计算机本-计算机组成原理 .doc

计算机组成原理是计算机科学的基础，它涉及计算机内部的硬件结构和数据处理机制。在这个文档中，我们可以看到一些关于计算机组成原理的重要概念和技术。 1. **机器数的形式**： - 原码、补码、移码和反码是表示数字的不同方式。原码直接表示数值，包括正号和数值部分；补码是用于表示负数，特别是二进制下，补码使得加法和减法操作可以直接使用相同的电路；移码常用于浮点数表示，其中零的表示通常为全0；反码是正数不变，负数除符号位外其他位按位取反，用于转换和溢出检测。 2. **定点数的表示**： - 定点数分为定点整数和定点小数，这里的题目讨论的是定点小数。在16位字长中，如果1位是符号位，15位是数值位，那么最大正小数是2^15-1，最小负小数是-（1-2^-15），因为补码表示法中最小负数的绝对值比最大正数小1。 3. **加法器的并行进位**： - 并行进位是为了提高计算速度，使得每一位同时进行进位操作，而不是逐位依次进行，这样可以显著加快计算速度，尤其是在大位宽的加法中。 4. **运算器组件**： - 运算器是CPU的核心部分，包含ALU（算术逻辑单元）、状态寄存器、数据总线和地址寄存器等。ALU执行基本的算术和逻辑运算，状态寄存器存储执行过程中的状态信息，数据总线传输数据，而地址寄存器则存储数据或指令的内存地址。 5. **字符编码**： - ASCII编码是7位的二进制编码，用于表示128个西文字符，不包含汉字。 6. **浮点数表示**： - 阶码决定了数值的大小范围，而尾数决定了精度。增加阶码位数可以扩大表示的数值范围，增加尾数位数可以提高精度。 7. **校验码**： - 奇偶校验码通过计算码字中1的个数来检测单个错误，而海明校验码则通过分配数据到多个校验位中，可以检测并纠正单个错误。 8. **MIPS运算器**： - MIPS计算机的运算器包括ALU、寄存器、多路选择器和输入/输出逻辑，它负责执行算术和逻辑运算，暂存数据和结果，以及与其他部件交互。 9. **浮点运算器**： - 浮点运算器由指数处理器、尾数处理器、移位寄存器和寄存器堆组成，处理指数和尾数的运算，支持浮点数的加减乘除。 10. **浮点数表示和计算**： - 浮点数由阶码和尾数组成，题目中给出了浮点数的表示方法，例如X和Y的浮点形式，并展示了不同位宽下的最大和最小值表示。 11. **数的转换**： - 十六进制、二进制和八进制之间的转换是常见的计算任务。题目中给出了十六进制到二进制、八进制和十进制的转换示例。 12. **原码、反码和补码**： - 原码直接表示数值，反码用于负数表示，补码则用于加减运算。题目给出了几位原码及其对应的反码和补码。 这个文档涵盖了计算机组成原理中的基本概念，如机器数表示、运算器构造、字符编码、浮点数处理、数的转换以及二进制编码系统。这些知识点是理解计算机工作原理的关键，对于学习和实践计算机科学至关重要。