计算机组成第二章知识总结

这是一篇关于计算机组成第二章知识总结的思维导图，包括数的表示方法、定点加减运算、定点乘除运算、定点运算器的组成、浮点运算方法和浮点运算器。

计组第二章

• 数的表示方法
  • 数据格式
    • 定点格式
      • 纯小数范围：
      • 纯整数范围：
    • 浮点格式
      • 表示方法：
  • 机器码
    • 原码表示方法：
    • 补码表示方法：
    • 反码表示方法：(0变1，1变0)
    • 移码表示方法：定点整数
    • 反码，补码和补码关系：
• 定点加减运算
  • 补码加减法
  • 溢出概念和检测方法
    • 概念：在定点小数机器中，数的表示范围为|ｘ|<1。在 运算过程中如出现大于1的现象，称为“溢出”。上溢（正溢）：正数＋正数＞最大正数 下溢（负溢）：负数＋负数＜最小负数
    • 检测方法
      • 双符号位法：“变形补码”或“模4补码”，从而可使模2补码所能表示的数的范围扩大一倍。
      • 单符号位法：溢出逻辑表达式为 V＝Cf⊕Co Cf为符号位产生的进位；Co为最高有效位产生的进位
  • 二进制加法/减法器
• 定点乘除运算
  • 原码并行乘法
    • 原码乘法：乘积的符号位由两数的符号位按异或运算得到，而乘积的数值部分则是两个正数相乘之积。乘积符号的运算法则是：同号相乘为正，异号相乘为负。
  • 补码并行乘法
    • 补码数[N]补（＝anan-1…a1a0）和真值N的关系可以表示成：
  • 原码除法算法
    • 余数处理的两种方法：
  • 并行器除法
    • 不恢复余数阵列除法器
    • 补码阵列除法器
• 定点运算器的组成
  • 逻辑运算
    • 逻辑非
      • 逻辑非也称求反。0的非等于1，1的非等于0，对某数进行逻辑非运算，就是按位求反，常用变量上方加一横表示。
    • 逻辑加
      • 逻辑加，就是按位求他们的“或”。又称逻辑或，常用符号表示
    • 逻辑乘
      • 逻辑乘，就是按位求他们的“与”，常用符号表示
    • 逻辑异
      • 对两数异就是按位求他们的模2和，又称按位加，常用符号表示
  • ALU
    • 功能扩充思想--函数发生器
    • 进位方式的改进
    • 逻辑运算的实现
  • 定点运算器的基本结构
    • 单总线结构的运算器
    • 双总线结构的运算器
    • 三总线结构的运算器
• 浮点运算方法和浮点运算器
  • 浮点加法，减法运算
    • 结果规格化：
  • 浮点乘法，除法运算
    • 浮点数乘除步骤：第一步，0 操作数检查；第二步，阶码加/减操作；第三步，尾数乘/除操作；第四步，结果规格化及舍入处理。
    • 浮点数的阶码运算
    • 尾数处理
      • 截断处理
      • 舍入处理
  • 浮点运算流水线
    • 现在假定有作业T被分成k个子任务，可以用这个公式表达：T={T1,T2....,Tk}，各个子任务之间都有一定先后关系：若i<j,则必须在Ti完成以后，Tj才能开始，具有这种线性优先关系的流水线称为线性流水线。