自考02384计算机原理考点

1、第 1 章计算机系统概论电子计算机就是一种能够自动、高速、精确地对各种信息进行处理与存储得电子设备类 :电子模拟计算机与电子数字计算机。,从总体上可以分为两大1计算机发展简史填空 计算机最初就是作为一种计算工具而问世得。早在计算机问世之前，就有各种各样得计算工具。纵观计算工具得发展历史,人类得计算工具已经经过了算筹、算盘、计算尺、 手摇计算机、 电动计算机、 真空管计算机、晶体管计算机、大规模集成电路计算机,正在向生物计算、光计算、量子计算等方向探索。单选、填空 ENIAC就是个划时代得创举,就是世界上第一台电子数字计算机,成为现代数字计算机得始祖。1.计算机系统单选、填空 一个完整得计算机系

2、统包括硬件与软件两大部分。硬件就是指计算机得所有器件或装置得总称，它们就是“瞧得见、摸得着”得有形设备。软件就是相对硬件而言得 ,就是指在计算机硬件上运行得各种程序以及有关文档资料，例如操作系统、汇编程序、编译程序、诊断程序、数据库管理系统、专用软件包、各种维护使用手册、程序流程图与说明等，就是无形得东西.。硬件就是计算机系统得物质基础，没有硬件对软件得支持，软件得功能就无从谈起,也就无法计算、处理某一方面得问题。同样，软件就是计算机系统得灵魂，就是硬件功能得完善与扩充.没有软件，计算机“仍就是个“死东西 ,根本无法工作 .因此 ,计算机得硬件与软件就是相互渗透、相互依存、互相配合、相互促进得

3、关系 ,二者缺一不可。所以计算机系统性能得好坏取决于软、硬件功能得总与。简答冯诺依曼思想体制主要包括：（ 1）采用二进制数字代码形式表示各种信息。(2）采用存储程序控制工作方式。(3)计算机硬件由五大部件组成.计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备与输出设备组成,其组成框图如图 1-所示 .图中 ,空心箭头代表数据信号流向，实心箭头代表控制信号流向。填空运算器就是对信息进行运算与处理得部件。在计算机中得运算有两类：算术运算与逻辑运算。运算器主要由算术逻辑运算部件 (A )与用来暂存数据或存放运算结果得一系列寄存器组成。单选、填空通常，人们把运算器与控制器统称为中央处理机(CPU） ,而把

4、 PU 与内部存储器一起称为主机主机内得存储器称为内部存储器或简称内存,位于主机之外得存储器称为外部存储器或简称外存。外存与输入、 输出设备一起又统称为外部设备或简称外设。单选、填空总线通常包括数据总线、地址总线与控制总线简答计算机系统得层次结构如下:.(1)数字逻辑层。最底层就是由逻辑门组成得逻辑电路，称为数字逻辑层。(2)微程序设计层。这就是一个实在得硬件层,它就是机器硬件直接执行微指令。如果某一个应用程序直接用微指令来编写 ,那么可在这一级上运行该应用程序。对于非微程序控制得计算机 ,此层合并人数字逻辑层 . （ 3）机器语言层。又称为一般机器层 ,它就是微程序解释机器指令系统。()操作

5、系统层。它由操作系统程序实现,而操作系统由机器指令与广义指令组成。所谓广义指令，就是操作系统定义与解释得软件指令。（ 5)汇编语言层。 它给程序员提供一种符号形式得语言，以减少程序员利用机器语言编写程序得复杂性.这一层由汇编程序支持或执行.（ 6）高级语言层。这一层由各种高级语言编译程序支持。高级语言层上运行得程序就是用比汇编语言更高级、更接近人类自然语言得高级语言所编写得.高级语言程序员在这一级上不需要了解计算机硬件、编译及操作系统等内容。 3计算机系统得技术指标填空、简答计算机系统得技术指标如下.（ 1）字长就是指计算机得运算部件能同时处理得二进制数据得位数。字长通常就是字节得整倍数:它与

