四川大学计算机组成原理知识点

第一章

1.诺依曼体制的主要思想：

①采用二进制代码表示信息

②采用存储程序工作方式（核心概念）

③计算机硬件系统由五大部件（存储器、运算器、控制器、输入\出设备）组成

2.cache:高速缓存，为解决CPU与主存之间的速度匹配而设置的存储器。位于CPU和主存之间，速度可以与CPU一样快，存放的是最近就要使用的程序和数据，容量较小。

3.…

4.

5.总线：一组连接多个部件的公共信号线，可以分时地接收与发送各部件的信息。

6.通道：也称为通道控制器，能够执行专用的通道命令，是管理I/O操作的控制部件。

7.

8.

9.虚拟机：一般是指通过配置软件，扩充机器功能后形成的一台计算机，而实际硬件在物理功能上并不具备这种语言功能。

10.软硬件逻辑等价：在计算机中，有许多功能可直接由硬件实现，也可在硬件支持下依靠软件实现，对用户而言，在功能上是等价的。这种情况称为软硬件在功能上的逻辑等价。例如，乘法运算可由硬件乘法器实现，也可以在加法器与移位器的支持下，通过执行乘法子程序实现。

11.固件：微程序类似于软件，但被固化在只读存储器中，属于硬件CPU的范畴，称为固件。{

12.字长：基本字长一般是指参加一次定点运算的操作数的位数。基本字长影响计算机精度、硬件成本，甚至指令系统的功能。

13.

14.数据通路宽度：指数据总线一次能并行传送的数据位数，它影响计算机的有效处理速度。

15.数据传输率：是指数据总线每秒钟传送的数据量，也称为数据总线的带宽。

数据传输率=总线数据通路宽度×总线时钟频率/8（B/s）

。

第二章

1.计算机中的信息分为两大类，一类是计算机处理的对象，称为数据；另一类是控制计算机工作的信息，称为控制信息。相应地，在计算机工作时将存在数据流、控制流两类信息流。

2.在原码表示中，真值0可以有两种不同的表示形式，分别称为+0和-0.

对于整数原码，表示的数的范围是n n X 22<<- 3.在补码表示中，数0只有一种表示方法00……0 。

对于定点整数补码，表示的数的范围是n

n X 22<≤-

4.所谓浮点数的规格化，就是通过移动尾数，使尾数M 绝对值的最高位数字为1。即M 满足1/2≤|M|<1时，这个浮点数就是规格化的数。

1）对于原码，规格化后，尾数的最高数字位必须为1 。 正数：0.1××……×

负数：1.1××……×

2）对于补码，规格化后，尾数的符号位与最高数字位必须相反。 #

正数： 0.1××……×

负数： 1.0××……× (-1/2除外:1.100……0）

5.移码：是一种专门用于浮点数阶码表示的码制，采用这种表示方法可以更加方便地比较两数阶码的大小。

6.指令的基本信息：操作码与地址码

7. 显地址：如果在指令代码中明显地给出地址，例如在指令中写明主存储器单元地址码或是寄存器号，则这种地址称为显地址。

：

隐地址：如果地址以隐含的方式约定，而指令中并不给出该地址码，则这种隐含约定的地址就称为隐地址。简化地址结构的基本途径就是使用隐地址。通常以寄存器或堆栈作为隐含地址。

8.浮点数的表示范围

eg.字长8位，3位表示阶码，5位表示尾数，只考虑绝对值。 则浮点机的表示范围是 32- *0.0001 ~ 3

2 *0.1111 即1/128 ~ 7.5 同样字长，定点机的表示范围是

0.0000001 ~ 0.1111111 即1/128 ~ 127/128

—

结论：相同字长，浮点数的表示范围远大于定点数。

8.固定长度操作码：操作码位数一定且位置固定。

可变长操作码：当指令的地址部分位数较多时，让操作码的位数少些；当指令的地址部分位数减少时，可让操作码的位数增多，以增加指令的种类，这称为扩展操作码。

10.由于寄存器数远少于主存储器的单元数，所以指令中存放寄存器号的字段位数也就大大少于存放地址码所需位数，采用寄存器寻址方式或其他以寄存器为基础的寻址方式，可以大大减少指令中一个地址的位数，从而有效地缩短指令长度。

采用隐地址可以减少指令中地址的数目，与减少地址的位数的不同的概念。

）

练习：

1、试比较下列各数对中的两个数的大小：

（1）（2001）10和（2001）8

（2）（0.115）10和（0.115）16

（3）（0.625）10和（0.505）8

答（1）（2001）10 >（2001）8

"

（2）（0.115）10 >（0.115）16

（3）（0.625）10 <（0.505）8

2、已知一个正数+9和一个负数-9，分别求出它们的原码，补码和反码（8位）。

答：X=（9）10=（1001）2 Y=（-9）10=（-1001）2

[X]原=00001001 [Y]原=10001001

[X]反=00001001 [Y]反=11110110

&

[X]补=00001001 [Y]补=11110111

3、将X= -0.0100110表示成定点数（8位）及浮点规格化数（阶码4位，尾数8位，各含1位符号位），对于定点数请用原码、补码、反码的形式表示；对于浮点数请用原码、补码、反码的形式表示。

答：定点数：浮点数：

[X]原=1.0100110；原码：1001;1.1001100

[X]反=1.1011001；补码：1111;1.0110100

[X]补=1.1011010；反码：1110;1.0110011

%

4.设指令系统指令字长是12位，每个地址长3位，该指令系统有一地址、二地址和三地址三种格式。假设该指令系统有6条三地址指令，12条二地址指令，请问一地址指令有多少条？答：指令字长是12位，每个地址长3位。

6条三地址指令，12条二地址指令。

5.某计算机指令字长16位，每个地址是6位，指令有零地址、一地址和二地址三种格式，设有二地址指令N条，零地址指令M条，试问一地址指令最多有多少条？

答：指令字长16位，每个地址是6位；二地址指令N条，零地址指令M条设一地址指令有X条

，

（（42-N）*62-X）*62=M

2

得：X=（42-N）*62-M*6

选择题：

1. 判断下列描述是否正确

（1）扩展操作码是操作码字段中用来进行指令分类的代码。(×,通过扩展标志来进行分类)（2）通用寄存器间接寻址方式中，操作数处在内存单元中。