飛白中英計(jì)算機(jī)組成原理真題解析講義

專(zhuān)題 試卷統(tǒng)計(jì)分析及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 （專(zhuān)題 數(shù)制與編碼 （專(zhuān)題 定點(diǎn)數(shù)的運(yùn) （專(zhuān)題 浮點(diǎn)數(shù)的表示與運(yùn) （專(zhuān)題 器基礎(chǔ)知識(shí) （專(zhuān)題 器連接 （專(zhuān)題 器性能的提升（一）專(zhuān)題 器性能的提升（二）專(zhuān)題 器性能的提升（三）

（（（專(zhuān)題 指令格專(zhuān)題十 尋址方

（（專(zhuān)題十 ＣＰＵ的功能和基本結(jié)專(zhuān)題十 控制器的功能和工作原

（（專(zhuān)題十 流水 （專(zhuān)題十 外部設(shè)備與接 （專(zhuān)題十 Ｉ／Ｏ方 （專(zhuān)題 試卷統(tǒng)計(jì)分析及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概一、計(jì)算機(jī)組成原理試題以近５年國(guó)家統(tǒng)考題為國(guó)家統(tǒng)考題特點(diǎn)分各校自主命題特點(diǎn)分析課程體系框架分析二、計(jì)算主要考點(diǎn)回基本概馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)硬件構(gòu)成結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)剖析指令是按一定的順序一條接一條地進(jìn)行按照計(jì)算程序所排的指令序列，先從器取出一條指令放到控制器中，對(duì)該指令的操作碼由譯進(jìn)行分析判別，然后執(zhí)行這條指令，進(jìn)行相應(yīng)的操作。接著從器取出第二條指令，再執(zhí)行這第二條指令。依次類(lèi)推馮·諾依曼思想的基本要點(diǎn)（１）采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指指令是程序的基本單位，程序是若干指令的有序集合。指令與數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制代碼的形式同存于器中。（２）由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、器和控制器五大部件組成運(yùn)算器和控制器統(tǒng)稱(chēng)為ＣＰＵ，把ＣＰＵ與主器（內(nèi)存）統(tǒng)稱(chēng)為主機(jī)，輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、外存儲(chǔ)器稱(chēng)為外部設(shè)備，簡(jiǎn)稱(chēng)為Ｉ／Ｏ設(shè)備。（３）采用程序方程序方式是指在用計(jì)算機(jī)解題之前，事先編制好程序，并連同所需的數(shù)據(jù)預(yù)先存入主器中。在解題過(guò)程（運(yùn)行程序）中，由控制器按照事先編好并存入器中的程序自動(dòng)地、連續(xù)地從器中依次取出指令并執(zhí)行，直到獲得所要求的結(jié)果為止。程序方式是諾依曼思想的，是計(jì)算機(jī)能高速自動(dòng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。（４）指令和數(shù)據(jù)以同等地位存于器，可按地址尋訪(fǎng)，程序和數(shù)據(jù)（５）指令由操作碼和地址碼組（６）以運(yùn)算器為中程序并按地址執(zhí)行就是馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，也是機(jī)器自動(dòng)化工作的關(guān)鍵。器字長(zhǎng) 指處理機(jī)運(yùn)算器中一次能夠完成二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算的位數(shù)。當(dāng)前處理機(jī)的字長(zhǎng)有８位、１６位、３２位、６４位。字長(zhǎng)越長(zhǎng)，表示計(jì)算的精度越高。與ＣＰＵ中的寄存器位數(shù)有吐量 表征一臺(tái)計(jì)算機(jī)在某一時(shí)間間隔內(nèi)能夠處理的信息量，單位是字節(jié)／秒（Ｂ／ｓ）。應(yīng)時(shí)間 表征從輸入有效到系統(tǒng)產(chǎn)生響應(yīng)之間的時(shí)間度量，用時(shí)間單位來(lái)度量，例如微秒（１０－６ｓ）、納秒（１０－９ｓ）用 表示在給定的時(shí)間間隔內(nèi)，系統(tǒng)被實(shí)際使用的時(shí)間所占的比率，一般用百分表示

線(xiàn)寬 一般指ＣＰＵ中運(yùn)算器與器之間進(jìn)行互連的總線(xiàn)二進(jìn)制位數(shù)器容 器中所有單元的總數(shù)目，通常用ＫＢ、ＭＢ、ＧＢ、ＴＢ來(lái)表示。其中Ｋ＝２１０，Ｍ＝２２０，Ｇ＝２３０，Ｔ＝２４０，Ｂ＝８位（１個(gè)字節(jié)）。器容量越大，的二進(jìn)制數(shù)越多。器帶 器的速度指標(biāo)，單位時(shí)間內(nèi)從器讀出的二進(jìn)制數(shù)信息量，一般用字節(jié)數(shù)／秒表示主頻／時(shí)鐘周期 ＣＰＵ的工作節(jié)拍受主時(shí)鐘控制，主時(shí)鐘不斷產(chǎn)生固定頻率的時(shí)鐘，主時(shí)鐘的頻率（ｆ）叫ＣＰＵ的主頻。度量單位是Ｍｚ兆赫茲）、ｚ吉赫茲）。主頻的倒數(shù)稱(chēng)為ＣＰＵ時(shí)鐘周期（Ｔ），即Ｔ＝１／ｆ，度量單位是微秒、納秒ＣＰＵ?qǐng)?zhí)行時(shí)間 表示ＣＰＵ?qǐng)?zhí)行一段程序所占用的ＣＰＵ時(shí)間，可用下式計(jì)算：ＣＰＵ?qǐng)?zhí)行時(shí)間 ＝ＣＰＵ時(shí)鐘周期數(shù) ×ＣＰＵ時(shí)鐘周期長(zhǎng) 表示每條指令周期數(shù)，即執(zhí)行一條指令所需的平均時(shí)鐘周期數(shù)。用下式計(jì)算ＣＰＩ＝執(zhí)行某段程序所需的ＣＰＵ時(shí)鐘周期該程序包含的指令條 表示每秒百萬(wàn)條指令數(shù)，用下式計(jì)算ＭＩＰＳ 指令條程序執(zhí)行時(shí)間 表示每秒百萬(wàn)次浮點(diǎn)操作次數(shù)，用下式計(jì)算：ＭＦＬＯＰＳ＝程序中的浮點(diǎn)操作次數(shù)程序執(zhí)行時(shí)間×ＭＩＰＳ是單位時(shí)間內(nèi)的執(zhí)行指令數(shù)，所以ＭＩＰＳ值越高說(shuō)明機(jī)器速度越快ＭＦＬＯＰＳ是基于操作而非指令的，只能用來(lái)衡量機(jī)器浮點(diǎn)操作的性能，而不能體現(xiàn)機(jī)器的整體性能。 表示每秒萬(wàn)億次浮點(diǎn)操作次數(shù)，該技術(shù)指標(biāo)一般在超級(jí)計(jì)算機(jī)中使用。三、典型例題分析與解題—、選擇１．【２００９】馮·諾依曼計(jì)算機(jī)中指令和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制形式存放在器中，ＣＰＵ區(qū)分它們的依據(jù)是（）Ａ．指令操作碼的譯碼結(jié)果Ｂ．指令和數(shù)據(jù)的尋址方式Ｃ．指令周期的不同階段Ｄ．指令和數(shù)據(jù)所在的單２．【２０１０】下列選項(xiàng)中，能縮短程序執(zhí)行時(shí)間的措施是 （１）提高ＣＰＵ時(shí)鐘頻（２）優(yōu)化通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)（３）優(yōu)化通過(guò)程Ａ．僅（１）和（２） Ｂ．僅（１）和（３） Ｃ．僅（２）和（３） Ｄ．（１）、（２）、（３）３．【２０１１】下列選項(xiàng)中，描述浮點(diǎn)數(shù)操作速度指標(biāo)的是（ Ａ． Ｂ． Ｃ． Ｄ．４．【２０１２】假定基準(zhǔn)程序Ａ在某計(jì)算機(jī)的運(yùn)行時(shí)間為１００秒，其中９０秒為ＣＰＵ時(shí)間，其余時(shí)間為Ｉ／Ｏ時(shí)間，若ＣＰＵ速度提高５０％，Ｉ／Ｏ速度不變，則運(yùn)行基準(zhǔn)程序Ａ所消耗的時(shí)間為（ Ａ．５５ Ｂ．６０ Ｃ．６５ Ｄ．７０５．【２０１３】某計(jì)算機(jī)主頻１．２ｚ其指令分為４類(lèi)，它們?cè)诨鶞?zhǔn)程序中所占比例及ＣＰＩ如下表所示：指令類(lèi)所占比Ａ２Ｂ３Ｃ４Ｄ５該機(jī)的ＭＩＰＳ數(shù)是）Ａ．Ｂ．Ｃ．Ｄ．６．Ｓ每秒百萬(wàn)次指令數(shù)）和ＦＬＰＳ每秒百萬(wàn)次浮點(diǎn)運(yùn)算數(shù)）是衡量ＣＰＵ性能的兩個(gè)指標(biāo)，其中（ Ａ．ＭＩＰＳ適合衡量向量處理機(jī)的性能，ＭＦＬＯＰＳ適合衡量標(biāo)量處理機(jī)的性能Ｂ．ＭＩＰＳ適合衡量標(biāo)量處理機(jī)的性能，ＭＦＬＯＰＳ適合衡量向量處理機(jī)的性能Ｃ．ＭＩＰＳ反映計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的峰值性能，ＭＦＬＯＰＳ反映計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的持續(xù)性能Ｄ．ＭＩＰＳ反映計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的持續(xù)性能，ＭＦＬＯＰＳ反映計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的峰值性能７．完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)包括（）。【杭州電子科技大學(xué)２００６】Ａ．運(yùn)算器、器、控制 Ｂ．外設(shè)和主Ｃ．主機(jī)和實(shí)用程序 Ｄ．配套的硬件設(shè)備和系統(tǒng)８．通常稱(chēng)“容量為６４０Ｋ的器”是指（ ）?！竞贾蓦娮涌萍即髮W(xué)２００６】Ａ．６４０×１０３字節(jié)的 Ｂ．６４０×１０３位的Ｃ．６４０×２１０位的器 Ｄ．６４０×２１０字節(jié)的器二、填空題１．運(yùn)算器的基本功能是實(shí) 運(yùn)算?！救A技大學(xué)２０００年２．決定指令執(zhí)行順尋的寄存器 ，而記錄指令執(zhí)行結(jié)果狀態(tài)的寄存器 【北航２００１３．計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由 兩大部分組成【華技大學(xué)２００７】４．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由 系統(tǒng)和 系統(tǒng)構(gòu)成?！疚髂辖淮螅玻埃埃丁浚担?，并按 順序執(zhí)行，這是 型計(jì)算機(jī)的工作原理?！疚髂辖淮螅玻埃埃丁浚叮?語(yǔ)言編寫(xiě)的程序可以由計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行?！疚髂辖淮螅玻埃埃丁浚罚停桑校拥闹形娜Q(chēng) 。【科技大學(xué)２００６８．計(jì)算機(jī)的基本字長(zhǎng)是指 ?！究萍即髮W(xué)２００６】三、回答下列問(wèn)題【大連理工大學(xué)】１．馮·諾依曼體制計(jì)算機(jī)四、解題１．一些概念作為應(yīng)該知道，通讀一本的第一章，劃下重點(diǎn)概念２．理解計(jì)算機(jī)的執(zhí)行過(guò)程，計(jì)算機(jī)工作靠程序，而程序怎么執(zhí)行，程序在計(jì)算機(jī)中存在什么地方，程序由什么部件執(zhí)行，相關(guān)部件怎么配合。３．性能指標(biāo)的含義要熟記專(zhuān)題 數(shù)制與編一、考綱１．進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)計(jì)算機(jī)中常用的進(jìn)位計(jì)數(shù)制；各種數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)化。２．真值和機(jī)器數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)和帶符號(hào)數(shù)；真值及原碼、反碼、補(bǔ)碼、移碼。３．ＢＣＤ碼８４２１碼、２４２１碼、余３碼。４．字符與字符串的表示方法ＡＳＣＩＩ碼、漢字編碼。５．奇偶，海明和循環(huán)冗余二、關(guān)鍵１．原真值（絕對(duì)值）前面加上一個(gè)符號(hào)位（正數(shù)０、負(fù)數(shù)１）形式為ｘｘｘｘｎ定點(diǎn)小數(shù)［Ｘ］原＝定點(diǎn)整［Ｘ］原

