计算机组成原理-第一/二章 概述和数据的表示和运算【期末复习|考研复习】

前言

���结整理不易，希望大家点赞收藏。

给大家整理了一下计算机组成原理中的重点概念，以供大家期末复习和考研复习的时候使用。

参考资料是王道的计算机组成原理和西电的计算机组成原理。

计算机组成原理系列文章传送门：

第一/二章 概述和数据的表示和运算

第三章 存储系统

文章目录

• 前言
• 第一章 计算机组成原理 概述及各种码
• • 1.1 计算机硬件的基本组成
  • • 1.1.1 存储器
    • 1.1.2 运算器
    • 1.1.3 控制器
    • 1.2 计算机的工作过程
    • 1.3 计算机的性能指标
    • 1.4 各个字长区别与联系
    • 第二章 数据的表示与运算
    • • 2.1 ASCII码
      • 2.2 各种码
      • 2.3 浮点数
      • 总结

        ---

        第一章 计算机组成原理 概述及各种码

        1.1 计算机硬件的基本组成

        计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入、输出设备五大部件构成。

        1.1.1 存储器

        存储器分为主存储器和辅助存储器，CPU能够直接访问主存储器。主存储器中MAR（Memory Address Register）地址寄存器存放访存地址，MDR（Memory Data Register）数据寄存器存放从存储器中读或写的信息。现代CPU中MAR和MDR也在CPU中。

        1.1.2 运算器

        运算器用于进行算术运算和逻辑运算。最重要的部件为ALU(Arithmetic and Logical Unit)算数逻辑单元。运算器包括累加器ACC、乘商计算器MQ、操作数寄存器X、基址寄存器BR、程序状态寄存器PSW等。

        1.1.3 控制器

        控制器由程序计数器PC、指令寄存器IR和控制单元CU组成。PC用来存放当前欲执行指令的地址，IR用来存放当前的指令其内容来自于主存的MDR。

        CPU包含ALU、通用寄存器组GPRs、标志寄存器PSW、控制器、指令寄存器IR、程序计数器PC、存储器地址寄存器MAR和存储器数据寄存器MDR。

        1.2 计算机的工作过程

        hello.c->hello.i通过预处理器cpp，包括展开头文件、条件编译、删除注释等 gcc-e

        hello.i->hello.s通过编译器ccl，检查语法规范，完成编译等 gcc-s

        hello.s->hello.o通过汇编器as，将汇编指令翻译成机器指令 gcc-c

        hello.o->hello.out通过链接器ld，将数据段合并，地址回填生成可执行文件

        取数指令：

        1、取指令 PC->MAR->M->MDR->IR

        2、OP(IR)->CU

        3、Ad(IR)->MAR->M->MDR->ACC

        1.3 计算机的性能指标

        CPU时钟周期：

        即主频的倒数，它是CPU中最小的时间单位

        主频（CPU时钟频率） ：主频的倒数是CPU时钟周期，对于同一个型号的计算机，其主频越高，完成指令的一个执行步骤所用的时间越短，执行指令的速度越快。

        CPI ：执行一条指令所需的时钟周期数

        CPU执行时间=CPU时钟周期数/主频 =（指令条数 *CPI ）/主频

        CPU 的性能（CPU 执行时间）取决于三个要素：主频，每条指令执行所用的时钟周期数（ CPI ）、指令条数

        1.4 各个字长区别与联系

        机器字长：计算机能直接处理的二进制数据的位数，一般等于内部寄存器的大小，决定了计算机的运算精度。与ALU直接相关。

        指令字长：一个指令字中包含的二进制代码的位数。

        存储字长：一个存储单元存储的二进制代码的长度。等于MDR的位数， 它们都必须是字节的整数倍。

        数据字长：数据总线一次能传送信息的位数，它可以不等于MDR的位数。

        第二章 数据的表示与运算

        2.1 ASCII码

        48=’0’ 65=’A’ 97=’a’ 大小写差32

        2.2 各种码

        补码、反码各种码知道怎么算就行，一两个例子练练手

        我们懂的

        2.3 浮点数

        这里极其重要，公式我就不列举了，公式也是极其重要的，直接上题目

        第二道题

        不仅要知道浮点数怎么来的更要知道浮点是的具体操作，与整数相比，浮点数是如何加减的，对比记忆

        总结

        这些题肯定都是做过的，有些类似的题我就不放答案了。相信这一章的干货也是满满，这些题有不会的评论区留言，我也可以解答=v=