计算机组成原理

1. 计算机组成原理 学 习 辅 导 第 一、 二 章 黑龙江广播电视大学 宋 伟 .

2. 第一章 计算机逻辑部件 一、三态门 原理、开关参数和直流参数、 三态电路的种类及它们的应用 要点： 1、三态电路的参数和使用特点 2、总线上三态驱动器驱动三态接收器时输入、输出电流的计算方法 3、如何理解三态驱动电路输出“线与”在一起，可以大大增加总线所驱动的三态接收门数。

3. 二、组合逻辑电路 加法器、算术逻辑单元、译码器、数据选择器 要点： 1、全加器和超前进位产生电路 2、ALU（SN74181）的原理及功能，组间（片间）快速进位的形成方法，如何用74181及74182型电路组成16或64位快速ALU 3、数据选择器的扩展及如何用它来实现逻辑函数

4. 三、时序逻辑电路触发器、寄存器和移位寄存器、计数器.三、时序逻辑电路触发器、寄存器和移位寄存器、计数器. 要点： 1、边沿触发器与电位触发器，各有什么特点 2、双向移位寄存器的逻辑功能、工作原理 3、用主-从J-K触发器构成的同步十进制计数器的工作原理和特点，快速进位逻辑电路的设计方法

5. 四、 阵列逻辑电路ROM、PLA、PAL、GAL 要点： 1、只读存储器（ROM）主要由全译码的地址译码器和存储单元体组成，前者是一种“与”阵列，是“用户不可编程”的，后者则是“或”阵列，是“用户可编程”的，ROM还可用来产生多变量多输出的组合逻辑函数。 2、PLA的“与”阵列、“或”阵列，都是用户可编程的。 3、GAL器件比PAL器件的功能更强。

6. 第二章 数据表示、运算和运算部件 一、数字化信息编码的概念和二进制编码知识 1、数字化信息编码的概念 2、二进制编码和码制转换 3、检错纠错码 要点： 1、二进制：逢二进一 “权”的概念 2、数制转换： 各种进制（十、二、八、 十六）之间的相互转换。 3、检错纠错码概念、三种常用的检错纠错码（奇偶校验码、海明校验码、循环冗余校验码）

7. 二、数据表示--常用的信息编码 逻辑数据、字符数据、数值型数据的表示 . 要点： 二进制数值数据的编码与运算算法 1、原码、反码、补码的定义 2、补码加、减运算规则 3、原码一位乘法、定点补码一位乘法、原码 一位除法和定点补码一位除法的实现算法 在定点数中，正数补码、原码、反码相同，负数补码可用保持原码符号位不变其余各位取反后再加一的方法取得。 在有符号数中，当运算结果超出可表示数值范围时，会发生错误，这种现象称作溢出。（表现为符号错误）

8. 补码加、减运算规则 [X+Y]补=[X]补+[Y]补 [X+Y]补=[X+Y]补=[X]补+[-Y]补 [-y]补可将[y]补连同符号位一起取反后末位加一即可 溢出判断的方法 单符号位判断法:发生在同符号相加或异号相减，若结果应正而符号为负或结果应负而符号为正，则产生溢出。 进位判断法：若最高数值位向符号位的进位值与符号位向更高位进位值不同，则产生溢出。 双符号位法：若双符号位值不同则是溢出，01为上“溢”、10为“下溢”。

9. 低高位部分积/乘数 说明 高位部分积 原 码 一 位 乘 法 0 0 0 0 0 0 1 0 11 (Y) 乘数最底为1 +X + 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 部分积和乘数右移 1 1 0 1 1丢失 0 0 0 1 1 0 + 0 0 1 1 0 1 乘数最底为1 +X 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1丢失 部分积和乘数右移 0 0 1 0 0 1 + 0 0 0 0 0 0 乘数最底为0 +0 0 0 1 0 0 1 X*Y X=1101 Y=1011 部分积和乘数右移 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0丢失 + 0 0 1 1 0 1 乘数最底为1 +X 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1丢失 部分积和乘数右移