０＋｜ｘ｜＝ １＞１＋｜ｘ｜＝１－ ０＞－０＋｜ｘ｜＝ ２ｎ＞２ｎ＋｜ｘ｜＝２ｎ－ ０＞－

（２．（２．個(gè)ｎ＋１位（包括數(shù)值位和符號(hào)位）定點(diǎn)小數(shù)原碼的表示范圍–（１－２－ｎ）≤ｘ≤１－２－ｎ個(gè)ｎ＋１位（包括數(shù)值位和符號(hào)位）定點(diǎn)整數(shù)原碼的表示范圍–（２ｎ－１）≤ｘ≤２ｎ對(duì)于０，原碼有兩種形式（以小數(shù)為例）［＋０］原＝０．０００．．．［－０］原＝１．０００．．．原碼性質(zhì)原碼中０的表示不唯一若原碼字長(zhǎng)為ｎ，總共有２ｎ個(gè)編碼，但對(duì)應(yīng)的真值只有２ｎ－１個(gè)，原因?yàn)椋郏埃菡加昧藘蓚€(gè)編碼，因此原碼表示的范圍較?。ǎ玻顐€(gè)編碼只能表示２ｎ－１個(gè)真值）。原碼的移位規(guī)則：原符號(hào)位不變，數(shù)值部分左移或右移，移出的空位填“０”。（左移一位相當(dāng)于乘以２，右移一位相當(dāng)于除以２）２．補(bǔ)碼表示為什么要使用補(bǔ)碼？答：用加法代替減法當(dāng)需要減去一個(gè)數(shù)ｘ時(shí)，可以用加上ｘ對(duì)應(yīng)的負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼［－ｘ］補(bǔ)來(lái)代替舉例：假設(shè)現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間為４點(diǎn)整；而有一只表已經(jīng)７點(diǎn)了，為了校準(zhǔn)時(shí)間，可以采用兩種方法：將時(shí)針退７－４＝３格；將時(shí)針向后撥９格，７＋９（ｍｏｄ１２）＝４。這兩種方法都能對(duì)準(zhǔn)到４點(diǎn)。可以看出，減３和加９是等價(jià)的，即９是（－３）對(duì)１２的補(bǔ)碼，可以用數(shù)學(xué)公式表示–３＝＋９（ｍｏｄ１２）７－３和７＋９（ｍｏｄ１２）等價(jià)，９稱(chēng)為－３對(duì)１２的補(bǔ)碼即［－３］補(bǔ)＝９＝１２＋（－３）（ｍｏｄ１２）補(bǔ)碼的定義［Ｘ］補(bǔ)＝Ｍ＋Ｘ（Ｍｏｄ當(dāng)ｘ時(shí)，Ｍ＋Ｘ大于Ｍ把Ｍ丟掉，所以［Ｘ］補(bǔ)＝Ｘ，即正數(shù)的補(bǔ)數(shù)等于其本身。當(dāng)ｘ＜０時(shí)，［Ｘ］補(bǔ)＝Ｍ＋Ｘ＝Ｍ－｜｜，所以負(fù)數(shù)的補(bǔ)數(shù)等于模與該數(shù)絕對(duì)值之差 ［ Ｍ＋ｘ＝Ｍ－｜ｘ ｘ＜

（ 純小數(shù)補(bǔ)碼表示的模Ｍ＝純整數(shù)補(bǔ)碼表示的模Ｍ＝２ｎ定點(diǎn)小數(shù)定點(diǎn)整［Ｘ］補(bǔ)

１＞ｘ２＋ｘ＝２－｜ｘ ０ｘ－ ２ｎ＞２ｎ＋１＋ｘ＝２ｎ＋１－｜ｘ ０≥－

（ （ ２ｎ＋１補(bǔ)碼的性質(zhì)０的補(bǔ)碼表示唯一（用定義求［＋０］補(bǔ)＝［－０］補(bǔ)＝２＋０．００…００＝０．００… （純小數(shù)ｍｏｄ［＋０］

