零
原码	最高位	0 ~ 2n−1-1	0 ~ -2n-1-1	-[2{n-1}-1] , 2{n-1}-1	是
反码	最高位	0 ~ 2n-1-1	0 ~ -2n-1-1	-[2{n-1}-1] , 2{n-1}-1	是
补码	最高位	0 ~ 2n-1	-1 ~ -2n-1	-2{n-1}+1 , 2{n-1}-1	否

1.存储格式

类型	符号位位数	阶码e位数	尾数位数	总位数	偏置值
Float	1	8	23	32（4Byte）	127
Double	1	11	52	64（8Byte）	1023

2.表示范围：

	最小值：	最大值：
Float	阶码 = 1；尾数 = 0；1.0 x 2 1-127 = 2-126	阶码 = 254；尾数 = .1111 1111；1.1111 1111 x 2254-127 = (2 - 2-23) x 2127
Double	阶码 = 1；尾数 = 0；1.0 x 2 1-1023 = 2-1022	阶码 = 2046；尾数 = .1111 1111…………；1.1111 ………… x 22046-1023 = (2 - 2-52) x 21023

常用寄存器：

程序员可见：
- 通用寄存器组
  - 存储临时数据
  - 【数据转移类指令：mov，load，store】
- PC 程序计数器
  - 记录当前进程执行的指令位置
  - 【跳转指令 jmp】
- PSW状态寄存器 【cmp指令】
- 堆栈指针（SP） 【实现函数调用】
程序员不可见：
- MAR，MDR 【用来传输主存上的数据，不可直接操作】
- IR寄存器 【只负责存储当前指令的值】
- 暂存寄存器

对PC的详解：【最重要，最常考的寄存器】

功能：
- 记录当前进程执行的指令位置
- 读取指令后，跳转到下一条指令位置
PC位数：
- 主存空间所能表示的指令个数
如何实现 PC + “1”？
- 【注意】【+1表示的是】 + 1个**指令字长**，表示执行下一条指令
- ALU加法实现
- 加法器
- 带有自增功能的寄存器

带标志加法器：

\bigoplus

Cn-1(次高位进位)SF（Sign Flag）符号标志输出结果的符号信息——ZF（Zero Flag）零标志ZF = 1表示输出结果为0——CF（Carry Flag）进位标志 (无符号数溢出标志)运算结果超出了无符号数的表示范围，产生进位Cout

\bigoplus

Cin（Sub<若为减法 = 1>）

注释：

三态门
- 相当于“守门员”
- 不需要发送数据时，提高阻性，阻碍数据发送；（有效的隔绝总线，防止干扰总线数据）
- 需要发送数据时，导通三态门，将数据发送到总线上
- [注]为什么叫三态门？
  - 除了具有通常的逻辑 0 和逻辑 1 这两种输出状态外，还有第三种高阻态（Hi - Z）
  - 高阻态相当于输出端与电路的其他部分被 “断开”，此时输出端对外部电路几乎没有任何影响。
多路选择器 MUX
- 同“三态门”，相当于守门员
- 可以守卫多条路线，但是仍是一次只能导通一条道路的数据