计算机组成原理第二章

计算机组成原理第二章Tag内容描述：<p>1、1、定点数加减法运算及电路实现 补码的加减法运算，全加器，溢出，快速加法运 算（进位链），ALU 2、定点数乘除运算和电路实现 原码、补码，布斯算法，原码恢复余数、不恢复 余数 3、快速乘除法运算技术和电路实现 布斯乘法，阵列乘法器，阵列除法器 4、浮点数四则运算以及实现 加减乘除 本章第二讲安排本章第二讲安排 加法规则： 先判符号位，若相同，绝对值相加，结果符号不变；若不同 ，则作减法，|大| - |小|，结果符号与|大|相同。 减法规则： 两个原码表示的数相减，首先将减数符号取反，然后将被减 数与符号取反后的减数按原码加法。</p><p>2、第2章 运算方法和运算器 *2 目录 2.0 数据的类型 2.1 数据与文字的表示方法 （掌握） 2.2 定点加法、减法运算 （掌握） 2.3 定点乘法运算 （理解） 2.4 定点除法运算 （理解） 2.5 定点运算器的组成 （了解） 2.6 浮点运算方法和浮点运算器（掌握） *3 学习要求 l掌握定点和浮点数的表示方法，表示范围； l掌握定点数的补码加减法、常用的乘除法运算方法； l掌握浮点数的加减运算方法； l掌握数据校验的方法； l理解溢出判断方法； l清楚运算器部件的组成结构及设计方法。 *4 2.0 数据的类型（1/2） l按数制分： 十进制：在微机中直接运算。</p><p>3、第二章 计算机的数据表示 计算机组成原理电子教案 陆 遥 2.1 字符数据的表示 2.2 逻辑数据的表示 2.3 校验码 2.3.1 码距与校验位的概念 2.3.2 奇偶校验码 2.3.3 海明校验码 2.3.4 循环冗余校验码 2.4 数值数据的表示 2.4.1 数的二进制真值表示 2.4.2 用BCD码表示十进制数 2.4.3 定点数的表示 2.4.4 浮点数的表示 2.1 字符数据的表示 n字符在计算机中的二进制编码称为字符代码。目 前，计算机中普遍使用的字符代码是长度为7位的 ASCII码（美国信息交换标准代码）。 nASCII码在存储器中存放时，需要占用存储器的 一个字节（8位），其中的最。</p><p>4、计算机系统的基本结构与组成 冯诺依曼结构及其改进 计算机工作原理（模型机）,计算机系统的多层结构,应用软件,编译器 汇编器 数据库管理系统 操作系统 设备驱动程序 Web浏览器 中断服务程序,异常事件处理机构 指令系统 CPU 高速缓存 RAM I/O子系统 通信子系统,I/O设备 通信设备,用户接口,系统调用接口,I/O和通信接口,外部设备,硬件系统,系统软件,2.1 计算机系统结构与组织模型,2.2 计算机体系的工作原理,由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成； 数据和程序以二进制代码形式无区别存放； 控制器根据存放在存储器中的。</p><p>5、运算方法和运算器,Intel,第二章,2.3 定点乘法运算 2.3.1 原码并行乘法,1. 补码与真值的转换公式： 补码乘法因符号位参与运算，可以完成补码数的“直 接”乘法，而不要求补级。因而大大加速了乘法过程。 对于计算补码数的数值来说，较好的表示方法是使 补码的位置有一个 带负权的符号和带正数的系数。 一个定点补码整数： X补= an -1an-2 a1a0 其 an-1 中是符号位。,N=,+ an-12i,n-2,i=0,1 + （1 ai ） 2i,n-2,i=0,如果把负数因数 2 n -1强加到符号位an -1上，可把上式合并表达为： N= an-1 2 n -1+ ai 2i 习惯上把补码数 N补= an -1an-2 a。</p><p>6、第二章 80x86/88微处理器,CPU组成,中央处理单元（器） 一般讲是运算器和控制器两部分 运算器：数字处理部件。包括累加器，状态字，寄存器。 控制器：除运算器外的其它的部件组成。根据指令，控制运算器，和各组成部分的工作。包括指令寄存器，指令计数器（指令地址寄存器），译码电路，微操作电路，节拍发生器（时序电路等）。 8088/8086：EU，BIU（执行单元，总线接口单元）。,CPU组成,控制器的组成部件,程序计数器（程序地址寄存器）：保留下一条执行的指令的地址。 指令寄存器：保留当前执行的指令。 指令译码器：根据不同的指令产生不。</p><p>7、定点加法、减法运算,2.2 定点加法、减法运算,2.2.1补码加减法 2.2.2溢出检测 2.2.3基本的加法和减法器 2.2.4十进制加法器,2.2.1补码加减法,补码加法 公式：x+y补=x补+y补 证明过程略 验证过程可以有,2.2.1 补码加法,例11 x=+1001 , y=+0101 , 求 x+y=？ 解：x补 = 01001 , y补 = 00101 x补 0 1 0 0 1 y补 0 0 1 0 1 x+y补 0 1 1 1 0 x+y = +1110,2.2.1 补码加法,例12 x=+1001 , y=-0101 , 求 x+y=？ 解：x补 = 01001 , y补 = 11011 x补 0 1 0 0 1 y补 1 1 0 1 1 x+y补 1 0 0 1 0 0 x+y = +0100,2.2.1补码加减法,例 x=-0.1011,y=0.0111，求。