＝［－０］

＝２ｎ＋１±００…００＝００… （純整數(shù)ｍｏｄ２ｎ＋１和－２ｎ的補(bǔ)碼表示（注意與原碼的表示范圍比較［－１］補(bǔ)＝２＋（－１）＝１０．０…０＋（－１．０…０）＝１．０…０純小數(shù)原碼［－１］原不能表示。只能表示到－（１－２－ｎ）純整數(shù)原碼［－２ｎ］原不能表示。只能表示到－（２ｎ－１）補(bǔ)碼比原碼在數(shù)軸的最左端多表示一個(gè)數(shù)。１和－２ｎ的補(bǔ)碼與［－０］原表示形式一樣。補(bǔ)碼的表示范圍：個(gè)ｎ位定點(diǎn)整數(shù)補(bǔ)碼的表示范圍–２ｎ≤ｘ≤２ｎ"個(gè)ｎ位定點(diǎn)小數(shù)補(bǔ)碼的表示范圍–１≤１－２－ｎ回顧原碼的范圍：個(gè)ｎ位定點(diǎn)整數(shù)原碼的表示范圍–（２ｎ－１）≤ｘ≤２ｎ"個(gè)ｎ位定點(diǎn)小數(shù)原碼的表示范圍–（１－２－ｎ）≤ｘ≤１－２－ｎ補(bǔ)碼與原碼的關(guān)系：ｘ０［ｘ］原＝［ｘ］補(bǔ)若ｘ＜０，對(duì)［ｘ］原其按位取反（符號(hào)位不變）后再在最低位加１得到［ｘ］補(bǔ)；反之將［ｘ］補(bǔ)除符號(hào)位以外各位取反后，再在最低位加１，即可得到［ｘ］原。注意：－１和－２ｎ。有補(bǔ)無(wú)原。要表示原碼加一位。［ｘ］補(bǔ)和［－ｘ］補(bǔ)的關(guān)系已知［ｘ］補(bǔ)，將［ｘ］補(bǔ)的各位（含符號(hào)位）取反，然后在最低位上加１，即得到［－ｘ］補(bǔ)。反之亦然。求［－ｘ］補(bǔ)，也稱(chēng)為對(duì)［ｘ］補(bǔ)的求補(bǔ)。補(bǔ)碼的移位規(guī)則補(bǔ)碼的左移（乘２）：符號(hào)位不變，數(shù)值部分左移，最低位移出的空位填補(bǔ)碼的右移（除２）：符號(hào)位不變，數(shù)值部分右移，最移出的空位填符號(hào)位。補(bǔ)碼的位擴(kuò)展：例如將字節(jié)（８位二進(jìn)制）表示的補(bǔ)碼擴(kuò)展為１６位二進(jìn)制表示的補(bǔ)碼。定點(diǎn)小數(shù)：在最低位用０擴(kuò)展。定點(diǎn)整數(shù)：在最用符號(hào)位擴(kuò)展例：【２００９】一個(gè)Ｃ語(yǔ)言程序在一臺(tái)３２位機(jī)器上運(yùn)行。程序中定義了三個(gè)變量ｘｙｚ，其中ｘ和ｚ是ｉｎｔ型，ｙ為ｓｈｏｒｔ型。當(dāng)ｘ＝１２７，ｙ＝－９時(shí)，執(zhí)行賦值語(yǔ)句ｚ＝ｘ＋ｙ后，ｘｙｚ的值分別是（ Ａ．ｘ＝７ｙ＝ＦＦＦ９Ｈ，ｚ＝００００００７６ＨＢ．ｘ＝７ｙ＝ＦＦＦ９Ｈ，ｚ＝ＦＦＦＦ００７６ＨＣ．ｘ＝７ｙ＝ＦＦＦ７Ｈ，ｚ＝ＦＦＦＦ００７６ＨＤ．ｘ＝７Ｈｙ＝ＦＦＦ７Ｈ，ｚ＝００００００７６Ｈ例：【２０１２】假定編譯器規(guī)定，ｉｎｔ型占３２位，ｓｈｏｒｔ型占１６位，若有下列Ｃ語(yǔ)言語(yǔ)句：ｕｎｓｉｇｎｅｄｓｈｏｒｔｘ＝６５５３０；ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｙ＝得到ｙ的機(jī)器數(shù)為 Ａ．００００ Ｂ．００００Ｃ．ＦＦＦＦ Ｄ．ＦＦＦＦ常用求補(bǔ)碼的方法（與定義求補(bǔ)碼比較）：ａ．若ｘ０則［ｘ］補(bǔ)＝ｘ，符號(hào)位為０若ｘ＜０，則將ｘ絕對(duì)值的各位取反，然后在最低位上加１，符號(hào)位為１，即得到［ｘ］補(bǔ)。ｂ．若ｘ０數(shù)值位不變，符號(hào)位為０。若ｘ＜０，數(shù)值位從最低位開(kāi)始，對(duì)遇到的０和第一個(gè)１取其原來(lái)的代碼，對(duì)第一個(gè)以后開(kāi)始直至最均按位取反，符號(hào)位為１。這兩種求補(bǔ)方法電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單易行例：【２０１０】假定有４個(gè)整數(shù)用８位補(bǔ)碼分別表示ｒ１＝ＦＥＨ，ｒ２＝２ｒ３＝９０Ｈ，ｒ４＝８若將運(yùn)算結(jié)果存放在一個(gè)８位寄存器中，則下列運(yùn)算會(huì)發(fā)生溢出的是（ Ａ．ｒ１×ｒ２ Ｂ．ｒ２×ｒ３ Ｃ．ｒ１×ｒ４ Ｄ．ｒ２×ｒ４３．反碼表示法所謂反碼，就是二進(jìn)制的各位數(shù)碼０變?yōu)椋?，１變?yōu)椋?。定點(diǎn)小數(shù)—［ｘ］反 １＞—（２－２）＋ ０＞－

