完整版计算机组成原理知识点总结

第2章数据的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示和运算主要内容：（一）数据信息的表示1.数据的表示2.真值和机器数（二）定点数的表示和运算1.定点数的表示：无符号数的表示；有符号数的表示。2.定点数的运算：定点数的位移运算；原码定点数的加/减运算；补码定点数的加/减运算；定点数的乘/除运算；溢出概念和判别方法。（三）浮点数的表示和运算1.浮点数的表示：浮点数的表示范围；IEEE754标准2.浮点数的加/减运算（四）算术逻辑单元ALU1.串行加法器和并行加法器2.算术逻辑单元ALU的功能和机构2.3浮点数的表示和运算2.3.1浮点数的表示（1）浮点数的表示范围?浮点数是指小数点位置可浮动的数据，通常以下式表示：N=M·RER，而且”称为“阶的基数（底）R为阶码，E为尾数，M为浮点数，N其中，为一常数，一般为2、8或16。在一台计算机中，所有数据的R都是相同的，于是不需要在每个数据中表示出来。浮点数的机内表示浮点数真值：N=M×2E浮点数的一般机器格式：数符阶符阶码值.尾数值MsEJEn-1……E0M-1……M-m1位1位n位m位?Ms是尾数的符号位，设置在最高位上。?E为阶码，有n+1位，一般为整数，其中有一位符号位EJ，设置在E的最高位上，用来表示正阶或负阶。?M为尾数，有m位，为一个定点小数。Ms=0，表示正号，Ms=1，表示负。?为了保证数据精度，尾数通常用规格化形式表示：当R＝2，且尾数值不为0时，其绝对值大于或等于0.5。对非规格化浮点数，通过将尾数左移或右移，并修改阶码值使之满足规格化 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。浮点数的机内表示阶码通常为定点整数，补码或移码表示。其位数决定数值范围。阶符表示数的大小。尾数通常为定点小数，原码或补码表示。其位数决定数的精度。数符表示数的正负。．浮点数的规格化字长固定的情况下提高表示精度的 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ：?增加尾数位数（但数值范围减小）?采用浮点规格化形式尾数规格化：1/2≤M<1最高有效位绝对值为1浮点数规格化方法：调整阶码使尾数满足下列关系：?尾数为原码表示时，无论正负应满足1/2≤M<1即：小数点后的第一位数一定要为1。正数的尾数应为0.1x….x负数的尾数应为1.1x….x?尾数用补码表示时，小数最高位应与数符符号位相反。正数应满足1/2≤M<1，即0.1x….x负数应满足-1/2>M≥-1，即1.0x….x浮点数的溢出判断——根据规格化后的阶码判断?上溢——浮点数阶码大于机器最大阶码—中断?下溢——浮点数阶码小于机器最小阶码—零处理。（2）IEEE754标准根据IEEE754国际标准，常用的浮点数有两种格式：?单精度浮点数（32位），阶码8位，尾数24位（内含1位符号位）。?双精度浮点数（64位），阶码11位，尾数53位（内含1位符号位）。?由于IEEE754标准约定在小数点左部有一位隐含位，从而实际使得尾数。规格化表1…x1.1，最大为0…x1.0。例如，最小为1.M的有效值变为示，故小数点左边的位恒为1，可省去。?阶码部分采用移码表示，移码值127，1~254经移码为-126~+127。?格式：(-1)S×2E×(M0.M-1……M-(P-1))?最高是数符S，占1位，0表示正、1表示负。?指数项E，基数是2，是一个带有一定偏移量的无符号整数。?尾数部分M，是一个带有一位整数位的二进制小数真值形式（原码）。其规格化形式应调整阶码使其尾数整数位M0为1且与小数点一起隐含掉。微机中三种不同类型浮点数的格式双精度扩展精度参数单精度（位）浮点数长度806432符号位数11152+1（隐）尾数长度P(位)23+1（隐）64长度（位）阶码E11815最大阶码+16383+1023+127最小阶码-16382-1022-126阶码偏移量+16383+1023+127-308+38-38+308表示数范围~101010~10单精度浮点数最大表示范围：（-（1.1111...1）2×2+127~（1.1111...1）2×2+127）——±1038接近于0的最小值：单精度浮点数可以表示（（1.00...01）2×2-126）——10-38的数据而不损失精度。微机中浮点数的三种表示形式单精度022233031尾数有效位码符号位阶1.双精度063625251尾数有效位码符号位阶1.扩展精度079786463尾数有效位码符号位阶1.减运算2.3.2浮点数的加/两数首先均为规格化数，进行规格化浮点数的加减运算需经过5步完成：（1）对阶操作：小阶向大阶对齐，使阶码相等。（2）尾数运算：阶码对齐后直接对尾数运算。）结果规格化：对运算结果进行规格化处理（使补码尾数的最高位和尾数符（3号相反）。如溢出则需右规；如不是规格化时应左规。处理。入或恒置4）舍入操作：丢失位进行0舍11（，上溢则（机器）判断溢出：判断阶码是否溢出，下溢则将运算结果置00）（5中断。)