北理工-计算机组成原理-总复习-PPT.ppt
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1、北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院考前复习重点章节为:考前复习重点章节为:第第2、3、4、5、6、9章章非重点章节为:非重点章节为:第第1、7、8章章总复习总复习北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习考试题型:考试题型:1.填空题(每空填空题(每空1分)分)15%2.选择填空题(单选,每题选择填空题(单选,每题1分)分)15%3.判断题(每题判断题(每题1分)分)10%4.计算题计算题 5.分析题分析题 6.设计题设计题 7.问答题问答题 10%50%北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习前前3类题及第类题及第7类请注意看书上的有关概念。类请注意看
2、书上的有关概念。第第4、5、6类题请注意平时的作业。如:类题请注意平时的作业。如:定点、浮点数的表示范围定点、浮点数的表示范围指令的寻址方式(有效地址的计算)指令的寻址方式(有效地址的计算)定点加、减、乘、除运算定点加、减、乘、除运算字节编址存储器的数据存放方法字节编址存储器的数据存放方法由若干存储芯片构成存储器由若干存储芯片构成存储器微指令操作控制字段的安排微指令操作控制字段的安排常见磁记录方式常见磁记录方式中断升级中断升级北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习第第1章章存储程序概念存储程序概念 CPU主机主机总线总线计算机系统计算机系统北京理工大学计算机学院北京理工大学计
3、算机学院总复习总复习第第2章章无符号数无符号数带符号数带符号数 真值、机器数真值、机器数原码、补码、反码表示原码、补码、反码表示三种机器数对于真值三种机器数对于真值0的表示方法的表示方法三种机器数的比较三种机器数的比较北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习定点小数表示范围(原码、补码)定点小数表示范围(原码、补码)定点整数表示范围(原码、补码)定点整数表示范围(原码、补码)浮点数表示范围浮点数表示范围规格化的浮点数规格化的浮点数阶码的移码表示阶码的移码表示北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习ASCII码码汉字国标码汉字国标码汉字区位码汉字区位码汉字机内码汉
4、字机内码国标码、区位码与机内码之间的转国标码、区位码与机内码之间的转换换汉字字形码汉字字形码北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习8421码、码、2421码、余码、余3码码奇偶校验码奇偶校验码奇偶校验位奇偶校验位北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习 真值与三种机器数间的对照真值与三种机器数间的对照100010001000100010001000-8-8-8-8-8-8100010001000100010001000-0-0-0-0-0-0北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院 原码定点小数表示范围为:原码定点小数表示范围为:-(1-2-n)(1-2-
5、n)补码定点小数表示范围为:补码定点小数表示范围为:-1(1-2-n)若机器字长有若机器字长有8位,则:位,则:原码定点小数表示范围为:原码定点小数表示范围为:-(1-2-7)(1-2-7)补码定点小数表示范围为:补码定点小数表示范围为:-1(1-2-7)总复习总复习北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院 原码定点整数的表示范围为:原码定点整数的表示范围为:-(2n-1)(2n-1)补码定点整数的表示范围为:补码定点整数的表示范围为:-2n(2n-1)若机器字长有若机器字长有8位,则:位,则:原码定点整数表示范围为:原码定点整数表示范围为:-127127补码定点整数表示范围为:补码定点整
6、数表示范围为:-128127总复习总复习北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习 浮浮点点数数设设阶阶码码和和尾尾数数均均用用补补码码表表示示,阶阶码码共共k+1位位(含含一一位位阶阶符符),尾数共尾数共n+1位(含一位尾符)。位(含一位尾符)。北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院 实用浮点数实用浮点数IEEE754标准(单精标准(单精度)度)格式格式偏置值偏置值特点特点转换转换总复习总复习北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习第第3章章非规整型指令非规整型指令的操作码的操作码(扩展操作(扩展操作码)码)编址方式编址方式 字编址、字节编址字编址、字节编
7、址指令中地址码的位数指令中地址码的位数 主存容量、最小寻址单位主存容量、最小寻址单位数据寻址和指令寻址数据寻址和指令寻址北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习常见寻址方式常见寻址方式 立即寻址、直接寻址、间接寻立即寻址、直接寻址、间接寻址、相对寻址、变址寻址、页面寻址、相对寻址、变址寻址、页面寻址址有效地址有效地址EA的计算的计算 直接寻址、间接寻址、变址寻直接寻址、间接寻址、变址寻址、页面寻址址、页面寻址北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习存储器堆栈操作存储器堆栈操作 进栈、出栈时栈指针的修改和进栈、出栈时栈指针的修改和数据的压入和弹出数据的压入和弹出程
8、序控制类指令程序控制类指令 转移、转子、返回指令的区别转移、转子、返回指令的区别输入输入/输出类指令输出类指令 独立编址独立编址I/O、统一编址、统一编址I/O北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习CISCRISC北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习指令中地址码的位数指令中地址码的位数 指令格式中每个地址码的位数是与指令格式中每个地址码的位数是与主存容量和最小寻址单位(即编址单位)主存容量和最小寻址单位(即编址单位)有关联的。主存容量越大,所需的地址有关联的。主存容量越大,所需的地址码位数就越长。对于相同容量来说,如码位数就越长。对于相同容量来说,如果以字