（２－２－ｎ） （２．定點(diǎn)整 ２ｎ＞［ｘ］反（２ｎ＋１－１）＋ ０＞－

（２．反碼的特點(diǎn)（１）反碼中，０有兩種表示形純小數(shù)：［＋０］反＝０．００… ［－０］反＝１．１１…純整數(shù)：［＋０］反＝０００… ［－０］反＝１１１…（２）反碼的表示范圍與原碼相同。４．移碼表示法定點(diǎn)整數(shù)，移碼是ｎ位數(shù)值真值加上一個(gè)固定常數(shù)移［ｘ］＝２ｎ＋ｘ ２ｎ＞ｘ－２ｎ 定點(diǎn)小數(shù)，移碼的真值加上一個(gè)固定常數(shù)１移［ｘ］移＝１＋ ＋１＞ｘ－ （２．根據(jù)上兩式可知，移碼表示把真值ｘ在數(shù)軸上正向平移１（純小數(shù)）或２ｎ（純整數(shù)）后得到的移碼中“０”的表移碼中“０”的表示是唯一 ［＋０］＝［－０］＝２ｎ０…０＝１０…０（純整數(shù)）移碼的表數(shù)范圍與補(bǔ)碼一 純整數(shù)移碼表示的最小數(shù)可以表示到－２ｎ移碼與補(bǔ)碼的關(guān)系補(bǔ)碼的數(shù)值部分不變，符號(hào)取反，即得移碼。反之亦然５．Ａ．奇偶組成奇偶的基本方法：在ｎ位有效信息位上增加一個(gè)二進(jìn)制校驗(yàn)位，構(gòu)成一個(gè)ｎ＋１位奇偶。奇校驗(yàn)：使ｎ＋１位的奇偶中１的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。偶校驗(yàn)：使ｎ＋１位的奇偶中１的個(gè)數(shù)為偶數(shù)。Ｂ．海明海明校驗(yàn)實(shí)質(zhì)上是一種多重奇偶校驗(yàn)。它將有效信息按某種規(guī)律分成若干組，每組安排一個(gè)校驗(yàn)位，作奇偶測(cè)試，就能提供多位檢錯(cuò)信息，以最大可能是哪位出錯(cuò)，從而將其糾正。Ｃ．ＣＲＣ由多項(xiàng)式Ｍｘ）·２ｒ除以產(chǎn)生的生成多項(xiàng)式Ｇ（ｘ）所得的余數(shù)形成。ＣＲＣ的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)方法：發(fā)送部件將某信息的ＣＲＣ碼傳送至接收部件，接收部件收到ＣＲＣ碼后，仍用約定的多項(xiàng)式Ｇ（ｘ）去除，若余數(shù)為０，表示傳送正確；若余數(shù)不為０，表示出錯(cuò)，再由余數(shù)的值來(lái)確定哪一位出錯(cuò)，從而加以糾正海明校驗(yàn)和ＣＲＣ校驗(yàn)相對(duì)奇偶校驗(yàn)而言較為復(fù)雜，但它們不僅可以查錯(cuò)，還能是哪位出錯(cuò)并通過(guò)線(xiàn)路糾正其錯(cuò)誤，從而保證數(shù)據(jù)信息傳送的正確性。三、典型例題分析與解題—、選擇１．在機(jī)器數(shù) ）中，零的表示形式是唯一的。【西安交通大學(xué)，２００３Ａ．原 Ｂ．補(bǔ)碼和移 Ｃ．補(bǔ) Ｄ．補(bǔ)碼和反２．在補(bǔ)碼表示的機(jī)器中若寄存器Ａ中存放的數(shù)９經(jīng)過(guò)一次（ ）運(yùn)算它可變?yōu)椋茫疲取！疚靼步煌ù髮W(xué)，２００３】Ａ．算術(shù)左移 Ｂ．邏輯左移 Ｃ．算術(shù)右移 Ｄ．邏輯右移３．ｎ位定點(diǎn)補(bǔ)碼表示的最大值是（ ）?！敬髮W(xué)，２００６】Ａ．２ｎ Ｂ．２ｎ－１ Ｃ．２ｎ－１ ４．一條機(jī)器內(nèi)碼是８０Ｈ，所表示的真值為－１２７，則它是（）。【大學(xué)，２００６】Ａ．補(bǔ)碼 Ｂ．原碼 Ｃ．反碼 Ｄ．移碼５．８位原碼能表示的不同數(shù)據(jù)有（ ）個(gè)?！緡?guó)防科技大學(xué)，２００３】Ａ．１５ Ｂ．１６ Ｃ．２５５ 二、填空題１．ｎ＋１位補(bǔ)碼可以表示 個(gè)正數(shù)和 個(gè)負(fù)數(shù)?！荆玻埃埃担煌ù髮W(xué)】２．?dāng)?shù)據(jù)－１３３的１６位補(bǔ)碼編碼為 。【２００３，交通大學(xué)】３．設(shè)ｘ＝－６９，字長(zhǎng)ｎ＝１（含一位符號(hào)位），則ｘ的原碼為 ，ｘ的補(bǔ)碼為 碼為 。【２００９，交通大學(xué)】４．已知十六進(jìn)制數(shù)５Ｈ若講此數(shù)分別視為補(bǔ)碼、反碼和移碼，其對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制整數(shù)值分別 。【２００２，四、解題１．以補(bǔ)碼為中心２．不同碼之間的差別：如范圍、符號(hào)、特殊值的表示等。３．不同編碼的用途。專(zhuān)題 定點(diǎn)數(shù)的運(yùn)一、考綱１．定點(diǎn)數(shù)的移位運(yùn)常見(jiàn)機(jī)器碼的邏輯左移、右移，算術(shù)左移、右移。２．定點(diǎn)數(shù)的加減運(yùn)算重點(diǎn)掌握補(bǔ)碼的加減運(yùn)算法則。３．定點(diǎn)數(shù)的乘除運(yùn)算４．溢出的概念與判別方單符號(hào)位法、雙符號(hào)位法，進(jìn)位法二、關(guān)鍵移位運(yùn)邏輯移位規(guī)則：補(bǔ)０算術(shù)移位規(guī)則原 補(bǔ)補(bǔ)碼左 補(bǔ)補(bǔ)碼右移 補(bǔ)符號(hào)位補(bǔ)碼加法［ｘ］補(bǔ)＋［ｙ］補(bǔ)＝［ｘ＋ｙ］補(bǔ) （ｍｏｄ 補(bǔ)碼減法［ｘ－ｙ］補(bǔ)＝［ｘ］補(bǔ)＋［－ｙ］補(bǔ)＝［ｘ］補(bǔ)－［ｙ］溢出概念與檢測(cè)方法雙符號(hào)位法；單符號(hào)位法１．原碼一位乘Ａ＝－０． Ｂ＝０．Ａ×Ｂ＝－０． 乘積的符號(hào)心算求２．改進(jìn)后的筆算乘法過(guò)程（豎式小乘法運(yùn)算可用加和移位實(shí)現(xiàn)ｎ＝４，加４次，移４由乘數(shù)的末位決定被乘數(shù)是否與原部分積相加，然后→１位形成新的部分積，同時(shí)乘數(shù)→１（末位移丟），空出存放部分積的低位。被乘數(shù)只與部分積的相加硬件 ３個(gè)寄存器，具有移位功能１個(gè)全加器原碼一位乘的硬件配１）補(bǔ)碼一位乘法其運(yùn)算規(guī)則如下（１）符號(hào)位參加運(yùn)算，被乘數(shù)取雙符號(hào)位（２）乘數(shù)取單符號(hào)位，末位增加一位附加位ｙｎ＋１，其初值為０（３）部分積開(kāi)始時(shí)為０。當(dāng)ｙｎｙｎ＋１＝或１１時(shí)，部分積加０，然后部分積和乘數(shù)一同右移一位；當(dāng)ｙｎｙｎ＋１＝０１時(shí)，部分積加［ｘ］補(bǔ)，然后部分積和乘數(shù)一同右移一位；當(dāng)ｙｎｙｎ＋１＝１０時(shí)，部分積［一ｘ］補(bǔ)，然后部分積和乘數(shù)一同右移一位（４）第③步重復(fù)ｎ＋１次，但最后一次不移位。２）原碼和補(bǔ)碼一位乘的區(qū)別（１）前者符號(hào)位單獨(dú)處理，后者符號(hào)位參加運(yùn)算（２）前者只用乘數(shù)的末位進(jìn)行判斷，后者乘數(shù)增加一附加位，用最后兩位進(jìn)行判斷（３）前者循環(huán)次數(shù)為ｎ，后者循環(huán)次數(shù)為ｎ但最后一次不移位。３．原碼陣列乘法器設(shè)ｘ＝０．１１０１，ｙ＝０．１０１１．讓再用方法求其乘積實(shí)現(xiàn)這個(gè)乘法過(guò)程所需要的操作和人們的方法非常類(lèi)似４．帶符號(hào)的陣列乘法（１）對(duì)２求補(bǔ)器電先來(lái)看看算術(shù)運(yùn)算部件設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到的求補(bǔ)電路。具有使能控制的二進(jìn)制對(duì)２求補(bǔ)器電路圖，其邏輯表達(dá)式如下：Ｃ－１＝ Ｃｉ＝ａｉ＋Ｃｉ－ ｉ－* ｉ－