6、计算机得功能与用途有很大得关系。字长不但决定着寄存器、加法器、数据总线等部件得位数,直接影响着硬件得代价，而且还决定了计算机得运算精度。字长越长：计算机得运算精度就越高。（）内存容量。 一个内存所能存储得全部信息量称为内存容量。它可以以字长为单位来计算,也可以以字节为单位来计算。在以字节为单位时，约定以8 位二进制位为一个字节（B te,缩写为 B).第章(）运算速度。它就是用每秒能执行得指令条数来表示得数字逻辑基础,单位一般用MI （每秒百万条指令)表示 .2逻辑代数与逻辑门简答逻辑代数与普通代数得区别如下：逻辑代数与普通代数一样用字母代表变量,称为逻辑变量。与普通代数不同得就是，逻辑变量得

7、取值只有两种:”1”与0”,这里得 ”1与 ”0”，不再像普通代数那样具有数值大小得含义，而就是表示所研究问题得两个相互对立得逻辑状态。在逻辑关系中， 最基本得逻辑关系只有“与 、“或与“非三种 ,因此逻辑代数中变量得运算也只有“与”、“或 与“非 三种基本逻辑运算，而其她任何复杂得逻辑运算都可以用这三种基本逻辑运算来实现. .逻辑“与”关系若假设在表2中，用“1表示开关闭合或灯亮,用“表示开关断开或灯灭，便可以得到反映开关状态与灯亮灭之间因果关系得数学表达形式逻辑真值表,简称真值表，如表22 所示 .由表 2 2 可知 ,逻辑变量Y 与逻辑变量、之间得关系就是否则， Y 为“ 0。这一关系用

8、逻辑表达式表示为:只有当A 与B 都就是“1”就是，Y 才为“1” ;Y=A B 或Y B式中，“”表示逻辑变量、B 得“与 运算，又称为逻辑乘。逻辑与运算得规律就是:0 0=00 1=01 0 =01。 1=12。逻辑“或 关系其逻辑表达式表示为：Y=A+B式中 ,“”表示逻辑变量、B 得“或 运算 ,又称为逻辑加。逻辑或运算得规律就是： =0 + =11+1+1=13。逻辑“非关系当决定一件事情得条件不具备时,这件事情才会发生，这样得逻辑关系称为逻辑“非关系。非就就是相反，就就是否定。当开关 A 闭合时，灯Y 灭 ;而当开关A 断开时，灯Y 会亮。所以对灯Y 亮这一事件来说，开关闭合就是一

9、种“非得逻辑关系。其逻辑表达式表示为：式中 ,字母 A 上方得符号“一 表示逻辑变量A 得“非”或“反 运算。逻辑非运算得规律就是：4.常用复合逻辑运算除了与、 或、非这三种基本逻辑运算之外,经常用到得还有基于这三种基本运算构成得一些复合运算，它们就是与非 (先“与后“非）、或非（先“或 后“非 ) 、异或等运算.与非、或非与异或运算得逻辑表达式分别就是:5。逻辑代数得运算法则计算 根据逻辑与、或、非得三种运算法则，可推导出逻辑运算得一些基本定律与法则，其中最常用得有以下几种 :(1) 关于变量与常量得关系(2) 重复律(3) 吸收率(4) 分配律(5) 交换律(6) 结合律(7) 反演律2、

10、组合逻辑电路。单选、填空通常数字系统得逻辑电路可以分为两大类：组合逻辑电路与时序逻辑电路。组合逻辑电路就是指电路得输出状态只与当时输入状态有关 ,而与电路得以前状态无关 ,即输出与输入得关系具有即时性，不具备记忆功能。、 3常用时序电路单选、填空 逻辑电路中得输出状态不但与当时得输入状态有关 ,而且还与电路以前得输入状态有关，这种逻辑电路称为时序逻辑电路。因此，时序逻辑电路中必须要有能够储存信息得记忆元件触发器。触发器也就是构成各种复杂时序逻辑电路中得基本部件。单选、填空 触发器得种类很多，按时钟控制方式来分，有电位触发、边沿触发、主从触发等方式得触发器 ;按功能来分 ,有 S型、 D 型、J

