计算机组成原理完整版罗克露全原版幻灯片课件.ppt

主要内容：
计算机的基本概念
系统硬件组成（主要部件、系统结构）
计算机的性能指标第一节计算机的基本概念1.1.2信息的数字化表示例2用数字代码表示字符1.1.3存储程序工作方式第二节计算机系统的硬件组成移位器移位器移位器移位器（2）控制器
1）功能：产生控制命令(微命令)，控制全机操作。
2）组成：微命令产生方式（指令执行控制方式）：存储体存储体读/写线路和数据寄存器：完成读/写操作，暂存读/写数据。3.输入/输出设备
1）功能：转换信息。1.2.2硬件系统结构
1.以总线为基础的系统结构
总线：能为多个部件分时共享的一组信息传送线路。总线（1）以CPU为中心的双总线结构（2）单总线结构（3）以M为中心的双总线结构（4）多级总线结构2.采用通道或IOP的大型系统结构
（1）带通道的系统3.模型机系统结构第三节计算机系统的性能指标表示为：字数×字长（按字编址）或
字节数（按字节编址）
总线位数×总线时钟频率
8第二章计算机中的信息表示1.定点表示法E第二节指令信息的表示1.指令字长例.指令字长16位，可含有3、2、1或0
个地址，每个地址占4位。（3）复合型操作码
操作码分为几部分，每部分表示一种操作。
例.某机算逻指令（2）地址结构的简化●三地址结构指令
格式：双操作数：例.ADD；2.2.2寻址方式操作码θ有效地址D操作码θ寄存器号R操作码θ寄存器号R格式D的位数有限，若不能提供全字长地址码，会使访存空间受到限制。格式便于访问两维数组中某类
指定的元素。S=((RX)+(Rb)+D)格式2.对寻址方式的说明（2）指令中设置专门字段说明寻址方式2.2.3指令类型（2）指明传送单位2.输入/输出指令（2）主机对外设的寻址方式●单独编址●统一编址例.80X86I/O指令设置主机调用输入机：●通过I/O处理机进行I/O操作控制程序流程。（3）软中断指令第三章CPU子系统本章主要讨论：第一节运算器组织3.1.1带多路选择器的运算器3.1.2带输入锁存器的运算器3.1.3位片式运算器第二节运算方法1.基本关系式(X+Y)补=X补+Y补（1）
(X-Y)补=X补+(-Y)补（2）注意：某数的补码表示与某数变补的区别。2.算法流程3.逻辑实现3.2.1.2溢出判断正确（2）A=10B=7
10+7：01010正确（2）A=10B=7
10+7：01010（1）3+2：溢出=Sf1Sf23.2.1.3移位操作（1）单符号位：（1）单符号位：3.2.1.4舍入方法3.2.2定点乘法运算（1）手算0.1101
×0.1011（2）分步乘法步数条件操作AC2.算法流程3.运算规则3.2.2.2补码一位乘法
1.算法分析
X补=X0.X1X2……Xn（4）展开为部分积的累加和形式：
(XY)补=X补(0.Y1Y2……Yn)+(-X)补Y02.比较法算法
Yn(高位)Yn+1(低位)操作(A补为部分积累加和)步数条件操作AC(XY)补=0.100011113.2.3定点除法运算3.2.3.1原码恢复余数法
1.算法
比较两数大小可用减法试探。步数条件操作AC步数条件操作AC3.说明2.算法
ri+1=2ri+(1-2Qi)Y步数条件操作AC步数条件操作AC4.运算规则3.2.3.3补码不恢复余数法（加减交替法）
如何判断是否够减？（3）判断规则3.算法
(ri+1)补=2ri补+(1-2Qi补)Y补真商=假商+1.000…016.实例5）7.运算规则3.2.4.1浮点加减运算
步骤：
1.检测能否简化操作。3.尾数加减.AE-1AE3.2.4.2浮点乘法运算3.2.4.3浮点除法运算简要回答下列问题
（1）原码一位乘法与补码一位乘法的主要区别是
什么？
（2）原码加减交替除法和补码加减交替除法分别
根据什么情况商1、商0？
（3）在浮点加减运算中如何进行对阶操作？
（4）在什么情况下需要左移规格化？什么情况下
需要右移规格化？第三节组合逻辑控制器原理微命令
发生器微命令
发生器3.指令寄存器IR4.状态寄存器PSWC=1进位
V=1溢出
Z=1结果为0
N=1结果为负程序优先级高于外部优先级，不响应
程序优先级低于外部优先级，可响应5.时序线路1.取指令2.取数1.组合逻辑控制器的时序划分●时序关系：2.时序控制方式及其变化（2）异步控制主设备获得总线控制权时间安排紧凑、合理；
控制复杂。总线周期长度可变，时钟周期长度不变。③同步方式引入异步应答1.组合逻辑控制方式●产生微命令的速度较快。第五节主机和外部设备的信息交换2.总线式3.5.2信息传送控制方式（2）查询流程2.中断方式开中断CLI；（5）硬件设置3.直接存储器存取(DMA)方式（2）硬件设置启动外设主程序实现初始化。第六节模型机设计双操作数指令格式：CPU可编程访问的寄存器：寻址方式编码助