Xliceo计算机组成与结构教学大纲

秋风清，秋月明,落叶聚还散,寒鸦栖复惊。

第1章 计算机系统概论

计算机系统由硬件和软件两大部分(子系统)组成。

硬件子系统由五大部分组成(P3)。

1. 运算器 ALU

控制器 CU (1，2 合称 CPU)

存储器 MEM ，可分为 主存储器 MM，(或称 内存)

辅存储器 AM，(或称 外存)

4．输入设备 ID

5．输出设备 OD ， (4，5 合称 I/O 设备)

硬件子系统组成如P4图1.1所示：

各组成部件的主要功能(P3 – P4)

第3章 运算方法与运算部件(p59)

一．计算机中数值数据的表示，转换和运算

计算机中常用的进位制

(1)二进制 基数为2 基本符号 2个 0，1

(2)八进制 基数为8 基本符号 8个 0，1，2，3。。。7

(3)十六进制 基数为16 基本符号16个 0，1。。。9，A，B。。F

数据的转换

二进制数转换成十进制数-------“按权展开法”

二进制数与八进制，十六进制数之间的转换。

十进制数转换成二进制数：整数----除2取余法(P61)

小数----乘2取整法(P61)

二． 二进制数在计算机内的表示(P64)

1.机器数与真值(P62，p64)

(1)定点数 定点整数---带符号数----原码表示法

反码表示法

补码表示法

---不带符号数

定点小数--------------原码表示法

反码表示法

补码表示法

(2)浮点数 2E ×M (P70)

E--一般用定点整数 M— 一般用定点小数

经常用补码表示法 经常用原码表示法

或移码表示法 或补码表示法

合理选择阶码和尾数的位数是十分重要的，他决定着浮点数的表示范围和表示精度。由于阶码和尾数均用定点整数和定点小数来表示，所以掌握了定点数的表示法之后，浮点数表示就不难理解了。但要注意浮点数表示有它自己特殊的地方，这就是规格化，机器零等问题。

规格化—尾数由于是定点小数，使其绝对值大于等于二分之一，即为规格化。

对于补码而言，形式为 00.1xxxxx 或 11.0xxxx 为规格化数。

机器零—阶码小于它所能表示的最小数或尾数小于它所能表示的最小数，则用机器零来表示，称之为下溢。

2．几个重要概念

(1)数值的表示范围，最大值，最小值，与二进制位数之间的关系。

(2)溢出及溢出的判断

三．码制—原码，反码，补码

原码

特点：▲ 有定点小数和定点整数之分

▲ 0有两种表示方法，正零 0.0000 和 负零 1.0000

▲ 真值和原码转换容易。

▲ 乘除法容易

补码

特点：▲ 有定点小数和定点整数之分

▲ 0的表示方法唯一： 0.0000 (P65)

▲ 表示负数的补码是对真值的数值部分求反加1。

▲ 加减法容易。(P65)

▲ 定点小数能表示 –1

▲ 算术右移时高位移入符号位。

▲ 判断溢出的条件(p69)

(变形补码，模4补码，双符号位补码是同一个概念。)

(注意：只在算术运算过程中使用)

反码

特点：▲很少采用(P68)

算术四则运算的算法

1．定点原码一位乘法 (P72)

2．定点补码一位乘法(布斯乘法) (P74)

3．定点原码一位除法(加减交替法)(P82)

五．实验 74LS181

第4章 主存储器

一。主存储器的地位(P105)

1.存储器分类

2.主存技术指标和基本操作(P106)

二．随机存储器RAM

1．静态MOS存储单元

2．动态MOS单管工作原理

三．只读存储器(P115)

四．静态MOS存储器的扩展(P119)

动态存储器的刷新原理(P121)

六．实验：静态存储器(2114)的扩展

第5章 指令系统

一．指令格式 ( P128-P129)

1 。操作数地址的个数分类，可分为

(1)零地址指令(包括需要操作数的情况，如加法—操作数在堆栈中。)

(2)一地址指令

(3)二地址指令(重点举例)

(4)三地址指令及多地址指令

2．* 操作码扩展技术 P130

二．寻址方式 (P133)

直接寻址

寄存器寻址

基址寻址

变址寻址

间接寻址