11、 K 型等触发器。同一功能得触发器可以由不同得触发方式来实现 ,因此在选用触发器时必须考虑触发方式。.单选、填空计算机中得许多部件都需要有能够暂时寄存数据得部件，而寄存器就就是这样得部件，它具有接收信息、 存放信息或传递信息得功能 .寄存器主要由触发器与一些控制门构成。 由于一个触发器只能存放 1 位二进制信息，那么存放 n 位二进制信息得寄存器就需要个触发器来构成。简答 74LS175 得具体逻辑功能如下:（ 1)异步清零。当MR=时，寄存器处于异步清零工作方式.这时，不管其她输人端得状态如何(包括时钟信号CLK），寄存器Q3Q0 被直接清零 .由于清零不受时钟信号CLK控制，因而称为异步清

12、零。(2）同步并行置数.当 MR=1 时，在 CLK上升沿作用下,数据输人端DD0 得数据将被分别置人3 0.由于置数操作要与C K 上升沿同步 ,且 D3D0 得数据同时置人寄存器，所以称为同步并行置数.()保持功能。 当 M =1 时 ,在 CLK上升沿以外得时间,寄存器得内容保持不变,即各个输出端得状态与输人数据无关 . 填空 移位寄存器不仅能够存储数据,而且具有移位得功能。按照数据移动得方向，可分为单向移位与双向移位两大类 .填空、简答 计算器得分类主要有下面几种：(1)按构成计数器得触发器得翻转次序分类，可分为异步计数器与同步计数器。.当计数脉冲CLK 输入时，所有触发器同时都翻转得

13、计数器称为同步计数器 ;当计数脉冲 CLK 输人时 ,各级触发器不同时翻转得计数器称为异步计数器。()按计数过程中计数器中数字得增减来分类,可分加法计数器、减法计数器与可逆计数器（加减计数器)。第 3 章(3）按计数器中数字得编码方式来分类，可分为二进制计数器与十进制计数器计算机中得信息表示. 填空 在计算机中 ,信息分为两大类：数据信息与控制(指令）信息。数据信息泛指计算机处理得对象，它们又可分为数值型数据与非数值型数据。（如文字、声音、图像等);控制信息就就是控制计算机工作得信息，计算机执行指令时 ,用指令产生得各种操作命令控制有关操作,所以指令序列属于控制信息。3、 1数值型数据得表示填

14、空 所谓进位计数制,就就是人们利用数字符号来计数得方法.凡就是用数字符号排列，按由低位向高位进位计数得方法叫做进位计数制，简称计数制或进位制.进位计数制有很多种,计算机科学中常用得就是二进制、十进制、十六进制 .填空 一个数无论采用何种进位制表示，都包含两个基本要素:基数与位权 .(1) 基数任何一种计数制允许选用得基本数字符号得个数叫做基数。例如,十进制中有0 9 共十个符号 ,基数为1 ;二进制中只有与1 共两个符号，基数为2。(2) 位权一个数字符号所表示得数值等于该数字乘以一个与它所在数位有关得常数，这个常数叫做“位权,简称“权.位权得大小就是指以基数为底，数字符写所在位置得序号为指数

15、得整数次幂。简答 二进制数与其她数制相比,具有以下一些特点:（ 1)容易实现。（）工作可靠。(）运算简单。(4)便于逻辑运算与逻辑设计。计算 无符号数就是指整个机器字长，得全部二进制位均表示数值位(没有符号位） ,相当于数得绝对值。对于机器字长为,位得无符号数得表示范围就是，此时二进制得最高位也就是数值位，其权值等于2 1。若字长为 8 位，则数得表示范围为5 5.带符号数得正号 “” 或负号 “” ,计算机就是无法识别得，因此在计算机中需要把数得正、负符号数码化。一般用数得最高位表示数得正负，通常约定“0”表示正号 ,“ 1”表示负号。计算 十进制使用得数字符号为09 共 0 个符号 ,各位

16、得权就是以10 为底得幂 ;二进制使用得数字符号为0 与，各位得权就是以为底得幂.十六进制使用数字0、 1、 9,以及英文字母A、 B、 C、 D、 E、 F ,共 16 个符号 ,其中，、分别代表十进制数中得10、 1、.1 2、 3、1 4、 5，各位得权就是以1 为底得幂。（ 1）十进制数转换为二进制数整数用“除2 取余”，小数用“乘2 取整得方法。例如 :(2）十六进制数转换为二进制数不论就是十六进制得整数部分或小数部分,只要把每一位十六进制数用等值得四位二进制数代替即可.例如 :（ )二进制数转换为十六进制数整数部分由小数点向左每四位一组,小数部分由小数点向右每四位一组,不足四位得补

