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,然后寫出自己認為比較難或者比較重要的知識點的我的認識。當然,我的認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)? 數制與編碼

　　1.進位計數制及其相互轉換

　　2.真值和機器數

　　3.BCD碼

　　4.字符與字符串

　　5.校驗碼

　　(二)? 定點數的表示和運算

　　1.定點數的表示

　　無符號數的表示;有符號數的表示。

　　2.定點數的運算

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

　　(三)? 浮點數的表示和運算

　　1.浮點數的表示

　　浮點數的表示范圍;IEEE754標準

(四)? 算術邏輯單元ALU

　　1.串行加法器和并行加法器

　　2.算術邏輯單元ALU的功能和機構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據范圍也必然是確定的。在運算的過程中，結果超出了計算機可以表示的范圍就是溢出。

　　判別方法:書上給出的結論是如果原操作數符號相同，而結果與原操作數符號不同，就發生了溢出。

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

　　這只是理論上的判定方法，如果嚴格按照這個方法來設計電路，判定電路仍然會很復雜，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:數值位進位和符號位進位不同就產生溢出。我們按照前面的方法列出所有發生溢出的情況，然后用窮舉法來說明這個結論的正確性。

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

　　如果數值位進位1，對于符號位1 1情況來說，1 1會進位1，數值位的進位進到符號位，符號位仍為1，符號未變沒有發生溢出，此時符號位進位1，數值位進位1

　　如果數值為進位0，對于符號位1 1來說，1 1進位1，數值位進位0會直接填入符號位，則符號位變成了0，符號發生改變，發生溢出，此時符號位進位1，數值位進位0

　　如果數值位進位1，符號位為0 0，則符號位進位0，數值位進位1，填入符號位，則符號位變成了1，符號改變，發生溢出，此時符號位進位0，數值位進位1

　　如果數值為進位0，符號位為0 0，符號位進位0，數值為進位0，填入符號位，符號未變，未發生溢出，此時符號位進位0，數值為進位1.

　　統一前面4種情況，就能得出“數值位進位和符號位進位不同就產生溢出”。

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