计算机组成原理 期末复习整理

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1、题型：一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分）二、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）三、简答题（本大题共3小题，每小题5分，共15分）四、计算题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）五、论述题（本大题共1小题，共10分）复习提纲：1.PrinciplesofVonNeumannComputers(1)计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。(2)采用存储程序的方式，程序和数据放在同一个存储器中，指令和数据一样可以送到运算器运算，即由指令组成的程序是可以修改的。(3)数据以二进制码表示。(4)指令由操作码和地址码组成。(5)指令在存储

2、器中按执行顺序存放，由指令计数器(即程序计数器PC)指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序递增，但可按运算结果或外界条件而改变。(6)机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器。2.signmagnitude（原码）one’scomplement（反码）two‘scomplement（补码）biased（移码）的表示1.原码表示法若定点小数的原码形式为ｘ0ｘ1ｘ2…ｘn，则原码表示的定义是式中[ｘ]原是机器数，ｘ是真值例如，ｘ＝+0.1001，则[ｘ]原＝0.1001ｘ＝-0.1001，则[ｘ]原＝1.1001对于0，原码机器中往往有”+0”、”-0”之分，故有两

3、种形式：[+0]原=0.000...0[-0]原=1.000...0若定点整数的原码形式为ｘ0ｘ1ｘ2…ｘn，则原码表示的定义是采用原码表示法简单易懂，但它的最大缺点是加法运算复杂。这是因为，当两数相加时，如果是同号则数值相加；如果是异号，则要进行减法。而在进行减法时还要比较绝对值的大小，然后大数减去小数，最后还要给结果选择符号。为了解决这些矛盾，人们找到了补码表示法。2.补码表示法负数用补码表示时，可以把减法转化为加法。这样，在计算机中实现起来就比较方便。若定点小数补码形式为ｘ0.ｘ1ｘ2…ｘn，则补码表示的定义是例如，ｘ＝+0.1011，则[ｘ]补＝0.1011ｘ＝-0.1011，则[

4、ｘ]补＝10+ｘ＝10.0000-0.1011＝1.0101对于0，[＋0]补＝[－0]补＝0.0000(mod2)注意，0的补码表示只有一种形式。采用补码表示法进行减法运算就比原码方便得多了。因为不论数是正还是负，机器总是做加法，减法运算可变为加法运算。对定点整数，补码表示的定义是3.反码表示法所谓反码，就是二进制的各位数码0变为1，1变为0。对定点小数，反码表示的定义为其中n代表数的位数。一般情况下，对于正数ｘ＝＋0.ｘ1ｘ2…ｘn则[ｘ]反＝0.ｘ1ｘ2…ｘn对于负数ｘ＝－0.ｘ1ｘ2…ｘn，则有对于0，有[＋0]反和[－0]反之分：[＋0]反＝0.00...0[－0]反＝1.11.

5、..1我们比较反码与补码的公式[ｘ]反＝(2－2－n)＋ｘ[ｘ]补＝2＋ｘ可得到[ｘ]补＝[ｘ]反＋2－n(2.12)这就是通过反码求补码的重要公式。这个公式告诉我们，若要一个负数变补码，其方法是符号位置1，其余各位0变1，1变0，然后在最末位(2-n)上加1。对定点整数，反码表示的定义为4.移码表示法移码通常用于表示浮点数的阶码。由于阶码是个n位的整数，所以假定定点整数移码形式为ｘ0ｘ1ｘ2…ｘn时，对定点整数，移码的定义是[ｘ]移＝2n＋ｘ2n＞ｘ≥－2n(2.14)若阶码数值部分为5位，以ｘ表示真值，则[ｘ]移＝25＋ｘ25＞ｘ≥－25例如，当正数ｘ＝＋10101时，[ｘ]移＝1，1

6、0101；当负数ｘ＝－10101时，[ｘ]移＝25＋ｘ＝25－10101＝0，01011。移码中的逗号不是小数点，而是表示左边一位是符号位。显然，移码中符号位ｘ0表示的规律与原码、补码、反码相反。小结：上面的数据四种机器表示法中，移码表示法主要用于表示浮点数的阶码。[例4]将十进制真值(－127，－1，0，＋1，＋127)列表表示成二进制数及原码、反码、补码、移码值。[解：]二进制真值ｘ及其诸码值列于下表，其中0在[ｘ]原[ｘ]反中有两种表示。由表中数据可知，补码值与移码值差别仅在于符号位不同。[例5]设机器字长16位，定点表示，尾数15位，数符1位，问：(1)定点原码整数表示时，最大正数

7、是多少?最小负数是多少?(2)定点原码小数表示时，最大正数是多少?最小负数是多少?；[解：](1)定点原码整数表示最大正数值＝(215－1)10＝(＋32767)100111111111111111最小负数值＝－(215－1)10＝(－32767)101111111111111111(2)定点原码小数表示最大正数值＝(1－2－15)10＝(＋0.111...11)2最小负数值＝－(1－2－15)10＝(－0.111..1