17、0，然后用四位二进制数得等值十六进制数代替即可。例如 :计算 一个数在计算机内得表示形式称为机器数,这个数本身得值称为该机器数得真值.将真值转换为计算机硬件能够直接识别、处理得机器数时，根据其数值部分编码方法得不同,相应得机器数又有三种不同得编码：原码、反码、补码。（ 1)原码表示法原码表示法就是一种最简单得机器数表示法，其最高位为符号位 ,符号位为“ 0表示正数，符号位为“ 1”表示负数。数值位部分与真值相同。例如：真值“ 0”在原码中有两种表示形式对于位原码表示得数值范围就是,即：+27 127,（ 2）反码表示法对于正数，反码与原码相同；对于负数,除符号位仍为“1”外 ,其余各数值位就是

18、“按位取反”。例如 :反码得“0”也有两种表示形式，即：。对于 8 位反码表示得数值范围为+12 1 27,（ 3)补码表示法其中，模，n 为计量装置得位数(字长 )。对于正数,与反码一样，正数得补码与原码相同; 对于负数，除符号位仍为“”外，其余各数值位“按位取反，末位加例如：1。补码得“”只有一种表示形式：对于8 位补码表示得数值范围为+1 2728，计算通常在编程时用真值来表示数值 ,经过编译、解释后转换成用原码或补码表示得机器数。因此 ,在计算机中需要将真值或原码形式表示得数据转换为补码形式 ,以便于机器对其进行运算。下面先从原码形式入手来求补码 .当 X 为正数时 ,当 X 为负数时

19、，等于把除去符号位外得各位求反后再末位加“1”。当为负数时,已知,也可通过对其除符号位外得各位求反后再末位加“1求当 X 为负数时，由 转换为 得另一种更有效得方法就是得“ 0 保持不变 ,左部得各位取反 ,符号位保持不变。这种方法避免了加“据 .:自低位向高位，尾数得第一个“1及其右部1 运算 ,它就是实际求补电路逻辑实现得依例如 :也可以直接由真值X 转换为,其方法更简单:数值位自低位向高位，尾数得第一个“”及其右部得“0保持不变，左部得各位取反，负号用“例如： X 00 0 1 01 01”表示。注意,X 必须就是负数。计算 计算机中得一般数据有两种表示格式置就是固定得还就是浮动得。:定

20、点表示与浮点表示。所谓定点与浮点，就是指数中小数点得位(1）定点表示定 点 表 示 分 为 定 点 小 数 与 定 点 整 数 。 假 设 字 长 就 是n 1位 ， 则 定 点 小 数 得 原 码 表 示 范 围 就是 :， 定 点 小 数 得 补 码 表 示 范 围 就 是 ：， 定 点 整 数 得 原 码 表 示 范 围 就是 :，定点整数得补码表示范围就是(2)浮点表示:一个浮点数N 由阶码 E 与尾码 M 两部分组成。任意一个二进制数据都可以表示为:，其中就是尾数，就是阶码,而基数 2 隐含。例如：（阶码，尾数)对于二制数据来说：当阶码 E=0,若尾数 M 为纯小数，则数据N 为定点

21、小数 .当阶码 E=0，若尾数M 为纯整数，则数据N 位定点整数。当阶码为住意整数,此时数据N 为浮点数填空 BCD码得编码形式可以有多种,其中最自然、最简单得一种形式就是左往右分别为、4、2、 1。84 1CD 码,即4 位二进制数得权从3.非数值型数据得表示7现在世界上最通用得编码方案就是ASC。在 ASCI 字符编码表中可以瞧到，一个字节中得7 位二进制数给出厂128 个编码 ,表示8 个不同得字符。单选、填空用计算机进行汉字信息处理,必须将汉字代码化，即对汉字进行编码,称为汉字输人码。汉字得编码有输入码、内码、字形码三种形式，（ 1）汉字得输入码。编码方案主要分为三大类 : 数字编码、