０（２）帶符號(hào)的陣列乘法（ｎ＋１）（ｎ＋１）位帶求補(bǔ)器的陣列乘法器邏輯方框５．原碼除法運(yùn)算原設(shè)被除數(shù)ｘ＝０．１００１，除數(shù)ｙ＝０．１０１１，模仿十進(jìn)制除法運(yùn)上面的筆算過(guò)程可敘述如下（１）判斷ｘ是否小于ｙ？現(xiàn)在ｘ＜ｙ，故商的整數(shù)位商“０”，ｘ的低位補(bǔ)０，得余數(shù)ｒ（２）比較ｒ２－１ｙ，因ｒ０＞２－１ｙ，表示夠減，小數(shù)點(diǎn)后第一位商“１”，作ｒ０－２－１ｙ，得余數(shù)ｒ（３）比較ｒ２－２ｙ，因ｒ１＞２－２ｙ，表示夠減，小數(shù)點(diǎn)后第二位商“１”，作ｒ１－２－２ｙ，得余數(shù)ｒ（４）比較ｒ２－３ｙ，因ｒ２＜２－３ｙ，不夠減，小數(shù)點(diǎn)后第三位商“０”，不作減法，得余數(shù)ｒ（＝ｒ）（５）比較ｒ２－４ｙ，因ｒ３＞２－４ｙ，表示夠減，小數(shù)點(diǎn)后第四２位商“１”，作ｒ３－２－４ｙ，得余數(shù)ｒ。求四位商，至此除法完畢。在計(jì)算機(jī)中，小數(shù)點(diǎn)是固定的，不能簡(jiǎn)單地采用手算的辦法。為便于機(jī)器操作，使“除數(shù)右移”和“右移上商”的操作起來(lái)。機(jī)器的運(yùn)算過(guò)程和人不同，人會(huì)心算，一看就知道夠不夠減。但機(jī)器卻不會(huì)心算，比較大小實(shí)質(zhì)是先作減法：若差為正，才知道夠減；若差為負(fù)，才知道不夠減不夠減時(shí)必須恢復(fù)原來(lái)的余數(shù)，以便再繼續(xù)往下運(yùn)算。這種方法稱(chēng)為恢復(fù)余數(shù)法。要恢復(fù)原來(lái)的余數(shù)，只要當(dāng)前的余數(shù)加上除數(shù)即可。于要恢復(fù)余數(shù)，使除法進(jìn)行過(guò)程的步數(shù)不固定，因此控制比較復(fù)雜當(dāng)某次減除數(shù)操作使得余數(shù)為負(fù)值時(shí)應(yīng)該商“０”，并加除數(shù)恢復(fù)余數(shù)；下一步的操作是右移一位除數(shù)，再減去這個(gè)右移一位的除數(shù)。若用Ｒ表示某次的負(fù)余數(shù)，用Ｂ表示除數(shù)，那么上述操作可表示為Ｒ＋Ｂ－Ｂ×２－１＝Ｒ＋Ｂ×２－１其中Ｒ＋Ｂ表示恢復(fù)余數(shù)，２－示右移一位，×示下一步的減除數(shù)操作當(dāng)余數(shù)為負(fù)數(shù)時(shí)，應(yīng)商“０”，余數(shù)左移一位后加除數(shù)。這樣當(dāng)不夠減時(shí)，并不需要恢復(fù)余數(shù)，只是下一步要進(jìn)行Ｒ＋Ｂ×２－操作。比較：當(dāng)余數(shù)為負(fù)數(shù)時(shí)，應(yīng)商“０”，除數(shù)右移一位后加除數(shù)（右移后）。這樣當(dāng)不夠減時(shí)，并不需恢復(fù)余數(shù)，只是下一步要進(jìn)行Ｒ＋Ｂ×２－操作。原碼加減交替法運(yùn)算的法則：（１）若余數(shù)０，商“１”，除數(shù)右移一位，減這個(gè)右移的除數(shù)（２）若余數(shù)＜０，商“０”，除數(shù)右移一位，加這個(gè)右移的除數(shù)（注意：除數(shù)右移和余數(shù)左移大家不要）補(bǔ)碼不恢復(fù)余數(shù)除則設(shè)被除數(shù)為［ｘ］補(bǔ)，除數(shù)為［ｙ］補(bǔ)，余數(shù)為［ｒ］補(bǔ)（１）［ｘ］補(bǔ)與［ｙ］補(bǔ)的符號(hào)相同時(shí)，［ｘ］補(bǔ)－［ｙ］補(bǔ)；［ｘ］補(bǔ)與［ｙ］補(bǔ)的符號(hào)相異時(shí)，［ｘ］補(bǔ)＋［ｙ］補(bǔ)。商的符號(hào)取值見(jiàn)（２）；（２）［ｒ］補(bǔ)與［ｙ］補(bǔ)的符號(hào)相同時(shí)，商１，２［ｒ］補(bǔ)－［ｙ］補(bǔ)；［ｒ］補(bǔ)與［ｙ］補(bǔ)的符號(hào)相異時(shí)，商０，２［ｒ］補(bǔ)＋［ｙ］補(bǔ)（３）采用“恒置１”法時(shí)，包括符號(hào)位在內(nèi)，重復(fù)第（２）步ｎ次；采用校時(shí)，包括符號(hào)位在內(nèi)，重復(fù)第（２）步ｎ＋１次。三、典型例題分析與解題１．在機(jī)器數(shù)（）中，零的表示形式是唯一的?！疚靼步煌ù髮W(xué)，２００３Ａ．原碼 Ｂ．補(bǔ)碼和移碼 Ｃ．補(bǔ)碼 Ｄ．補(bǔ)碼和反碼２．在補(bǔ)碼表示的機(jī)器中若寄存器Ａ中存放的數(shù)９Ｈ經(jīng)過(guò)一次（）運(yùn)算它可變?yōu)椋茫疲取＃粒阈g(shù)左移 Ｂ．邏輯左移 Ｃ．算術(shù)右移 Ｄ．邏輯右移３．假定在一個(gè)８位字長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)中運(yùn)行如下類(lèi)Ｃ程序段：【２０１１】ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｘ＝１３４；ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｙ＝２４６；ｉｎｔｍ＝ｘ；ｉｎｔｎ＝ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｚ１＝ｘ－ｙ；ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｚ２＝ｘ＋ｙ；ｉｎｔｋ１＝ｍ－ｎ；ｉｎｔｋ２＝ｍ＋若編譯器編譯時(shí)將８?jìng)€(gè)８位寄存器Ｒ１～別分配給變量ｘ、ｙ、ｍ、ｎ、ｚｚｋｋ請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（提示：帶符號(hào)整數(shù)用補(bǔ)碼表示）（１）執(zhí)行上述程序段后，寄存器內(nèi)容分別是什么？（用十六進(jìn)制表示（２）執(zhí)行上述程序段后，變量ｍ和ｋ值分別是多少？（用十進(jìn)制表示（３）上述程序段涉及帶符號(hào)整數(shù)加／減、無(wú)符號(hào)整數(shù)加／減運(yùn)算，這四種運(yùn)算能否利用同一個(gè)加法器及輔助電路實(shí)現(xiàn)？簡(jiǎn)述理由。（４）計(jì)算機(jī)如何判斷帶符號(hào)整數(shù)加／減運(yùn)算的結(jié)果是否發(fā)生溢出？上述程序段中，哪些帶符號(hào)整數(shù)運(yùn)算語(yǔ)句的執(zhí)行結(jié)果會(huì)發(fā)生溢出？４．定點(diǎn)加法運(yùn)算中， ）時(shí)表示數(shù)據(jù)產(chǎn)生溢出?！敬髮W(xué)，２００６Ａ．符號(hào)位相 Ｂ．雙符號(hào)位不 Ｃ．兩正數(shù)相 Ｄ．兩負(fù)數(shù)相５．設(shè)ｘ＝＋１５，ｙ＝－１３，數(shù)據(jù)用補(bǔ)碼表示，用帶求補(bǔ)器的陣列乘法器求出乘積ｘｙ＝？【郵電大學(xué)，２００６】６．將數(shù)據(jù)３４和２８轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)，進(jìn)行補(bǔ)碼編碼，并用補(bǔ)碼求其和與差，結(jié)果表示為十進(jìn)制數(shù)【２００３，交通大學(xué)７．已知ｘ＝－０．１０１１１，ｙ＝０．１１０１０，用變形補(bǔ)碼計(jì)算［ｘ］補(bǔ)＋［ｙ］補(bǔ)及［ｘ］補(bǔ)－［ｙ］補(bǔ)并對(duì)運(yùn)算結(jié)果是否溢出進(jìn)行說(shuō)明。【２００７，華技大學(xué)】８．某字長(zhǎng)８位的計(jì)算機(jī)中，已知整型變量ｘ、ｙ的及機(jī)器數(shù)分別為［ｘ］補(bǔ)＝１１１１０１００，［ｙ］補(bǔ)＝１０１１００００。若整型變量ｚ＝２×ｘ＋ｙ／２，則ｚ的機(jī)器數(shù)為（ ）【２０１３，】Ａ．１ Ｂ．０ Ｃ．１ Ｄ．溢四、解題重點(diǎn)和難點(diǎn)是各種算法法則專(zhuān)題 浮點(diǎn)數(shù)的表示與運(yùn)一、考綱１．浮點(diǎn)數(shù)的表浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍，ＩＥＥＥ７５４標(biāo)準(zhǔn)。２．浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算浮點(diǎn)數(shù)的加減運(yùn)算法則，浮點(diǎn)數(shù)的乘除運(yùn)算二、關(guān)鍵任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)Ｎ可以寫(xiě)Ｎ＝１０Ｅ× （２．同樣，在計(jì)算機(jī)中一個(gè)任意進(jìn)制數(shù)Ｎ可以寫(xiě)成Ｎ＝Ｒｅ×Ｍ Ｍ：尾數(shù)，是一個(gè)純小數(shù)ｅ：比例因子的指數(shù)，稱(chēng)為浮點(diǎn)數(shù)的指數(shù)，是一個(gè)整數(shù)Ｒ：比例因子的基數(shù)，對(duì)于二進(jìn)計(jì)數(shù)值的機(jī)器是一個(gè)常數(shù)，基數(shù)Ｒ是設(shè)計(jì)者約定的，用隱含方法表示。一般規(guī)定Ｒ為２，８或１６。ＩＥＥＥ７５４標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)數(shù)的表示方為便于移植，按照ＩＥＥＥ（電氣和電子工程師）７５４標(biāo)準(zhǔn)，３２位浮點(diǎn)數(shù)和６４位浮點(diǎn)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)格式為３２位的浮點(diǎn)數(shù)中Ｓ：浮點(diǎn)數(shù)的符號(hào)位，１位，０表示正數(shù)，１表示負(fù)數(shù)Ｍ尾數(shù)，２３位，用小數(shù)表示，小數(shù)點(diǎn)放在尾數(shù)域的最前面Ｅ：階碼（８位），階符采用隱含方式，即采用移碼方式來(lái)表示正負(fù)指數(shù)移碼方法對(duì)兩個(gè)指數(shù)大小的比較和對(duì)階操作都比較方便，因?yàn)殡A碼域值大者其指數(shù)值也大采用這種方式時(shí)，將浮點(diǎn)數(shù)的指數(shù)真值ｅ變成階碼Ｅ時(shí)，應(yīng)將指數(shù)ｅ加上一個(gè)固定的偏移值（０１１１１１１１），即Ｅ＝ｅ＋ＩＥＥＥ７５４標(biāo)準(zhǔn)中，一個(gè)規(guī)格化的３２位浮點(diǎn)數(shù)ｘ的真值可表示為ｘ＝（－１）ｓ×（１．Ｍ×２Ｅ－１２７ ｅ＝Ｅ－１２７（２．５）—個(gè)規(guī)格化的６４位浮點(diǎn)數(shù)ｘ的真值ｘ＝（－１）ｓ×（１．Ｍ×２Ｅ－ ｅ＝Ｅ－ （２．