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1、计算机原理知识点总汇第一章冯.诺依曼结构(存储程序)具有如下基本特点:（可能会出选择，只要熟读，不需背住）1. 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。2. 采用存储程序的方式，程序和数据放在同一存储器中，由指令组成的程序可以修改。3. 数据以二进制码表示4. 指令由操作码和地址码组成。5. 指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序递增。6. 机器以运算器为中心，数据传送都经过运算器。第二章知识点1：加法器A只有进位逐位传送的方式，才能提高加法器工作速度。解决办法之一是采用“超前进位产生电路”来同时形成各位进位，从而实现快速加法
2、。称这种加法器为超前进位加法器。问：如何提高加法器的运算速度？答：采用超前进位加法器。B下面引入进位传递函数Pi,进位产生函数Gi的概念:定义: Pi=Xi+Yi 称为进位传递函数Gi=XiYi 称为进位产生函数 Gi的意义是：当 XiYi 均为“1”时，不管有无进位输入，本位定会产生向高位的进位.Pi的意义是：当Xi和Yi中有一个为“1”时，若有进位输入，则本位也将向高位传送此进位，这个进位可看成是低位进位越过本位直接向高位传递的。知识点2：算术逻辑单元A：如果把16位ALU中的每四位作为一组，用类似位间快速进位的方法来实现16位ALU（四片ALU组成），那么就能得到16位快速ALU。第三章
3、知识点1：二，八，十，十六之间数制转换（不直接考，基本功需要掌握）表示的时候一定要在括号外表示出几进制，或者后面用字母表示否则减分，例： (2C7.1F)16或者为2C7.1FH(0001010)2或者为0001010B例题：1.例如:一个十进制数123.45的表示123.45 =1102+ 2101+ 3 100 + 410-1+ 510-22. 例如十六进制数 (2C7.1F)16的表示 (2C7.1F)16=2 162+ 12 161+ 7 160+ 1 16-1+ 15 16-23.例如:写出(1101.01)2,(237)8,(10D)16的十进制数(1101.01)2=123+12
4、2+021+120+ 02-1+12-2 =8+4+1+0.25=13.25(237)8=282+321+720 =128+24+7=159(10D)16=1162+13160=256+13=2693例如：用基数除法将(327)10转换成二进制数4.5.6. 二进制转换成八进制例：(10110111 .01101) 2二进制: 10 ,110 , 111 . 011 , 01二进制: 010 ,110 , 111 . 011 , 010八进制: 2 6 7 . 3 2(10110111.01101) 2 =(267.32)87. 八进制转换二进制例如: (123.46 ) 8=(001,010
5、,011 .100,110 ) 2 =(1010011.10011)28.二进制转换成十六进制例：(110110111 .01101) 2二进制: 1 ,1011 , 0111 . 0110 ,1二进制: 0001 ,1011 , 0111 . 0110 ,1000十六进制: 1 B 7 . 6 8(10110111.01101) 2 =(1B7.68)169. 十六进制转换成二进制例如: (7AC.DE ) 16=(0111,1010,1100.1101,1110 ) 2 =(11110101100 .1101111 )2知识点2带符号的二进制数据在计算机中的表示方法及加减法运算名词解释：真
6、值和机器数真值:正、负号加某进制数绝对值的形式称为真值。如二进制真值：X=+1011 y=-1011机器数：符号数码化的数称为机器数如 ：X=01011 Y=11011（最高位为符号位，0表示正数，1表示负数）在计算机中表示的带符号的二进制数称为“机器数”，机器数有三种表示形式：原码，补码，反码。A原码表示法：原码表示法用“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。 即X原=符号位+|X|数值零的真值有0和0两种表示方式，X原也有两种表示形式：0原 00000 0原10000例：完成下列数的真值到原码的转换X1 = + 0.1011011 X2 = 0.1011011 X
7、1原=0.1011011 X2 原=1.1011011完成下列数的真值到原码的转换X1 = + 0 1011011 X2 = 0 1011011 X1原=0.1011011 X2 原=1.1011011B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。例：完成下列数的真值到补码的转换X1 = + 0.1011011 X2 = 0.1011011 X1补=01011011 X2补=10100101完成下列数的真值到补码的转换X1 = + 0 1011011 X2 = 0 1011011 X1补=01011011 X2补=10100101 正数的补码：本身。 负数的补码：符号位为