22、拼音码、字形编码。数字编码常用得就是国标区位码 ,用数字串输人一个汉字 ; 拼音码就是以汉语拼为基础得输入方法；字形编码就是用汉字得形状来进行得编码。（）汉字得内码。同一个汉字以不同输入方式进人计算机时，编码长度以及0、 1 组合顺序差别很大，在汉字信息进一步存取、使用、交流时十分不方便 ,必须转换成长度一致且与汉字唯一对应得能在各种让算机系统堕通用得编码，满足这种规则得编码称为汉字内码。3）汉字字形码。存储在计算机内在屏幕上显示或在打印机上输出时，需要知道汉字得字形信息，汉字内码并不能直接反映汉字得字形，而要采用专门得字形码。字形信息得表示大体上有两类形式：一类就是用活字或文字版得固体字形形

23、式 ,另一类就是点阵表示法或矢量表示法等形式， 其中最基本得也就是大多数字形库采用得， 就是以点阵得形式存储汉字字形编码得方法。单选、填空位图图像就是由一个个离散点（像素点)得二进制数字组成得数字图像，需要经过采样与量化处理。语音就是一种模拟信号，与位图图像处理类似,必须经过采样、量化等模/ 数转换处理。、 3 数据校验码计算机中常用检错或纠错技术进行存储器读 / 写正确性或传输信息得检验最简单且应用广泛得检错码就是采用一位校验位得,这里仅介绍检错码。奇偶校验。设就是一个n 位字 ,偶校验位C 定义为:即 X 中包含偶数个1 时 ,才使 =0。3、 4指令信息得表示指令就是指示计算机硬件执行某

24、种操作得命令.CPU 就就是根据指令指挥与控制计算机各部件协调动作.实现对信息得加工与处理得。指令系统主要包括指令格式、寻址方式、指令类型与指令功能等内容，这些都就是必须熟悉与掌握得核心问题。1指令格式计算机能直接识别与执行得指令就是用二进制编码表示得机器指令。指令格式就就是指令用二进制代码表示得结构形式，通常由若干个字段构成，主要包括操作码与地址码字段.一条机器指令得基本格式如下:操作码 O地址码 D（ 1）操作码指明了计算机应讲行什么件质得操作,如加、减、乘、除四则运算或数据传送、移位等操作。( )地址码指明了操作得数据或数据存放得地址。根据指令码中提供操作数地址得个数，又可以把指令格式分

25、为：零地址指令（又称为无操作数指令),一地址指令 (又称为单操作数指令） 、二地址指令 (又称为双操作数指今)与三地址指令（又称为三操作数指令）等.零地址指令格式：操作码 OP这类指令中只有操作码，没有操作数，例如空操作指令、停机指令等；也可能就是有操作数，而该操作数被隐含地给出。一地址指令格式:操作码 P一地址通常有两种情况:这个操作数既就是操作数得地址数 ,而另一个操作数被隐含在U 得某个寄存器中二地址指令格式:操作码 O地址码 D1这类指令指明参与操作得两个操作数地址，分别为源地址（ 2)-1。地址码,又就是操作结果得存储地址；指令中给出一个操作地址码 D2D得地址与目得地址D1。指令功

26、能就是(1） P在双操作指令中 ,从操作数得物理位置来说 ,可分为三种类型 :寄存器寄存器 (）型指令。操作数都放在CPU内寄存器中， 因不需要访问存储器 ,所以机器执行得速度快 :存储器 -存储器（ SS)型指令 ,操作数都放在存储器单元中 ,执行速度慢；寄存器一存储器 (RS）型指令，执行速度介于上述两者之间。三地址指令格藏：操作码 OP指令功能就是 (）增加了指令长度与存放空间地址码 1地址码 D2OP（ D3）D1，该指令得优点就是操作结束后,加大了取指令得时间。地址码,D2、 D3 中得内容均未被破坏；缺点就是、指令长度每一条机器指令都就是一串二进制代码，称为指令字。在指令系统设计上