為提高數(shù)據(jù)的表示精度，當(dāng)尾數(shù)的值不為０時(shí)，尾數(shù)域的最高有效位應(yīng)為１，否則以修改階碼同時(shí)左右移小數(shù)點(diǎn)的辦法，使其變成這一表示形式，這稱(chēng)為浮點(diǎn)數(shù)的規(guī)格化表示。因?yàn)槲矓?shù)的最總為１，所以這一位不需要而默認(rèn)是存在在３２位浮點(diǎn)數(shù)表示中，要除去Ｅ用全０（００００００００）和全（１１１１１１１１）即（２５５）１０表示零和無(wú)窮大的特殊情況，指數(shù)的偏移值１２７（０１１１１１１１）。對(duì)于規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)，Ｅ的范圍變?yōu)椋钡剑玻担?，真正的指?shù)值ｅ則為１２６（１１２７）到＋１２７（２５４１２７）。因此３２位浮點(diǎn)數(shù)指數(shù)的表示的范圍是－１２６到＋１２７。浮點(diǎn)加法、減法運(yùn)設(shè)有兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)ｘ和ｙ，它們分別為ｘ＝２Ｅｘ·Ｍｘｙ＝２Ｅｙ·其中ＥＸ和ＥＹ分別為數(shù)ｘ和ｙ的階碼，ＭＸ和ＭＹ為數(shù)ｘ和ｙ的尾數(shù)。兩浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行加法和減法的運(yùn)算規(guī)則是 ｚ＝ｘ±ｙ＝（Ｍ２Ｅｘ－Ｅｙ±Ｍ）２Ｅｙ，Ｅ 完成浮點(diǎn)加減運(yùn)算的操作過(guò)程大體分為四步：０操作數(shù)的檢查比較階碼大小并完成對(duì)階；尾數(shù)進(jìn)行加或減運(yùn)算；結(jié)果規(guī)格化并進(jìn)行舍入處理。１．０操作數(shù)檢查２．比較階碼大小并完成對(duì)兩浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行加減，首先要看兩數(shù)的階碼是否相同。若二數(shù)階碼相同，就可以進(jìn)行尾數(shù)的加減運(yùn)算。若二數(shù)階碼不同，表示小數(shù)點(diǎn)位置沒(méi)有對(duì)齊，此時(shí)必須使二數(shù)階碼相同，這個(gè)過(guò)程叫作對(duì)階。要對(duì)階，首先應(yīng)求出兩數(shù)階碼Ｅｘ和Ｅｙ之差，即△Ｅ＝Ｅｘ－若△Ｅ＝０，表示兩數(shù)階碼相等，即Ｅｘ＝Ｅｙ；若△Ｅ＜０，表示Ｅｘ＜Ｅｙ；若△Ｅ＞０，表示Ｅｘ＞Ｅｙ原則：小階向大階看齊（誤差?。常矓?shù)求和運(yùn)算對(duì)階結(jié)束后，即可進(jìn)行尾數(shù)的求和運(yùn)算。４．結(jié)果規(guī)格化１／２Ｍ$＜假設(shè)尾數(shù)運(yùn)算采符號(hào)位（１）尾數(shù)求和結(jié)果的絕對(duì)值大于１（即溢出符號(hào)位為０１或１０），叫做向左破壞了規(guī)格化向左破壞規(guī)格化時(shí)，必須進(jìn)行向右規(guī)格化處理（也稱(chēng)右規(guī)）。右規(guī)時(shí)，需將尾數(shù)向右移位，每移一位，階碼加１，以保證浮點(diǎn)數(shù)大小不變。一直移位到滿(mǎn)足規(guī)格化要求為止。（２）尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果的絕對(duì)值如果小于１／２，叫做向右破壞了規(guī)格化①尾數(shù)用原碼來(lái)表示，［Ｓ］原＝ｆｓ１ｓ２…ｓｎ。如果尾數(shù)未發(fā)生溢出，但ｓ１＝０，則向右破壞規(guī)格化。②尾數(shù)用補(bǔ)碼來(lái)表示，［Ｓ］補(bǔ)＝ｆ·ｓ１ｓ２…ｓｎ。如果尾數(shù)未發(fā)生溢出，但ｓｆｓ１＝即ｓｆ和ｓ１相同，則向右破壞規(guī)格化。向右破壞規(guī)格化時(shí)，必須進(jìn)行向左規(guī)格化處理（也稱(chēng)左規(guī)）。右規(guī)時(shí)，需將尾數(shù)向左移位，每移一位，階碼減１，以保證浮點(diǎn)數(shù)大小不變。一直移位到滿(mǎn)足規(guī)格化要求為止。５．舍入處浮點(diǎn)數(shù)的溢出是以其階碼溢出來(lái)的。階碼溢出就是溢出要處理；尾數(shù)溢出，可以讓尾數(shù)右移減小尾數(shù)，相應(yīng)的階碼增加階碼上溢 超過(guò)了階碼可能表示的最大值的正指數(shù)值，一般將其認(rèn)為是＋∞和－∞。階碼下溢 超過(guò)了階碼可能表示的最小值的負(fù)指數(shù)值，一般將其認(rèn)為是０。尾數(shù)上溢 兩個(gè)同符號(hào)尾數(shù)相加產(chǎn)生了最向上的進(jìn)位，將尾數(shù)右移，階碼增１來(lái)重新對(duì)齊。尾數(shù)下 在將尾數(shù)右移時(shí)，尾數(shù)的最低有效位從尾數(shù)域右端流出，要進(jìn)行舍入處理三、典型例題分析與解題１．浮點(diǎn)數(shù)加減運(yùn)算過(guò)程一般包括對(duì)階、尾數(shù)運(yùn)算、規(guī)格化、舍入和判溢出等步驟。設(shè)浮點(diǎn)數(shù)的階碼和尾數(shù)均采用補(bǔ)碼表示，且位數(shù)分別為５位和７位（均含２位符號(hào)位）。若有兩個(gè)數(shù)Ｘ＝２７×２９／３２，Ｙ＝２５×５／８，則用浮點(diǎn)加法計(jì)算Ｘ＋Ｙ的最終結(jié)果是（）【２００９，】Ａ．００１１１ Ｂ．００１１１Ｃ．０１０００ Ｄ．發(fā)生溢２．ｆｌｏａｔ型數(shù)據(jù)通常用ＩＥＥＥ７５４單精度浮點(diǎn)數(shù)格式表示。若編譯器將ｆｌｏａｔ型變量ｘ分配在一３２位浮點(diǎn)寄存器ＦＲ１中，且ｘ＝－８．２５，則ＦＲ１的內(nèi)容是（）【２０１１，Ａ．Ｃ１０４００００Ｈ Ｂ．Ｃ２４２００００Ｈ Ｃ．Ｃ１８４００００Ｈ Ｄ．Ｃ１Ｃ２００００Ｈ３．ｆｌｏａｔ類(lèi)型（即ＩＥＥＥ７５４單精度浮點(diǎn)數(shù)格式）能表示的最大正整數(shù)是（）【２０１２，】Ａ．２１２６－２１０３ Ｂ．２１２７－２１０４Ｃ．２１２７－ Ｄ．２１２８－４．某數(shù)采用ＩＥＥＥ７５４單精度浮點(diǎn)格式表示為４０００Ｈ則該數(shù)的值是（ ）【２０１３，】Ａ．－１．５×２１３ Ｂ．－１．５×２１２Ｃ．－０．５× Ｄ．－０．５×５．ｘ＝－０．８７５×２１，ｙ＝０．６２５×２２，設(shè)尾數(shù)為３位，符號(hào)位１位，階碼兩位，階符１位，通過(guò)補(bǔ)碼求出ｚ＝ｘ－ｙ的二進(jìn)制浮點(diǎn)規(guī)格化結(jié)果是（）【２００３，】Ａ． Ｂ． Ｃ． Ｄ．以上都不６．設(shè)浮點(diǎn)數(shù)階碼為３位、尾數(shù)為５位（兩者均含一位符號(hào)位在內(nèi)，并且均用補(bǔ)碼表示），ｘ＝２＋０１×０．１１０１，ｙ＝２＋１１×（－０．１０１０），用浮點(diǎn)運(yùn)算方法（要求寫(xiě)出完整的運(yùn)算步驟），計(jì)算ｘ＋ｙ?！荆玻埃埃?，上海交通大學(xué)】７．設(shè)機(jī)器數(shù)階碼為３位、尾數(shù)為５位（兩者均含一位符號(hào)位在內(nèi)，并且均用補(bǔ)碼表示），ｘ＝２－０１×０．１１０１，ｙ＝２－１０×（－０．１００１），計(jì)算（Ａ×Ｂ）?！荆玻埃埃?，哈爾濱工業(yè)大學(xué)】８．３２位定長(zhǎng)浮點(diǎn)數(shù)，其中階碼８位（含１位階符），數(shù)符１位，尾數(shù)２３位，其對(duì)應(yīng)最大正數(shù)，最小的絕對(duì)值為 ，若機(jī)器采用補(bǔ)碼表示，對(duì)應(yīng)的最小負(fù)數(shù)為 （均用十進(jìn)制表示）?！荆玻埃埃矗枮I工業(yè)大學(xué)】四、解題ＩＥＥＥ７５４格式以及表示范圍要牢記浮點(diǎn)運(yùn)算的步驟熟練掌握，相關(guān)的對(duì)階、規(guī)格化，舍入處理等概念要清楚。做題目時(shí)注意看清是否說(shuō)明是ＩＥＥＥ７５４標(biāo)準(zhǔn)。專(zhuān)題 器基礎(chǔ)知一、考綱１．器的分按作用分、按存取方式分、按介質(zhì)分、按信息的可保存性。２．器的層次化結(jié)構(gòu)多級(jí)層次、主器３．半導(dǎo)體隨機(jī)存?。樱遥粒推鞯墓ぷ髟?，ＤＲＡＭ器的工作原理（集中式、分散式、異步式三種刷新方式）４．只讀器ＭＭＥＭ和二、關(guān)鍵由若干個(gè)元組成一個(gè)單元（８?jìng)€(gè)ｂｉｔ，即一個(gè)字節(jié)），然后再由許多單元組成一個(gè)器（幾Ｋ字節(jié)，幾Ｍ字節(jié)，幾Ｇ字節(jié)，幾Ｔ字節(jié)，幾Ｐ字節(jié)，幾Ｅ字節(jié)，幾Ｚ字節(jié)，幾Ｙ字節(jié)等）。為了解決對(duì)器要求容量大，速度快，成本低三者之間的，目前通常采用多級(jí)器體系結(jié)構(gòu)，即使用高速緩沖器、主器和外器。１．ＳＲＡＭ元：元是組成器的基礎(chǔ)和，用來(lái)一位二進(jìn)制信息０或１。元組成：它由兩個(gè)ＭＯＳ反相器交叉耦合而成的觸發(fā)器，一個(gè)元一位二進(jìn)制代碼。這種電路有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)１或０，并且Ａ，Ｂ兩點(diǎn)的電位總是互為相反的，因此它能表示一位二進(jìn)制的１或０。Ａｄｄｒｅｓｓ＝Ａｄｄｒｅｓｓ＝地址線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)數(shù)量的確定容量為２ｒ×ｍ位（單元數(shù)量為２ｒ，每個(gè)單元有ｍ個(gè)ｂｉｔ位）需要：地址線(xiàn)ｒ根，數(shù)據(jù)線(xiàn)ｍ根。容量：３２Ｍ１６位需要多少數(shù)據(jù)線(xiàn)？多少地址線(xiàn)？２Ｇ３２位需要多少數(shù)據(jù)線(xiàn)？多少地址線(xiàn)？Ｔ３，Ｔ４為負(fù)載Ｘ地址譯碼線(xiàn)＝１；Ｔ５，Ｔ６導(dǎo)通。Ｙ地址譯碼線(xiàn)＝１；Ｔ７，Ｔ８導(dǎo)通。Ａ＝Ｄ Ｂ＝／Ｄ器地址譯碼小結(jié)地址譯：將用二進(jìn)制代碼表示的地址轉(zhuǎn)換成輸出端的高電位，用來(lái)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的讀寫(xiě)電路，以便選擇所要的單元。地址譯碼有兩種方式，單譯碼方式和雙譯碼方式。單譯碼適用于小容量器—個(gè)地址譯雙譯碼適用于大容量器Ｘ和Ｙ兩個(gè)譯地址譯碼的兩種方單譯碼結(jié)構(gòu)：地址移只有一個(gè)移的輸出叫字選線(xiàn)，而字選線(xiàn)就是選中某個(gè)字的所有位。例如地址輸入線(xiàn)ｎ＝４，經(jīng)地址移可以譯出２４＝１６個(gè)狀態(tài)。