計算機組成原理考研知識點歸納

寫在前面的話：理科知識重在于理解知識點本身,對于每一個知識點，大家都有自己理解的方式。這篇文章的目的是拋磚引玉，希望知道的人寫下自己對知識點的理解讓大家一起共享，一起提高。也希望不知道的人能夠在這里得到幫助。

　　下面我會按照09年大綱列出計算機組成原理中各個知識點,然后寫出自己認(rèn)為比較難或者比較重要的知識點的我的認(rèn)識。當(dāng)然,我的認(rèn)識也是很有可能是錯誤的，也非常歡迎你能夠指出,并給出正確的理解。如果遺漏了什么重要的知識點，也希望有人補充。因為知識點很多，所以不太可能一次性列出,所以，慢慢跟貼補充。

　　(一)? 數(shù)制與編碼

　　1.進(jìn)位計數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換

　　2.真值和機器數(shù)

　　3.BCD碼

　　4.字符與字符串

　　5.校驗碼

　　(二)? 定點數(shù)的表示和運算

　　1.定點數(shù)的表示

　　無符號數(shù)的表示;有符號數(shù)的表示。

　　2.定點數(shù)的運算

　　定點數(shù)的位移運算;原碼定點數(shù)的加/減運算;補碼定點數(shù)的加/減運算;定點數(shù)的乘/除運算;溢出概念和判別方法。

　　(三)? 浮點數(shù)的表示和運算

　　1.浮點數(shù)的表示

　　浮點數(shù)的表示范圍;IEEE754標(biāo)準(zhǔn)

(四)? 算術(shù)邏輯單元ALU

　　1.串行加法器和并行加法器

　　2.算術(shù)邏輯單元ALU的功能和機構(gòu)溢出概念和判別方法(個人理解，如果錯了希望指出)

　　溢出:計算機的字長是固定，所以它能夠表示的數(shù)據(jù)范圍也必然是確定的。在運算的過程中，結(jié)果超出了計算機可以表示的范圍就是溢出。

　　判別方法:書上給出的結(jié)論是如果原操作數(shù)符號相同，而結(jié)果與原操作數(shù)符號不同，就發(fā)生了溢出。

　　溢出只有可能發(fā)生在:正+正，負(fù)+負(fù)，正-負(fù)，負(fù)-正這4種情況下，正+正和負(fù)+負(fù)原操作數(shù)符號相同，符合判定方法的條件。而正-負(fù)，ALU中不存在減法器，減法實際上就是加補碼完成的，而正-負(fù)實際上真正在ALU中的操作是正+(-負(fù))，而-負(fù)即為正，正-負(fù)實際情況其實就是正+正，同樣負(fù)-正實際情況就是負(fù)+負(fù)。所以他們也是符合判定方法的條件。因此判定方法中的條件句“原操作數(shù)相同”則囊括了所有可能發(fā)生溢出的情況。到這里條件滿足的只是可能，而不是一定。后面的條件“結(jié)果與原操作數(shù)符號不同”既出現(xiàn)了正+正=負(fù)，負(fù)+負(fù)=正的情況，出現(xiàn)這一情況的原因就是數(shù)值位產(chǎn)生了進(jìn)位(這種進(jìn)位不一定會溢出)，但這個進(jìn)位如果改變了結(jié)果按照正常原則應(yīng)該出現(xiàn)的符號，則就是發(fā)生了溢出。這就是我對這個判定方法的感性認(rèn)識。至于理性的數(shù)學(xué)證明，書上貌似是有的。

　　這只是理論上的判定方法，如果嚴(yán)格按照這個方法來設(shè)計電路，判定電路仍然會很復(fù)雜，書上給出的是一位符號位判斷溢出或2位符號位判斷溢出，她們所利用的原理都是:數(shù)值位進(jìn)位和符號位進(jìn)位不同就產(chǎn)生溢出。我們按照前面的方法列出所有發(fā)生溢出的情況，然后用窮舉法來說明這個結(jié)論的正確性。

　　溢出發(fā)生的所有可能情況：符號位分別是 1 1，或者符號位是 0 0.按照前面的結(jié)果1 0是不會發(fā)生溢出的。

　　如果數(shù)值位進(jìn)位1，對于符號位1 1情況來說，1 1會進(jìn)位1，數(shù)值位的進(jìn)位進(jìn)到符號位，符號位仍為1，符號未變沒有發(fā)生溢出，此時符號位進(jìn)位1，數(shù)值位進(jìn)位1

　　如果數(shù)值為進(jìn)位0，對于符號位1 1來說，1 1進(jìn)位1，數(shù)值位進(jìn)位0會直接填入符號位，則符號位變成了0，符號發(fā)生改變，發(fā)生溢出，此時符號位進(jìn)位1，數(shù)值位進(jìn)位0

　　如果數(shù)值位進(jìn)位1，符號位為0 0，則符號位進(jìn)位0，數(shù)值位進(jìn)位1，填入符號位，則符號位變成了1，符號改變，發(fā)生溢出，此時符號位進(jìn)位0，數(shù)值位進(jìn)位1

　　如果數(shù)值為進(jìn)位0，符號位為0 0，符號位進(jìn)位0，數(shù)值為進(jìn)位0，填入符號位，符號未變，未發(fā)生溢出，此時符號位進(jìn)位0，數(shù)值為進(jìn)位1.

　　統(tǒng)一前面4種情況，就能得出“數(shù)值位進(jìn)位和符號位進(jìn)位不同就產(chǎn)生溢出”。

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