9、节为最小寻址单位,地址码的位果以字节为最小寻址单位,地址码的位数就需要长些;如果以字为最小寻址单数就需要长些;如果以字为最小寻址单位(假定字长为位(假定字长为16位或更长),地址码位或更长),地址码的位数可以减少。的位数可以减少。北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习 假设主存容量为假设主存容量为32MB,机器字长,机器字长64位。若最小寻址单位为字节(按字节位。若最小寻址单位为字节(按字节编址),其地址码应为编址),其地址码应为25位;若最小寻位;若最小寻址单位为字(按字编址),其地址码只址单位为字(按字编址),其地址码只需需22位。位。北京理工大学计算机学院北京理工大学计
10、算机学院总复习总复习 数据寻址和指令寻址的区别。数据寻址和指令寻址的区别。数据寻址,指的是寻找操作数的地数据寻址,指的是寻找操作数的地址,其最终目的是寻找所需要的操作数。址,其最终目的是寻找所需要的操作数。寻址方式是根据指令中给出的地址寻址方式是根据指令中给出的地址码字段寻找真实操作数地址的方式。码字段寻找真实操作数地址的方式。指令中的形式地址指令中的形式地址A有效地有效地址址EA寻址方式寻址方式北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习常见的数据寻址方式常见的数据寻址方式立即寻址立即寻址寄存器寻址寄存器寻址直接寻址直接寻址寄存器间接寻址寄存器间接寻址间接寻址间接寻址变址寻址变址
11、寻址相对寻址相对寻址页面寻址页面寻址北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习 自底向上生成的存储器堆栈的堆栈自底向上生成的存储器堆栈的堆栈操作。操作。进栈时,进栈时,SP的内容需要先自动减的内容需要先自动减1,然后再将数据压入堆栈。,然后再将数据压入堆栈。出栈时,需要先将堆栈中的数据弹出栈时,需要先将堆栈中的数据弹出,然后出,然后SP的内容再自动加的内容再自动加1。北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习第第4章章补码加补码加/减法运算减法运算溢出检测方法溢出检测方法 一位符号位,进位位,双符号位补码一位符号位,进位位,双符号位补码补码的移位运算补码的移位运算北
12、京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习加法器加法器 串行加法器与并行加法器串行加法器与并行加法器进位的产生和传递进位的产生和传递并行加法器快速进位并行加法器快速进位补码一位乘法补码一位乘法补码加减交替除法补码加减交替除法浮点加减乘除算法浮点加减乘除算法逻辑运算逻辑运算北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习进位的产生和传递进位的产生和传递 影影响响并并行行加加法法器器速速度度的的关关键键因因素素是是进位信号产生和传递的时间。进位信号产生和传递的时间。进位产生函数和进位传递函数进位产生函数和进位传递函数进位的传递方式有:进位的传递方式有:串行进位方式串行进位方式
13、并行进位方式并行进位方式 分组并行进位方式(单级先行进位分组并行进位方式(单级先行进位方式和多级先行进位方式)方式和多级先行进位方式)北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习 乘乘除除法法运运算算需需要要的的3个个寄寄存存器器,各各寄存器的作用(初始内容和最终结果)。寄存器的作用(初始内容和最终结果)。定定点点补补码码一一位位乘乘法法(Booth乘乘法法)和和定点定点补码不恢复余数除法补码不恢复余数除法的运算过程。的运算过程。浮点加、减、乘、除浮点加、减、乘、除算法。算法。逻逻辑辑运运算算是是按按位位进进行行的的,位位与与位位之之间没有进位间没有进位/借位的关系。借位的关系。北
14、京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习第第5章章主存储器的基本结构主存储器的基本结构主存储器的存储单元主存储器的存储单元 位,存储字,存储单元,存储位,存储字,存储单元,存储体体主存储器的主要技术指标主存储器的主要技术指标 存取时间存取时间Ta,存取周期,存取周期Tm数据在主数据在主存存中的存放中的存放 边界对齐存放边界对齐存放北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习RAM记忆单元电路记忆单元电路动态动态RAM的刷新的刷新 集中、分散、异步刷新方式的区集中、分散、异步刷新方式的区别别半导体只读存储器半导体只读存储器 ROM的类型的类型北京理工大学计算机学院北京理
15、工大学计算机学院总复习总复习主存容量的扩展主存容量的扩展 字扩展,位扩展,同时扩展字扩展,位扩展,同时扩展存储芯片的地址分配和片选存储芯片的地址分配和片选主存储器和主存储器和CPU的连接的连接 硬连接,软连接硬连接,软连接北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习边界对齐的数据存放方法边界对齐的数据存放方法 双字地址的最末三个二进制位必须为双字地址的最末三个二进制位必须为000,单字地址的最末两位必须为,单字地址的最末两位必须为00,半字,半字地址的最末一位必须为地址的最末一位必须为0。它能够保证无论。它能够保证无论访问双字、单字、半字或字节,都在一个访问双字、单字、半字或字节,
16、都在一个存取周期内完成,尽管存储器资源仍然有存取周期内完成,尽管存储器资源仍然有浪费,但是浪费比从存储字开始存放方法浪费,但是浪费比从存储字开始存放方法要少得多。要少得多。北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院存储字存储字64位(位(8个字节)个字节)0181624329172533210183111941220513216142271523263427283635293730313938总复习总复习北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习半导体随机存储器(半导体随机存储器(RAM)静态静态RAM(SRAM),其存储电路),其存储电路以双稳态触发器为基础。以双稳态触发器为
17、基础。动态动态RAM(DRAM),其存储电路),其存储电路以栅极电容为基础。以栅极电容为基础。北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习 主存储器是整个存储系统的核心,主存储器是整个存储系统的核心,通常分为通常分为RAM和和ROM两大部分。两大部分。主存储器容量的扩展主存储器容量的扩展 位扩展指只在位数方向扩展(加大位扩展指只在位数方向扩展(加大字长),而芯片的字数和存储器的字数字长),而芯片的字数和存储器的字数是一致的。是一致的。字扩展是指仅在字数方向扩展,而字扩展是指仅在字数方向扩展,而位数不变。位数不变。北京理工大学计算机学院北京理工大学计算机学院总复习总复习字和位同时扩展
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