27、出现两种相反得趋势：一种就是采用可变长指令字结构，让指令功能尽可能丰富）；另一种就是采用定长指令字结构,称之为复杂指令系统计算机（ p ex Instruct on S t Cornputer ， I ,只选取简单、常用得指令，称之为精简指令系统计算机（ Reduce InstuctionSet uter ， RISC)。、寻址方式指令中以什么方式提供操作数或操作数地址，称为寻址方式.（ )立即寻地。操作数跟在操作码得后面，指令得地址字段直接给出了操作数。在取出该指令得同时出了可以立即使用得操作数.这样得数称为立即数。,也就取(2）寄存器寻址。指令得地址码字段给出某一个通用寄存器得编码（地址）

28、,该寄存器中存放着操作数。（ 3)直接寻址。指令得地址码字段直接给出得就是操作数得有效地址EA。用这个有效地址访问一次存储器，便可以从指定得存储单元中获得操作数。由于这样给出得操作数地址就是不能修改得。与程序本身所在得位置无关，所以又叫做绝对寻址方式。（ 4)寄存器间接寻址 .指令中得地址码给出了某一通用寄存器得编号，以该寄存器中得内容为有效地址 E，用这个有效地址访问一次存储器，便可以从指定得存储单元中获得操作数。（ 5)存储器间接寻址。这就是一种与寄存器间接寻址类似间接寻址方式。通常在指令格式中划出一位作为直接或间接寻址得标志位 I。(）变址寻址。变址寻址就就是把变址寄存器得内容（变址值）

29、与指令中给出得形式地址D 相加，形成操作数得有效地址A,即 EA (） +。(7)相对寻址。相对寻址方式就是变址寻址得特例。它以程序计数器P为变址器 ,与指令提供得形式地址相加，从而得到有效地址EA。有效地址与形式地址D 与程序计数器PC器得关系为：EA（ PC) .(8) 基址寻址。当存储器容量较大、所需地址码得长度大于字长时,由指令地址码字段直接给出得地址就不能直接访问到存储器得所有单元。解决得方法通常就是把整个存储空间分成若干个段,段得首地址存放在基址寄存器中，段内位移量由指令直接给出，存储器得实际地址就等于基址寄存器得内容(即段首地址 )与段内位移量之与,这样通过修改基址寄存器得内容就

30、可以访问存储器得任一单元。指令得类型及功能计算机得指令系统一般都包含有几十条到上百条指令，其类型也有很多种,在此将按照指令得类型分别介绍各类指令得基本功能.（ 1)数据传送类指令这类指令用于实现寄存器与寄存器、寄存器与存储器单元以及两个存储器单元之间得数据传送操作,包括通用数据传送指令与堆栈及堆栈操作指令.（ 2)运算类指令运算类指令包括算术运算指令与逻辑运算指令。算术运算指令一般都设有二进制数加、减、乘、除、比较与求补等最基本指令 ;逻辑运算指令指与、或、非、异或与测试等。(3）移位操作指令移位操作指令分为算术移位、逻辑移位与循环移位三种，可以实现对操作数左移或右移一位或若干位。算术移位得对

31、象就是带符号数，左移时、末位补;右移时 ,必须保持操作数得符号不变.当左移一位时 ,如不产生溢出 ,则数值乘 ;而右移一位时，如不考虑因移出舍去得末位尾数，则数值除2.逻辑移位操作得就是无符号数。算术移位与逻辑移位主要差别在于右移时,填人最高位得数据不同。算术右移保持最高位(符号位 )不变，而逻辑右移最高位补零。循环移位又分为小循环（自身循环 )与大循环 (带进位循环 ),主要用于实现循环式控制、高低字节互换等。5.字符串处理指令字符串处理指今就是一种非数处理指今。一船包括字符串传送、字符串转换、字符串比较、字符串查找、字符串匹配、字符串得抽取与替换。输入 / 输出指令（ I 0)设向I/0

32、指令主要用来实现CPU报告工作状态等.C U与外部设备之间得信息交换、包括输入输出数据、CPU 向外设发控制命令或外7.程序控制指令程序控制类指令用于控制程序得执行顺序 ,并使程序具有测试、 分析与判断得能力。 它主要包括转移指令、 子程序调用与返回指令等。(1）转移指令用来改变程序得执行顺序，可以分为无条件转移指令与条件转移指令全两种.(2）子程序就是一组可以公用得指令序列,只要知道子程序得入口地址就能调用它.通常把一些需要重复使用并能独立完成某种特定功能得程序单独编成子程序，在需要时由主程序调用，这样做既简化了程序设计,又节省了存储空间 .（ 3)从子程序转向主程序得指令称为返回指令。其她

