计算机组成原理考研辅导计算机组成原理(第2版)唐朔飞计算机组成原理学习指导与习题解答唐朔飞计算机组成原理(第4版)白中英计算机组成与结构(第4版)王爱英【考查目标】(1)理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念。(2)理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。(3)能够运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行简单设计。一计算机系统概述2、电子计算机的发展分四个阶段3、冯·诺依曼计算机的基本特点：由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。(2)采用存储程序的方式。(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PC指明要执行的指令的单元地址，一般按顺序递增。(6)机器以运算器为中心。(二)计算机的层次结构唐P3~101、计算机硬件的基本组成2、计算机软件的分类3、计算机的工作过程由具有各类特殊功能的信息（程序）组成ALU按任务需要编制成的各种程序计算机系统的层次结构用编译程序翻译成汇编语言程序*存储元件存储单元存储体存储基元存储元计算机工作的全过程(三)计算机性能指标吞吐量、响应时间；CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间；MIPS、MFLOPS。吞吐量（率）：单位时间内流水线所完成指令或输出结果的数量。(一)数制与编码1、数制及其转换2）十进制转换成二进制方法2327余数减权定位法（整数部分）例如:将(0.8125)10转换成二进制小数。整数部分2×0.8125=1.6251小数点后首位2×0.625=1.2512×0.25=0.502×0.5=11低位(0.8125)10=(0.1101)23）二进制、八进制和十六进制之间的转换二进制转换成八进制八进制转换二进制二进制转换成十六进制例如:(7AC.DE)16=(0111，1010，1100.1101，1110)2=(11110101100.1101111)2二进制用“B”表示；八进制用“Q”或“O”表示；十进制用“D”表示；十六进制用“H”表示；例如：101011B=53Q(O)=43D=2BH(1)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=+1011By=-1011B(2)机器数：符号数码化的数称为机器数如：X=01011Y=11011一般用“0”表示“+”，“1”表示“－”。正负BCD码8421码2421码余3码8421码为有权代码，0000000000011数值为N=8d3+4d2+2d1+1d01000100010100十进制数63.29的BCD码为:200100010010101100011.001010013001100110110401000100011150101101110006011011001001701111101101081000111010119100111111100BCD码运算应将每4位二进制数分为一组，组与组之间直接运算，逢十进一。但计算机中无法区分BCD码，一概作为二进制数处理，因此，计算机做此运算后须进行调整。调整方法：和≤9(1001)2，不调整和>9(1001)2，加6(0110)2修正4、字符与字符串白P27(1)奇偶校验码(2)海明校验码(3)循环冗余校验码（CRC码）数据校验码是一种常用的带有发现某些错误或自动改错能力的数据编码方法。基本原理：加进一些冗余码，使合法数据编码出现某些错误时，就成为非法编码。码距：是根据任意两个合法码之间至少有几个二进制位不相同而确定的，若仅有一位不同，称其码距为1。(1)奇偶校验码八位数据位(2)海明校验码假设校验位的个数为r，则校验位能表示2r个状态，可用其中的一个状态指出“没有发生错误”，用其余的2r-1个状态指出有错误发生在某一位，然而错误也可能发生在校验位，因此只有k=2r–1-r个信息能用于纠正被传送数据的位数，也就是说要满足关系：2r≥k+r+1(3.18)如要能检出与自动校正一位错，并能同时发现两位错，此时校验位的位数r和数据位的位数k应满足下述关系:2r-1≥k+r(3.19)按上述不等式，可计算出数据位k与校验位r的对应关系，如下表2.2所示假设海明码的最高位号为m，最低位号为1，即HmHm-1…H2H1，则海明码的编码规律是：（1）校验位与数据位之和为m，每个校验位Pi在海明码中被分在位号2i-1的位置，其余各位