１６單元４位器結(jié)構(gòu)的分行線(xiàn)（Ａ３Ａ２＝００）選通０地址單元、１地址單元、２地址單元、３地址單元的行線(xiàn)列線(xiàn)（Ａ１Ａ０＝００）選通０地址單元、４地址單元、８地址單元、Ｃ地址單元的列只有０地址單元的行線(xiàn)，列線(xiàn)均選通，０地址單元的器的Ａ點(diǎn)與數(shù)據(jù)線(xiàn)Ｄ０相連器的讀寫(xiě)操作從上面的分析可見(jiàn)，器的存取僅僅與器的地址有關(guān)，但是，實(shí)際中還與其他的控制信號(hào)有關(guān)。與器有關(guān)的控制信號(hào)還有／ＣＳ（片選信號(hào)），／Ｒ寫(xiě)信號(hào)），／ＲＤ（讀信號(hào)）。當(dāng)／ＣＳ＝１時(shí)表示本沒(méi)有被選中，對(duì)該即不實(shí)現(xiàn)讀操作也不實(shí)現(xiàn)寫(xiě)操作?？刂齐娐啡缦拢海玻模遥粒退墓軇?dòng)態(tài)四管的動(dòng)態(tài)電路是將六管靜態(tài)元電路中的負(fù)載管Ｔ３，Ｔ４去掉而成的。四管的動(dòng)態(tài)元和六管靜態(tài)元電路的區(qū)別：?jiǎn)喂軇?dòng)態(tài)單管動(dòng)態(tài)元電路由一個(gè)管子Ｔ１和一個(gè)電容Ｃ構(gòu)成寫(xiě)入：字選擇線(xiàn)為“１”，Ｔ１管導(dǎo)通，寫(xiě)入信息由位線(xiàn)（數(shù)據(jù)線(xiàn)）存入電容Ｃ中讀出：字選擇線(xiàn)為“１”，在電容Ｃ上的電荷，通過(guò)Ｔ１輸出到數(shù)據(jù)線(xiàn)上，通過(guò)讀出放大器即可得到信息。單管元電路和四管元電路對(duì)名稱(chēng)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)四管元電路時(shí)不電需路要比另較簡(jiǎn)加外，邏刷輯新管積子大多，占用的面單管元電路元件數(shù)量少，集成高路比較復(fù)雜?能作的讀３．ＤＲＡＭ的刷動(dòng)態(tài)ＭＯＳ器采用“讀出”方式進(jìn)行刷新。從上一次對(duì)整個(gè)器刷新結(jié)束到下一次對(duì)整個(gè)器全部刷新一遍為止，這一段時(shí)間間隔叫刷新周期。刷新周期：從上一次對(duì)整個(gè)器刷新結(jié)束到下一次對(duì)整個(gè)器全部刷新一遍為止的時(shí)間間隔。動(dòng)態(tài)器靠電容信息，因此必須刷新，２１１６的每個(gè)元必須每２ｍｓ刷新一次。當(dāng)／＝０時(shí)，刷新一行上的１２８?jìng)€(gè)元，因此需要在２ｍｓ完成１２８（行）個(gè)／ＲＡＳ刷新周期。常用的刷新方式有三種：集中式，分散式，異步式。集中式刷新：在整個(gè)刷新間隔內(nèi)，前一段時(shí)間重復(fù)進(jìn)行讀／寫(xiě)周期或維持周期，等到需要進(jìn)行刷新操作時(shí)，便暫停讀／寫(xiě)或維持周期，而逐行刷新整個(gè)器，它適用于高速器。分散式刷新：把一個(gè)系統(tǒng)周期ｔｃ分為兩半，周期前半段時(shí)間ｔｍ用來(lái)讀／寫(xiě)操作或維持信息，周期后半段時(shí)間ｔｒ作為刷新操作時(shí)間。這樣，每經(jīng)過(guò)１２８?jìng)€(gè)系統(tǒng)周期時(shí)間，整個(gè)器便全部刷新一遍。每隔１２８?jìng)€(gè)系統(tǒng)周期時(shí)間，整個(gè)器便刷新一遍。這比要求的２ｍｓ短許多。在２ｍｓ內(nèi)刷新了２ｍｓ／１２８＝１５．６２５次，由此可見(jiàn)系統(tǒng)的速度降低了。在分散式刷新方式中，不存在停止讀／寫(xiě)操作的死時(shí)間。異步式刷新方式：是前兩種方式的結(jié)合在２ｍｓ內(nèi)分散的把１２８行刷新一遍。２ｍｓ／１２８＝１５．５每隔１５．５刷新一行例：說(shuō)明１Ｍ×１位ＤＲＡＭ片子的刷新方法，刷新周期定為８ｓ讀寫(xiě)周期為１ｓ。（１Ｍ排列為１０２４×１０２４）。【解】如果行地址為Ａ９～Ａ０，一行上有１０２４個(gè)元，在８ｍｓ內(nèi)進(jìn)行１０２４個(gè)周期的刷新刷新方式可采用集中刷新方式，用８０００－１０２４＝６９７６進(jìn)行讀寫(xiě)周期，用１０２４進(jìn)行刷新刷新方式還可采用異步刷新方式：８０００／１０２４＝７．８１２５ｓ按７．８刷新一行的異步刷新方式三、典型例題分析與解題１．下列有關(guān)ＲＡＭ和ＲＯＭ得敘述中正確的是（ ）?！荆玻埃保啊浚桑遥粒褪且资云?，ＲＯＭ是非易失性器ＩＩ．ＲＡＭ和ＲＯＭ都是采用隨機(jī)存取方式進(jìn)行信息ＩＩＩ．ＲＡＭ和ＲＯＭ都可用做ＣａｃｈｅＩＶ．ＲＡＭ和ＲＯＭ都需要進(jìn)行刷Ａ．僅Ｉ和ＩＩ Ｂ．僅ＩＩ和ＩＩＩ Ｃ．僅Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ Ｄ．僅ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ２．下列各類(lèi)器中，不采用隨機(jī)存取方式的是（ ）。【２０１１】Ａ． Ｂ． Ｃ． Ｄ．３．下列關(guān)于閃存（ｆｌａｓｈｍｅｍｏｒｙ）的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ）?！荆玻埃保病浚粒畔⒖勺x可寫(xiě)，并且讀、寫(xiě)的速度一樣Ｂ．元由ＭＯＳ管組成，是一種半導(dǎo)體器Ｃ．掉電后信息不丟失，是一種非易失性器Ｄ．采用隨機(jī)方式，可替代計(jì)算機(jī)的外部４．動(dòng)態(tài)器的刷新有三種，包括集中式刷新、（ ）刷新和（ ）刷新?！荆玻埃埃病浚担畡?dòng)態(tài)ＲＡＭ的刷新是以（ ）為單位進(jìn)行的。【２００６大學(xué)】Ａ．單元 Ｂ．字節(jié) Ｃ．行 Ｄ．塊６．ＤＲＡＭ的地址分兩次輸入的目的是（ ）。【２００５中國(guó)】７．同ＳＲＡＭ相比，ＤＲＡＭ的功耗（ ），集成度（ ），存取速度（ ）?！荆玻埃埃礀|學(xué)】８．和靜態(tài)ＲＡＭ相比，動(dòng)態(tài)ＲＡＭ具有以下優(yōu)點(diǎn)（ ）?！荆玻埃埃埠娇蘸教齑髮W(xué)】Ａ．容量能隨應(yīng)用任務(wù)需要?jiǎng)討B(tài)變化Ｂ．成本低、功耗低Ｃ．掉電后內(nèi)容不丟失Ｄ．內(nèi)容不需要再生９．某機(jī)器的主器容量共３２ＫＢ，由１６片１６Ｋ×１位（采用１２８×１２８陣列）的ＤＲＡＭ字?jǐn)U展構(gòu)成，若采用集中式刷新，且刷新周期為２則對(duì)所有單元刷新一次需要（）個(gè)周期。【２００４西安交通大學(xué)】Ａ． Ｂ． Ｃ． Ｄ．１０．某３２位機(jī)地址碼為２４位，若使用３２Ｋ×８位的ＲＡＭ組成器，則該機(jī)所允許的最大容量為（ ）ＭＢ。【２００５西安交通大學(xué)】１１．某單片機(jī)字長(zhǎng)１６位，它的容量６４ＫＢ，若按字編址，那么它的尋址范圍是（）Ａ．６４Ｋ Ｂ．３２Ｋ Ｃ．６４ＫＢ Ｄ．３２ＫＢ１２．某ＳＲＡＭ，其容量為６４Ｋ×１６位，該的地址線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)數(shù)目為（ Ａ．６４，１６ Ｂ．１６，６４ Ｃ．６４，８ Ｄ．１６，１６１３．某機(jī)字長(zhǎng)３２位，容量６Ｂ若按字編址，它的尋址范圍是（）Ａ．１Ｍ Ｂ．５１２ＫＢ Ｃ．６４Ｍ １４．某機(jī)字長(zhǎng)３２位，容量４ＧＢ，若按字編址，它的尋址范圍是（）Ａ．１Ｇ Ｂ．４ＧＢ Ｃ．４Ｇ １５．某機(jī)字長(zhǎng)３２位，容量４ＧＢ，若按雙字編址，它的尋址范圍是（）Ａ． Ｂ．０． Ｃ． Ｄ．四、解題掌握各種器的基本概念，原理，了解元結(jié)構(gòu)，特別注意元的結(jié)構(gòu)和地址的關(guān)系動(dòng)態(tài)ＲＡＭ留意刷新問(wèn)題?；靖拍钜?，基本原理要理解，題目以小題為主專(zhuān)題 器連一、考綱１．主存容量的擴(kuò)２．的地址分配和片選３．器和ＣＰＵ的連接二、關(guān)鍵１．器與ＣＰＵ的連處理器對(duì)器進(jìn)行讀／寫(xiě)操作，首先有地址總線(xiàn)給出地址信號(hào)，然后要發(fā)出有關(guān)進(jìn)行讀操作或?qū)懖僮鞯目刂菩盘?hào)，最后再數(shù)據(jù)總線(xiàn)上進(jìn)行信息交流。器同處理器連接時(shí)，要完成：（１）地址線(xiàn)的連容量不同，其地址線(xiàn)數(shù)也不同，而ＣＰＵ的地址線(xiàn)數(shù)往往比的地址線(xiàn)數(shù)要多。通?？偸菍ⅲ茫校盏刂肪€(xiàn)的低位與餓地址線(xiàn)相連。ＣＰＵ地址線(xiàn)的或作擴(kuò)充時(shí)用，或作其他用法，如作片選信號(hào)等。例如，設(shè)ＣＰＵ地址線(xiàn)為１６位Ａ１５～Ａ０，１Ｋ×４位的僅有１０根地址線(xiàn)Ａ９～Ａ０，此時(shí)，可將ＣＰＵ的低位地址Ａ９～Ａ０，與地址線(xiàn)Ａ９～Ａ０相連。又如當(dāng)用１６Ｋ×１位時(shí)，則其他地址線(xiàn)有４根Ａ１３～Ａ１０，此時(shí)，可將ＣＰＵ的低位地址Ａ１３～Ａ１０與地址線(xiàn)Ａ１３～Ａ１０相連。（２）數(shù)據(jù)線(xiàn)的連如果ＣＰＵ的數(shù)據(jù)線(xiàn)數(shù)與的數(shù)據(jù)線(xiàn)數(shù)也不等，必須對(duì)擴(kuò)位，使其數(shù)據(jù)位數(shù)與ＣＰＵ的數(shù)據(jù)線(xiàn)數(shù)相等。（３）讀／寫(xiě)命令線(xiàn)的連ＣＰＵ讀／寫(xiě)命令線(xiàn)一般可直接與的讀／寫(xiě)控制端相連，通常高電平為讀，低電平為寫(xiě)（４）片選線(xiàn)的連片選信號(hào)的連接是ＣＰＵ余正確工作的關(guān)鍵。由于器是由很多疊加組成的，哪一片被選中完全取決于該的片選控制端ＣＳ是否能接收到來(lái)自ＣＰＵ的片選有效信號(hào)。片選有效信號(hào)與ＣＰＵ的訪(fǎng)存控制信號(hào)（低電平有效）有關(guān)，因?yàn)橹挥挟?dāng)ＣＰＵ要求訪(fǎng)存時(shí)，才要求選擇。若ＣＰＵＩ／Ｏ，然而信號(hào)量為高，表示不要求器工作此外，片選有效信號(hào)還和地址有關(guān)，因?yàn)椋茫校战o出的單元地址的位數(shù)往往大于的地址線(xiàn)數(shù)，故那些未與連上的地址必須和訪(fǎng)存控制信號(hào)共同作用，產(chǎn)生器的片選信號(hào)。通常需用到一些邏輯電路，如譯及其他各種門(mén)電路（５）合理選擇合理選擇主要是指類(lèi)型（ＲＡＭ或ＯＭ和數(shù)量的選擇。Ｍ存放系統(tǒng)程序、標(biāo)準(zhǔn)子程序和各類(lèi)常數(shù)等。Ｍ為用戶(hù)編程而設(shè)置的在考慮數(shù)量時(shí)，要盡量使連線(xiàn)簡(jiǎn)單方便。所需數(shù)的計(jì)算公式：ｄ＝設(shè)計(jì)要求的存領(lǐng)儲(chǔ)器容量己知 容量