33、指令其她指令主要包括特权指全、陷阱与陷阱指令。陷阱实际上就是一种意外事故中断，中断得目得不就是为了请求 C U 得正常处理 ,而就是为了通知 CPU所出现得故障，并根据故障转入相应得故障处理程序。填空、简答 堆栈就是由若干个连续存储单元组成得先进后出 ( ILO）存储区，第一个送入堆栈中得数据存放在栈底 ,最后送入堆栈中得数据存放在栈顶。 栈底就是固定不变得， 而栈顶却就是随着数据得入栈与出栈在不断变化。为了表示栈顶得位置 ,用一个寄存器指出栈顶得地址，这个寄存器称为堆栈指针 ( tack Point SP），任何堆栈操作只能由 P 控制在栈顶进行。由于堆栈具有“先进后出”得特性，因而在中断服

34、务程序、子程序调用过程中广泛用于保存返回地址、状态标志及现场信息等。另一个重要作用就是在子程序调用时利用堆栈在主程序与子程序之间传递参数。例如，首先把所需传递得参数压人堆栈中,然后调用子程序。第 4章运算方法及运算器运算器就是计算机中加工与处理数据得功能部件,它主要由算术逻辑单元(AL )、各种寄存器与若干控制门电路组成。、1定点补码加、减法运算 简答 由于补码加、减法运算规则最简单，实现起来也最方便，因此,一般计算机都采用补码做加、减法运算.其运算特点就是：符号位与数值部分可以按相同得规则一起参加运算,符号位不用单独处理。补码减法运算可以转换成加法运算。补码加、减法运算就是有“模”运算，即符

35、号位得进位自然丢失,并不影响运算结果得正确性。1补码加法运算补码加法时 ,不管两个数就是正数还就是负数,按补码得与等于与得补码进行运算，即：例如：已知X +00 000， Y= 0 10 0，求两数与得补码.解：则例如：所以X=-0 100 ,Y= 0000 10,求两数与得补码。解 :则,所以.2。补码减法运算补码减法运算可以转化为加法来做,转化公式为 :例如 :已知X= 011 00， Y=0 0 01,求补码得减法运算。解：则填空 由于计算机得字长就是固定得，因此计算机中数得表示范围（允许取值范围）就是有限得。若两个有符号数进行加、减法运算得结果超出了给定得取值范围,就称为 溢出 。计算

36、机必须对运算结果就是否“溢出”作出明确得判断。所以,在运算器中专门设计了“溢出判断电路与一个“溢出 标志位。当判断电路检测到溢出发生时，则置“溢出”标志为“,表示结果出错，要求机器停止运算，进行中断处理 .判断就是否发生“溢出”常用下列两种检测方法。（）进位检测方法用符号位得进位与最高数值位得进位得异或来检测，若异或得结果就是1，则溢出；若结果就是0，则没有溢出。例如：已知X= , =，求两数得补码之与，并判断就是否溢出。解：符号位得进位就是,最高数值位得进位就是1，异或结果就是1，表示溢出。(2) 变形补码检测方法如果将符号位扩充为两位，其所能表示得信息量将随之扩大种编码称为变形补码.,既能

37、检测出就是否溢出,又能指出结果得符号，这变形补码检测方法就是：每个操作数在运算时都采用两个符号位，正数用 00 表示，负数用 11 表示，两个符号位与数值位一起参加运算。 若运算结果得两个符号位得代码一致， 表示没有溢出 ;若运算结果得两个符号位代码不一致 ,表示溢出。这时，左边得符号位 (第一符号位 )代表了该数真正得符号 ,右边得符号位（第二符号位 )则被破坏。例如：已知X=-,Y -,求两数得补码之与，并判断就是否溢出.解：符号位得代码为10,表示运算结果“负溢”。如果符号位得代码为0，则表示运算结果为“正溢 。4、 2定点乘法运算采用原码做乘法运算比较方便,因为乘积得符号位就是两乘数符

