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计算机系统结构
(第5讲)
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计算机系统结构
第一章基本概念
第二章指令系统
第三章存储系统
第四章输入输出系统
第五章标量处理机
第六章向量处理机
第七章互连网络
第八章并行处理机和多处理机
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第二章指令系统
指令系统是计算机系统结构的主要组成部分
指令系统是软件与硬件分界面的一个主要标志
指令系统是软件与硬件之间互相沟通的桥梁
指令系统与软件之间的语义差距越来越大
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第二章指令系统
数据表示
寻址技术
指令格式的优化设计
指令系统的功能设计
RISC指令系统
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数据表示
新的研究成果,如浮点数基值的选择方法
新的数据表示方法,如自定义数据表示
数据表示与数据类型
浮点数的设计方法
自定义数据表示
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数据表示与数据类型
数据表示的定义:数据表示是指计算机硬件能够直接识别,可以被指令系统直接调用的那些数据类型。定点、逻辑、浮点、十进制、字符、字符串、堆栈和向量
数据类型:文件、图、表、树、阵列、队列、链表、栈、向量、串、实数、整数、布尔数、字符等。
确定哪些数据类型用数据表示实现,是软件与硬件的取舍问题。
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确定数据表示的原则:
数据表示在不断发展如:矩阵、树、图、表及自定义数据表示等
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浮点数的设计方法
1、浮点数的表示方式
一个浮点数N可以用如下方式表示:
需要有6个参数来定义。
两个数值:m:尾数的值,包括尾数的码制(原码或补码)和数制(小数或整数)e:阶码的值,移码(偏码、增码、译码、余码等)或补码,整数
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、反码、补码
(1) x=+10101 (2) x=-10101
[x]原=010101 [x]原=110101
[x]反=010101 [x]反=101010
[x]补=010101 [x]补=101011
结论1: 对于正数来说,[x]原= [x]反=[x]补
即符号位为零,后面加上x的真值。
结论2: 对于负数来说,
[x]原=1+x的真值
[x]反=1+ x的真值的每一位求反
[x]补=1+ x的真值的每一位求反,最后一位加1
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2. 移码
十进制值 补码 移码十进制值 补码 移码
+7 0111 1111 -1 1111 0111
+6 0110 1110 -2 1110 0110
+5 0101 1101 -3 1101 0101
+4 0100 1100 -4 1100 0100
+3 0011 1011 -5 1011 0011
+2 0010 1010 -6 1010 0010
+1 0001 1001 -7 1001 0001
0 0000 1000 -8 1000 0000
由[x]补得到[x]移的方法是变[x]补的符号位为其反码。
最高一位为符号位,1代表正号,0代表负号。
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