8、1，数值部分取反加 1。数值零的补码表示形式是唯一的：0补0补0.0000当补码加法运算的结果不超出机器表示范围时，可以得出下面重要结论：1） 用补码表示的两数进行加法运算，其结果仍为补码。2） X+Y补=X补Y补3） 符号位与数值位一样参加运算。另外对于减法运算，因为XY补XY补X补Y补，所以计算时，可以先求出Y的补码，然后再进行加法运算。C正数的反码表示：与原、补码相同。负数的反码表示：符号位为1。数值部分：将原码的数值按位取反。负数反码比补码少1。一般只用做求补码的中间形式。反码的定义：即：X反22nX符号位Xmod22n，其中n为小数点后的有效位数。反码零有两种表示形式：0反0.000
9、0，0反1.1111反码运算在最高位有进位时，要在最低位+1.D移码的定义：把 x补符号取反，即得x移X+Y移X移Y移移码具有以下特点：1） 最高位为符号位，1表示正号，0表示负号。2） 在计算机中，移码只执行加减法运算，且需要对得到的结果加以修正，修正量为2n，即要对结果的符号位取反。3） 0有唯一的编码，即+0移=-0移=100000例：X=+1010，Y=+0011 求 X+Y移=？X移=11010， Y移=10011X移 + Y移=11010+10011=101101X+Y移=01101+10000=11101 符号相反例：X=-1010，Y=-0110求 X+Y移=？X移=00110
10、， Y移=01010X移 + Y移=10000 X+Y移=10000+10000=00000当阶码等于-16时，移码为00000，此时浮点数当作0。E原码、补码、反码之间的转换1）由原码求补码正数 : X补=X原负数 : 符号不变，其余各位取反，末位加1。2）由补码求原码正数 : X补=X原负数 : 符号不变，其余各位取反，末位加1。F溢出：当运算结果超出机器数所能表示的范围时，称为溢出。什么情况下会产生溢出？1）相同符号数相减，相异符号数相加不会产生溢出。2）两个相同符号数相加，其结果符号与被加数相反则产生溢出；3）两个相异符号数相减，其运算结果符号与被减数相同，否则产生溢出。知识点2：定点
11、数和浮点数A. 在计算机中的数据有定点数和浮点数两种表示方式。B. 定点数：定点数是指小数点固定在某个位置上的数据，一般有小数和整数两种两种表示形式。定点小数是把小数点固定在数据数值部分的左边，符号位的右边；整数是把小数点固定在数据数值部分的右边。C. 浮点数：是指小数点位置可浮动的数据。通常表示为：N = M R E (例:0.10111 2110 )其中N为浮点数， M为尾数（mantissa)E为阶码(exponent),R为阶的基数(radix)R为常数，一般为2，8，16。在一台计算机中，所有数据的R都是相同的。因此，不需要在每个数据中表示出来。浮点数表示形式：尾数通常用规格化形式表
12、示，小数点后不能为0。例：X=+0.0010111=0.101112-2 =0.10111 2-0010 =0.10111 21110 知识点3：定点原码一位乘法上图需要看懂。乘法开始时，A寄存器被清为零，作为初始部分积。被乘数放在B寄存器中，乘数放在C寄存器中。实现部分积和被乘数相加是通过给出AALU命令和BALU命令，在ALU中完成的。ALU的输出经过移位电路向右移一位送入A寄存器中。C寄存器是用移位寄存器实现的，其最低位用作BALU的控制命令。加法器最低一位的值，右移时将移入C寄存器的最高数值位，使相乘之积的最低位部分保存进C寄存器中，原来的乘数在逐位右移过程中丢失了。（此过程需要看明白
13、。）例3.31 X=0.1101, Y=0.1011计算 X Y知识点4：定点补码一位乘法A. 补码与真值的转换关系 B. 补码的右移补码连同符号位右移一位,并保持符号位不变,相当于乘1/2,或除2.设X补= X0.X1X2Xn例3.33设X= - 0.1101 ,Y= 0.1011即: X补=11.0011, Y补= Y = 0.1011求: X Y补 解：XY= - 0.10001111X Y补 = 1.01110001例3.34设X= - 0.1101 ,Y= -0.1011即: X补=11.0011, Y补= 11.0101求: X Y补 解：XY= + 0.10001111X Y补 = 0.10001111C布斯公式（比较法）比较法：用相邻两位乘数比较的结果决定+X补、-X补或+0。例3.35设X= - 0.1101 ,Y= 0.1011即: X补=11.0011, Y补= 0.1011求: X Y补 知识点5浮点数的加减运算步骤：首先，检测能否简化操作。 尾数为0判断操作数是否为0 阶码下溢1.对阶： 1) 对阶：使两数阶码相等(小数点实际位置对齐，尾数对应权值相同)。2) 对阶规则：小阶向大阶对齐。3) 对阶操作：小阶阶码增大，尾数右移。例.AJBJ，则BJ+1 BJ，BW，直到BJ=AJ4) 阶码比较：比较线路或减法。
