计班计算机组成原理复习重点白中英版

计算机组成原理课程总结&复习考试要点

一、考试以讲授过的教材中的内容为主，归纳要点如下：

第1章 -第2章计算机概念运算方法和运算器

（一）学习目标

1.了解计算机的分类和应用。

2.掌握计算机的软、硬件构成。

3.掌握计算机的层次结构。

3．掌握数的原码、反码、补码的表示方法。

4．掌握计算机中数据的定点表示和浮点表示方法，并熟练掌握各种表示方法下所能表示的数据的范围。

5．理解定点加法原理及其判断溢出的方法。

6．了解计算机定点乘法、除法的实现方法。

7．了解浮点加法，乘法，除法的实现方法。

8．理解ALU运算器的工作原理及其扩展方法。

（二）第1章学习内容

第一节计算机的分类和应用

要点：计算机的分类，计算机的应用。

第二节计算机的硬件和软件

要点：了解计算机的硬件构成及各部分的功能；了解计算机的软件分类和发展演变。

第三节计算机系统的层次结构

要点：了解计算机系统的层次结构。

（三）第2章学习内容

第一节数据和文字的表示方法

要点：△定点数的表示方法，及其在原码、反码和补码表示下的数值的范围；△○浮点数的表示方法及其不同表示格式下数据的表示范围；常见汉字和字符的几种表示方法；

第二节定点加法、减法运算

要点：△补码加、减法及其溢出的检测方法；二进制加法器和十进制加法器的逻辑构成。

第三节定点乘法运算

要点：原码并行乘法原理；不带符号的阵列乘法器；补码并行乘法原理；○直接补码阵列乘法器。

第四节定点除法运算

要点：理解原码除法原理以及并行除法器的构成原理。

第五节多功能算术/逻辑运算单元

要点：△74181并行进位运算器；74182进位链；△○多位ALU的扩展。

第六节浮点运算运算和浮点运算器

要点：了解浮点加/减；浮点乘/除原理。

浮点存储：

。

解：将16进制数展开后，可得二制数格式为

0 100 00010011 0110 0000 0000 0000 0000

S 阶码(8位) 尾数(23位)

包括隐藏位1的尾数

1.M=1.011 0110 0000 0000 0000 0000=1.011011

于是有

x=(-1)S×1.M×2e=+(1.011011)×23=+1011.011=(11.375)10

转换成754标准的32位浮点数的二进制存储格式。

2. 将数(20.59375)

10

解:首先分别将整数和分数部分转换成二进制数：

20.59375=10100.10011

然后移动小数点，使其在第1，2位之间

4

e=4于是得到：

最后得到32位浮点数的二进制存储格式为：

41A4C000)

16

3.假设由S,E,M三个域组成的一个32位二进制字所表示的非零规格化浮点数ｘ,真值表示为（非IEEE754标准）：ｘ＝(－1)s×(1.M)×2E－128问：它所表示的规格化的最大正数、最小正数、最大负数、最小负数是多少？

(1)最大正数

0 1111 1111 111 1111 1111 1111 1111 1111

ｘ＝[1＋(1－2-23)]×2127

(2)最小正数

000 000 000000 000 000 000 000 000 000 00

ｘ＝1.0×2－128

(3)最小负数

111 111 111111 111 111 111 111 111 111 11

ｘ＝－[1＋(1－2－23)]×2127

(4)最大负数

100 000 000000 000 000 000 000 000 000 00

ｘ＝－1.0×2－128

4.用源码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算xXy。

（1）x=11000 y=11111 (2) x=-01011 y=11001

（1）原码阵列

x = 0.11011, y = -0.11111

符号位: x

0⊕y

= 0⊕1 = 1

[x]

原 = 11011, [y]

原

= 11111

[x*y]

原

= 1， 11 0100 0101

带求补器的补码阵列

[x]补 = 0 11011, [y]补 = 1 00001

乘积符号位单独运算0⊕1＝1

尾数部分算前求补输出│X│＝11011，│y│＝11111 (2) 原码阵列

x = -0.11111, y = -0.11011

符号位: x

0⊕y

= 1⊕1 = 0

= 1 00101

│＝11111，│y│＝11011

-100*0.010110

规格化处理: 0.101100 阶码 11010

x+y= 0.101100*2-6

规格化处理: 1.011111 阶码 11100

x-y=-0.100001*2-4

6. 设过程段 S

i 所需的时间为τ

i

,缓冲寄存器的延时为τ

l

,线性流水线的时钟周期定义为

τ＝max{τ

i }＋τ

l

＝τ

m

＋τ

l

流水线处理的频率为 f＝1/τ。

一个具有k 级过程段的流水线处理 n 个任务需要的时钟周期数为T

k

＝k＋(n－1)，