＝設(shè)計(jì)要求 器容量×位數(shù)己 容量×位器與ＣＰＵ連接（器容量擴(kuò)充）的容量是有限的，為了滿(mǎn)足實(shí)際器的容量要求，例如用２１１４（１Ｋ×４）構(gòu)成４Ｋ×８的空間，需要對(duì)器進(jìn)行擴(kuò)展。主要方法有：位擴(kuò)展、字?jǐn)U展、字位擴(kuò)展?！镂粩U(kuò)展法：只加大字長(zhǎng)（擴(kuò)展數(shù)據(jù)線(xiàn)），而器的字?jǐn)?shù)與器字?jǐn)?shù)一致，對(duì)片子沒(méi)有選片要求。適用于：給定的字長(zhǎng)位數(shù)較短，不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的器字長(zhǎng)，此時(shí)需要用多片給定擴(kuò)展字長(zhǎng)位數(shù)。連接時(shí)：每個(gè)具有相同的地址線(xiàn)，不同的數(shù)據(jù)線(xiàn)例：使用８Ｋ×１的ＲＡＭ器，組成８Ｋ×８位的器。解：所需數(shù)：ｄ＝（８Ｋ×８）／（８Ｋ×１）＝８（片）連接圖如下圖所★字?jǐn)U展法：僅在字向擴(kuò)充，而位數(shù)不變．需由片選信號(hào)來(lái)區(qū)分各片地址適用于給定的容量較?。ㄗ?jǐn)?shù)