38、号位得异或，而乘积得数值部分则就是两乘数绝对值相乘。1.原码一位乘法运算机器算法得运算规则总结如下：（）被乘数与乘数均取绝对值参加运算,符号位单独处理。()为了避免中间结果溢出，被乘数、部分积取双符号位参加运算,部分积初值为0。（ 3）从乘数得最低位,开始对乘数进行判断:若，则部分积加上被乘数X| ，然后右移一位;如,则部分积加上0,然后右移一位。（ 4）重复第 (3)步 n 次。例如 :设X= 0、 11 1,Y= 0、1 求得值。解：乘法运算时，需要3 个寄存器，其设置如下：A运算前存放部分积累加与,运算后存放乘积高位，初值=、 000B-存放被乘数，初值为=X =00、 1 1C -运算

39、前存放乘数，运算后存放乘积低位，初值为2、补码一位乘法运算补码一位乘法得比较法运算算法就是B otk（ 1)运算得数均以码表示,符号位参与运算.夫妇首先提出得，所以也称为B ot 算法 ,其运算规则如下()为了避免中间结果溢出，被乘数、部分积取双符号位参加运算,部分积初值为。(3)乘数可取符号位，以决定最后一步就是否需要校正，即就是否要加减X补 .(4）乘数末位增设附加位yn l，且初值为0(5) 按照表 41 中所列规则进行操作。表 -1 补码一位乘法操作规则 (高位）（低位）操作 部分积右移一位 01部分积加，右移一位10部分积加，右移一位 1 1 部分积右移一位 （ 6）按照上述操作规则

40、重复n+1次操作,但第 +1次操作不再移位，仅根据与比较结果做相应得运算即可 .请注意，移位时须按照补码移位规则进行。、 3定点除法运算用原码做除法很方便，商得符号位就是两数得符号位得异或,商得数值部分则就是两数得绝对值相除。1。原码恢复余数除法原码恢复余数法得运算规则如下:。（ 1)被除数与除数均取绝对值参加运算，符号位单独处理.为了避免溢出，要求0被除数| |除数。(2) 被除数减除数得余数.（ )如果余数为正，表示够减,上商“ 1，然后余数左移一位,减去除数得新余数；如果余数为负上商“ 0”加除数 ,以恢复原来得余数，然后余数左移一位，减去除数得新余数。,表示不够减，(4）重复第（3）步

41、一直到n 位商时，计算结束。2。原码不恢复余数除法在恢复余数法中，当余数为负时，需要恢复余数，这就延长了机器除法操作得时间固定 ,控制比较复杂。因此,实际中常采用不恢复余数法,又称为加 / 减交替法 .不恢复余数法得运算规则如下：（ 1)被除数与除数均取绝对值参加运算，符号位单独处理。为了避免溢出,要求（ 2）被除数减除数得余数.,同时使除法操作得步数不0被除数 | 除数 |.(3）如果余数为正，表示够减，上商“=1”，余数左移一位,减去除数得新余数;如果余数为负，表示不够减，上商“=0” ,，余数左移一位，加除数得到新余数,即 :（ 4）重复第 ()步次。（ 5)当第 n 步余数为负数时需要

42、加上除数，以恢复正确得余数，最后得余数（余数与被除数取同号）。3。补码不恢复余数法补码不恢复余数法在算法上不像原码除法那样直观 ,运算时应解决以下几个相关问题；(1) 够减得判断。()（ 3） 商符得确定。（ 4) 对商得校正。 .逻辑运算逻辑运算就是指不考虑进位得“位对位”得运算，参加运算得操作数常被称为，逻辑数两个数得逻辑比较、从某个数中选取某几位等操作。.利用逻辑运算可以进行计算机中得逻辑运算，主要就是指“逻辑非” 、“逻辑加” 、“逻辑乘”、“逻辑异或”等四种基本运算。这些运算通过在原有加法器上附加上部分线路来实现，因而把用于完成算术运算与逻辑运算得部件称为算术逻辑单元（ ALU)。逻辑运算得真值表如下表4 2 所示。表 -2逻辑运算真值表 iyizi(x +yi) zi（ xiyi）