10. 不恢复余数除法 被除数 商 操作说明 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 开始情形 + 1 1 0 0 1 1 -Y 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0不够减 商上0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 余数、商左移 + 0 0 1 1 0 1 +Y 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 够减 商上1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 余数、商左移 X / Y [X]补= 00 1011 [Y]补= 00 1101 [-Y]补= 11 0011 + 1 1 0 0 1 1 -Y 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 够减 商上1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 余数、商左移 + 1 1 0 0 1 1 -Y 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 不够减 商上0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 余数、商左移 + 0 0 1 1 0 1 -Y 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 够减 商上1

11. 三、运算器部件的功能组成与设计 运算器功能：算逻运算、暂存乘除、多路选通 要点： 1、通过一个位片结构的4位的定点运算器 Am2901芯片实例来理解、掌握运算器部件的功 能、组成与运行控制方式（即使用方法）。 运算器控制与操作：数据组合有内外、运算功能说明白、存、移、输出巧安排 2、教学计算机运算器部件的设计，即如 何用4片4位的运算器芯片设计出（构成）一个16 位的运算器部件，包括它们之间的连接和正确解决 其外部数据的入和出等内容。

12. 输出Y Am2901内部组成 （无动画） 二选一 /OE F F3 F=0000 OVR Cn+4 A L U S R Cn 三选一 二选一 输入D B锁存器 A锁存器 Q寄存器 A口地址 Q3 Q0 B 16个 A 通用寄存器 三选一 B口地址 三选一 RAM3 RAM0

13. Am2901芯片是一个 4位的位片结构的运算器器件,其内部组成讲解如下： F 符号位 结果为零 结果溢出 进位输出 F3 F=0000 OVR Cn+4 A L U S R Cn 第一个组成部分是算逻运算部件ALU，能完成 3 种算术运算和 5 种逻辑运算功能。 其输出为 F，两路输入为 S、R，最低位进位Cn,四个状态输出信号如图所示。

14. 第二个组成部分 是通用寄存器组 由16个寄存器构 成，并通过A口 与B口地址选择 被读的寄存器， B口地址还用于 指定写入寄存器 F F3 F=0000 OVR Cn+4 A L U S R Cn B锁存器 A锁存器 通过B口地址、 A口地址读出的 数据将送到B、 A锁存器，要写 入寄存器的数据 由一个多路选择 器送来。 A口地址 B 16个 A 通用寄存器 B口地址 （写入）

15. 第三个组成部分 是乘商寄存器Q 它能对自己的内 容完成左右移位 功能，其输出可 以送往ALU，并 可接收ALU的输 出结果。 F F3 F=0000 OVR Cn+4 A L U S R Cn B锁存器 A锁存器 Q寄存器 A口地址 B 16个 A 通用寄存器 B口地址

16. 该芯片的第四个 组成部分是五组 多路选通门，包 括如下内容： 输出Y 二选一 /OE F F3 F=0000 OVR Cn+4 A L U S R Cn 一组二选一门， 选择把A口数据 或ALU结果送出芯片，以给出输出Y的数据，Y输出的有无还受输出使能 /OE信号的控制，仅当 /OE为低是才有Y输出 ，/OE为高，Y输出为高阻态。 B锁存器 A锁存器 Q寄存器 A口地址 B 16个 A 通用寄存器 B口地址

17. 输出Y 一组三选一门和 另一组二选一门 用来选择送向 ALU的 S、R输 入端的数据来源 ，包括Q寄存器、 A口、 B口、外 部输入D数据的 8 种不同组合。 二选一 /OE F F3 F=0000 OVR Cn+4 A L U S R Cn 三选一 二选一 输入D B锁存器 A锁存器 Q寄存器 A口地址 B 16个 A 通用寄存器 B口地址

18. 一组三选一门 完成把ALU的 输出、或左移 一位、或右移 一位的值送往 通用寄存器组 ，最高、最低 位移位信号有 双向入/出问题 输出Y 二选一 /OE F F3 F=0000 OVR Cn+4 A L U S R Cn 三选一 二选一 输入D 一组三选一门 完成Q寄存器 的左移一位、 或右移一位、 或接收ALU输 出值的功能， 最高、最低位 移位信号有双 向入/出问题。 B锁存器 A锁存器 Q寄存器 A口地址 Q3 Q0 B 16个 A 通用寄存器 三选一 B口地址 三选一 RAM3 RAM0