</p><p>8、2019/4/28,1,第2章 计算机硬件基础,2.1 数字逻辑电路基础 2.2 组合逻辑电路及部件 2.3 时序逻辑电路及部件 作业,2019/4/28,2,2.1 数字逻辑电路基础,一、逻辑运算与逻辑门 二、逻辑代数的基本公式 三、逻辑函数的化简,2019/4/28,3,一、逻辑运算与逻辑门,1、基本概念 2、3种基本逻辑门 3、其他逻辑运算,2019/4/28,4,1、基本概念,逻辑常量：逻辑常量只有两个，即0和1，用来表示两个对立的逻辑状态。 逻辑变量：逻辑变量一般用字母、数字及其组合来表示，其取值只有两个，即0和1。 在“正逻辑”的数字电路设计中，用低电平信号（如0.5V）表示。</p><p>9、2.5 定点运算器的组成,2.5.1 逻辑运算 2.5.2 多功能算术逻辑运算单元 2.5.3 内部总线 2.5.4 定点运算器的基本结构,2.5.1 逻辑运算,计算机中除了进行加、减、乘、除等基本算术运算外，还可对两个或一个逻辑数进行逻辑运算。 所谓逻辑数是指不带符号的二进制数。利用逻辑运算可以进行两个数的比较，或者从某个数中选取某几位等操作。 计算机中的逻辑运算，主要是指逻辑非、逻辑加、逻辑乘、逻辑异四种基本运算。,2.5.1 逻辑运算（续1）,逻辑非也称求反。对某数进行逻辑非运算，就是按位求反，常用变量上方加一横来表示。 设一个数表示成： x。</p><p>10、2.1.1数据格式,2.1.1数据格式,1、定点表示法 规则： 所有数据的小数点位置固定不变 小数点固定在什么位置？ 纯整数 纯小数 数值带不带符号？ 带符号数 不带符号数,2.1.1数据格式,2、定点纯整数 x0 x1 x2 x3 xn-1 xn 表示数的范围是 0|2n1 提问：最小数、最大数、最接近0的正数、最接近0的负数呢？（在数轴上表示）,符号,量值,小数点固定于最后一位之后，不需专门存放位置,定点纯整数 主要负责表数范围 定点纯小数 主要负责表数精度,3、定点纯小数 x0 x1 x2 x3 xn-1 xn 表示数的范围是 0|12n 提问：最小数、最大数、最接近0的正数、最接近0。</p><p>11、第2章 数字化信息编码与数据表示,（时间：3次课，6学时）,第2章 数字化信息编码与数据表示,本章介绍数字化信息编码的基本概念、常用的信息编码及计算机中数字数据的表示和转换。,第2章 数字化信息编码与数据表示,2.1 数字化信息编码的概念 2.2 常用的信息编码 2.3 计算机中数值数据的表示 2.4 数据校验码,2.1 数字化信息编码的概念,1.编码 所谓编码，就是用少量简单的基本符号，选用一定的组合规则，以表示出大量复杂的信息。 2.编码的两大要素 基本符号的种类和这些符号的组合规则是一切编码的两大要素。 3.多重编码 当基本符号数量很多。</p><p>12、计算机组成原理讲义 第2章 数据表示、运算和运算器部件,诀窍 详细内容请参阅王诚主编 “计算机组成原理”,本章主要教学内容,围绕定点运算器的功能、组成、设计和实现来介绍。掌握各种数据在计算机内的表示、存储方式、完成运算所用的算法和实现这些算法所用的逻辑电路。 本章从数值化信息编码讲起，引出二进制编码，数制转换，插入部分检错纠错码知识。 介绍各种数据表示、数值数据算术运算的有关算法。 讲解在计算机中实现算术运算与逻辑运算所用的功能部件运算器部件。,第2章 数据表示、运算和运算器部件,2.1 数字化信息编码的概念和二。</p><p>13、1,第二章 数据的机器表示,主要内容： 真值、机器数的概念 原码、补码、反码、真值，及其相互转换。 定点数与浮点数的表示范围。 字符编码与汉字编码。,2,A、数据的分类,数据表示的分类： 数值数据表示 无符号数 带符号数 原码、补码、反码、移码 定点、浮点 非数值数据表示 字符数据和字符串 汉字数据 十进制数和数串（自学）,3,B、数值型数据的表示方法,一个预备知识 二进制数B、八进制数Q 十进制数D（可省略）、十六进制数H 两个术语定义 真值：在现实生活中，用正号、负号加绝对值表示数值的数称为真值，如123、-128等。 机器数：在计。</p><p>14、2.3.2 补码一位乘法,1.补码一位乘法(Booth算法）的运算规则:,位积=（ - ）,或最后一步照常移位，以部分积和乘数总的符号位,数确定乘积的符号位数（或部分积和乘数总的小数位数确定乘积的小数位数）。,补码一位乘法算法流程图:,为部分积,00或11,i表示循环次数（相加移位的次数）,例2.10,已知：,右移时左边补0，因为是正数(根据符号扩展原理),右移时左边补1，因为是负数(根据符号扩展原理),111.01110001 0 最后一步移位,例2.11,已知：,右移时左边补0，因为是正数(根据符号扩展原理),右移时左边补1，因为是负数(根据符号扩展原理),111.011000。</p><p>15、2.1.1数据格式,篇挺锄孺扇应沙菱油疼挽研紫暗溺勾延沫农顺扛鸯稿渔臆伪画界憾持掌铬计算机组成原理第二章第2讲.数据格式计算机组成原理第二章第2讲.数据格式,2.1.1数据格式,1、定点表示法规则：所有数据的小数点位置固定不变小数点固定在什么位置？纯整数纯小数数值带不带符号？带符号数不带符号数,垒拭海障铜拱井拿祝撒绎抠鲜呸绊县鉴根甭娟扰袄输烁上勋兴俗功穷没馒计算机组成原理第二章第2讲.数据格式计。</p>