对阶运算(小阶向大阶对齐0尾数为原码时，尾数右移，符号位不动，最高位补尾数为补码时，尾数右移，符号也移位，最高位补符号位。求阶差(1)已对齐=EE=0yx1,M看齐向xy0＞E＞EyyxE==E–ΔE+1EyxyE0E＜＜1,M看齐y向xyxx+1Ex(2)对阶原则4.算术逻辑单元ALU4.1串行加法器和并行加法器1）一位全加器全加器(FA)是最基本的加法单元，有加数Ai、加数Bi与低位的进位Ci-1三个输入，有Si与进位Ci共二个输出。和表达式：Si＝Ai⊕Bi⊕Ci-1：进位表达式Ci-1Bi⊕）Ci=AiBi+BiCi-1+AiCi-1=AiBi+（Ai全加器的硬件逻辑如下图所示。?2）串行加法器（行波进位）加法（又称行波进位）串行进位多位二进制数据的加法可用多个全加器来完成，器，逻辑电路比较简单，但是最高位的加法运算，一定要等到所有低位的加法完成之后才能进行，低位的进位要逐步的传递到高位，逐级产生进位，因此运算速度比较慢。）并行进位全加器（先行进位）3“超前解决办法采用只有改变进位逐位传送的路径，才能提高加法器工作速度。进位产生电路”来同时形成各位进位，这种加法器为超前进位加法器。：辑级Ci的逻表达式条据根各位进位的形成件，本其中:C1=A1B1+(A1+B1)C0=G1+P1C0称为进位产生 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 （绝对进位）Gi=Ai·Bi称为进位传递函数（条件进位）Pi=Ai+Bi1”时定会产生向高位的进位AiBi均为“的意义是：当Gi”时，若同时低位有进位输入，则1和Bi中有一个为“Pi的意义是：当Ai本位也将向高位传送进位。写成通用式为：（低位）C1=G1+P1C0C2=G2+P2C1=G2+P2(G1+P1C0)=G2+P2G1+P2P1C0C3=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0C4=G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C0但形成最高进位输出的延迟时间很短，并行进位加法器的运算速度很快，?是以增加硬件逻辑线路为代价。?对于长字长的加法器，往往将加法器分成若干组，在组内采用并行进位，组间则采用串行进位或并行进位，由此形成多种进位结构。?单级先行进位：单级先行进位方式将n位字长分为若干组，每组内采用并行进位方式，组与组之间则采用串行进位方式。?多级先行进位：多级先行进位在组内和组间都采用先行进位方式。(1)单级分组先行进位链n位全加器分若干小组，组内的进位同时产生，组与组之间采用串行进位n=16为例以CCCCCCCCCCCCCCCCC-19381710461421301211515组43组第第1组第2组第PPPPPPPPPPPPPPPP0521514613412111019387GGGGGGGGGGGGGGGG0231110498761515141312GiPi当形成后经CCty0~2.53产生CtyC4产生~75CCty8产生11~7.5CCty1215~产生10二级分组先行进位链(2)n位全加器分若干大组，大组中又包含若干小组。每个大组中小组的最高位进位同时产生。大组与大组之间采用串行进位。n=32为例以CCCCCCCC32311197271531第一大第12组二大组483567n=32二级分组先行进位链CCCCCCCC31911271523731第一大第二大PGPGPGPGPGPGPGPG8152736318464572CCCCCCCC30~282~022~2010~818~166~414~1226~2412345678……………………GGPGPGPGGGPPPPGPiiiiiiiiiiiiiiiiGiPi形成后经当tyCCCGGPP8、0、2.51~1~产生2、81、tyCCCC37115、产生、15、yCCCCCCCCCC27、4、16、14~12、3110~8、6~、7.5t产生18~CC19、23tyCCCCCC2022~、2426~、2830~产生10．4.2多功能算术/逻辑运算单元74181?ALU74181--进行多种算术运算和逻辑运算?基本逻辑结构是超前进位加法器A0～A3，B0～B3操作数输入M:状态控制端最低位进位输入Cn::S0~S3运算选择控制端F0:运算结果F3～SN74181正逻辑功能ALU16位快速。芯片构成的7418216位快速ALU用74181和位超前进位ALU芯片74181电路：4超前进位扩展器芯片74182电路：ALU位32可级连组成的74181和八个）74182（位全先行进位部件16用三个电路。用五个16位全先行进位部件（74182）和十六个74181可级连组成的64位ALU电路由于集成器件的集成度的提高，允许更多位的ALU集成在一个芯片内。例如AMD公司的AM29332为32位ALU,而在Intel公司的Pentium处理器中，32位ALU仅是芯片内的一部分电路。尽管器件不同，但基本电路原理还是相似的。