计算机组成原理前几章课件.ppt

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1、计算机组成原理课程介绍计算机硬件主干课程先修课：计算机导论，数字逻辑同时课：汇编语言学时实验教学方式：内容顺序1.2计算机的硬件组成运算器控制器主存储器输入设备输出设备辅助存储器CPU控制数据地址或指令主机外设存储器直接相关的先修课程复习二进制有符号数有符号数的编码符号编码原码反码补码参照教材的第二章真值和机器数真值:正、负号加绝对值的形式。二进制真值：X=+1011y=-1011机器数：符号数码化的数称为机器数如：X=01011Y=11011原码0表示正号，用1表示负号，有效值部分用二进制的绝对值表示X1=+0.1011011[X1]原=0.1011011X2=-0.1

2、011011[X2]原=1.1011011补码表示法模：计量器具的容量，或称为模数。4位字长的机器表示的二进制整数为：0000~1111共16种状态，模为16=24。整数N位字长的模值为2n，一位符号位的纯小数的模值为2。补码的定义：正数的补码就是正数的本身，负数的补码是原负数加上模。小数：X≥X≥0[x]补=2+X=2-

3、X

4、0>X≥-1真值到补码的转换X1=+0.1011011X2=-0.1011011[X1]补=01011011[X2]补=10100101原码与补码之间的转换原码求补码正数[X]补=[X]原负数符号除外，各位取反，末位加1例：X=-01001001[

5、X]原=11001001，[X]补=10110110+1=10110111计算机如何计算？计算机必须要进行算术及逻辑运算：科学计算，数据库…anything.例：Pi=3.1415926765432Y=732.6886421*sin(pi/2.571252754217)Sin(x)=x-x3/3!+x5/5!-….浮点数的加减乘除定点数的加减乘除Ref:第4章数值的机器运算加减法乘法除法二进制补码加减运算1参加运算的数用补码表示2符号位参加运算3“加”，两数补码相加。“减”，从[Y]补求[-Y]补，然后与[X]补相加。4结果用补码表示。[X+Y]补=[X]补+[Y]补[

6、X-Y]补=[X]补+[-Y]补由[X]补求[-X]补（求机器负数）“变补”：连同符号一起将各位取反，末位再加1。例：X=+1001001设字长N=8位[X]补=01001001[-X]补=10110111书上的例子：例1：Y=-0.0110[Y]补=1.1010，[-Y]补=0.0110例2：Y=0.0110[Y]补=0.0110，[-Y]补=1.1010算例：X=44，Y=53，求X+Y=？设机器字长n=8解：[X]原=00101100，[Y]原=00110101[X]补=00101100，[Y]补=00110101[X]补=00101100+[Y]补=0011010

7、110000110X+Y=+97算例：X=-44Y=-53，求X+Y=？[X]补=[-44]补=11010011+1=11010100,[Y]补=[-53]补=11001010+1=11001011,[X]补=11010100+[Y]补=11001011[X+Y]补=110011111超出8位，舍弃模值X+Y=-01100001，X+Y=（-97）算例：X=44，Y=53，求X-Y=？解：[X]补=00101100，[Y]补=00110101,[-Y]补=11001011[X]补=00101100+[-Y]补=1100101111110111[X-Y]补=11110111

8、，X-Y=-0001001=（-9）算例：X=-44，Y=-53，求X-Y=？解：[X]补=11010100，[Y]补=11001011,[-Y]补=00110101[X]补=11010100+[-Y]补=00110101100001001超出8位（模值），舍弃[X-Y]补=00001001，X-Y=+0001001=(+9)例1：A=0.1011，B=-0.1110，求：A+B∵[A]补=0.1011，[B]补=1.00100.1011+1.00101.1101∴[A+B]补=1.1101，A+B=-0.0011书上算例0.1101∴[A-B]补=0.1101，A-B=

9、0.1101例2：A=0.1011，B=-0.0010，求：A-B∵[A]补=0.1011，[B]补=1.1110，[-B]补=0.00100.1011+0.0010如何用硬件实现？数字逻辑复习也是书上第4章正文的内容复习:一位全加器Si=Ai⊕Bi⊕Ci-1Ci=AiBi+(Ai⊕Bi)Ci-1多位加法器FAFAFA…C1C2Cn-1CnA1B1A2B2AnBnS1S2SnC0多位加法器SiAiBiY寄存器X寄存器加法器CPX补码加法：X→F、Y→F、F→X、CPXX→FY→FF→XCPX＆＆＆≥1ACY寄存器X寄存器加法器