信息工程學院

1、概論運算方法主存儲器及存儲系統(tǒng)指令系統(tǒng)中央處理器輔助存儲器輸入輸出設(shè)備輸入輸出系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)1、課程特點 課程內(nèi)容多 承上啟下 理論性強 難度大計算機組成與結(jié)構(gòu)2、主要內(nèi)容： 計算機組成角度： 計算機由幾部分組成 各部分的組成功能及原理 各部分間的關(guān)系 整機如何工作 信息流的角度： 數(shù)據(jù)流 控制流計算機組成與結(jié)構(gòu)3、學習目的 為培養(yǎng)同學們在分析、設(shè)計計算機系統(tǒng)方 面的能力打下基礎(chǔ)4、考核形式主要內(nèi)容： 計算機的語言 計算機的特點 計算機的基本結(jié)構(gòu)與硬件組成 第一章 概論 機器語言：用二進制代碼表示的計算機語言，可直 接執(zhí)行。特點：可讀性差，不易編程和維護計算機的語言匯編語言：用助記符號編

2、寫的語言。特點：可讀性較好，適合編寫與硬件打交道的系統(tǒng)軟件高級語言 特點：接近自然語言，描述問題強，易維護可移植 翻譯高級語言（匯編語言）機器語言解釋方式：邊解釋邊執(zhí)行，不會生成目標程序編譯方式：將高級語言編寫的程序（源程序）翻譯成機器語言程序（目標程序），以文件形式儲存然后執(zhí)行。計算機的特點運算速度快 高速的電子元器件 先進的計算技巧計算精度高 字長加長 浮點運算記憶和邏輯判斷能力 內(nèi)外存 布爾代數(shù)4. 通用性強自動連續(xù)計算 存儲程序原理一、 存儲程序原理 1. 概念： 指令： OP AD 程序： 指令的有序集合 指令系統(tǒng) ：一臺機器所擁有的全部指令 2. 存儲程序原理（馮 諾依曼思想）1.

3、 程序和數(shù)據(jù)都以二進制的形式順序存放在存儲器中2. 機器自動順序取出每條指令進行分析，執(zhí)行其規(guī)定的操作3. 計算機硬件由存儲器、運算器、控制 器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成。第一臺存儲程序機器 EDSAC:1949年，英國劍橋大M.WILKES取得了1967年度計算機世界最高獎圖林獎計算機的簡單工作過程計算21？1. 從存儲器取數(shù)2，暫存 取數(shù)22. 從存儲器取數(shù)1，暫存 取數(shù)13. 計算21，結(jié)果暫存 計算214. 結(jié)果3送存儲器保存 45. 打印結(jié)果打印結(jié)果 56. 停機 停機 數(shù)2 數(shù)1 程序計數(shù)器PC1計算機的基本結(jié)構(gòu)輸入設(shè)備存儲器運算器控制器輸出設(shè)備數(shù)據(jù)結(jié)果數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)指令結(jié)果地址計算機的硬

4、件組成運 算 器控 制 器主存儲器輸入設(shè)備輸出設(shè)備 總線 和輸入輸出接口高速緩存虛擬存儲器(磁盤設(shè)備)第一單元第二單元第三單元第四單元第五單元 1. 運算器 功能：完成算術(shù)運算和邏輯運算的裝置 組成：由ALU，移位器，通用寄存器組等構(gòu)成移位器ALU選擇器通用寄存器組選擇器運算器結(jié)構(gòu)框圖移位器ALU選擇器通用寄存器組選擇器 ALU: 通過加法器實現(xiàn)運算操作（由全加器求和、由進位鏈傳遞進位信號）。移位器ALU選擇器通用寄存器組選擇器 通用寄存器組：提供操作數(shù)，存放運算結(jié)果。移位器ALU選擇器通用寄存器組選擇器 選擇器：選擇操作數(shù)；選擇控制條件，實現(xiàn)各種算法。移位器ALU選擇器通用寄存器組選擇器 移

5、位器：直接或者移位送出運算結(jié)果。 討論: ALU組成和原理 幾種主要的運算方法（定、浮） 2. 控制器 功能：產(chǎn)生控制命令(微命令)， 控制指揮全機操作。 執(zhí)行方式： 1）按規(guī)定的操作去執(zhí)行 2）自動地執(zhí)行 3）有秩序地執(zhí)行 討論： 控制器組成原理與控制機制和指令執(zhí)行過程。 運算器及控制器構(gòu)成中央處理機(CPU)存儲體大樓存儲單元 存放一串二進制代碼存儲字長 存儲單元中二進制代碼的位數(shù)每個存儲單元賦予一個地址號按地址尋訪 存儲單元 存儲字長（0/1） 房間 床位（無人/ 有人）3.存儲器功能: 存放程序和數(shù)據(jù)的裝置，并滿足計算機在執(zhí)行過程中能隨機訪問這些程序和數(shù)據(jù)。1.2主存儲器存儲體MARM

6、DRMARMDR 存儲單元個數(shù) 16存儲字長 8 設(shè) MAR = 4 位 MDR = 8 位存儲器地址寄存器反映存儲單元的個數(shù)存儲器數(shù)據(jù)寄存器反映存儲字長主存儲器存儲體MARMDR存儲器的基本組成 數(shù)據(jù)總線討論 存儲單元讀/寫原理、存儲器邏輯設(shè)計cpu讀寫控制數(shù)據(jù)寄存器存儲體地址寄存器地址總線控制總線ARDR 4. 輸入/輸出設(shè)備 功能：轉(zhuǎn)換信息輸入：原始信息 代碼，送入主機 輸出：處理結(jié)果 人所能接受的形式，并輸出（代碼） 輸入設(shè)備：鍵盤，鼠標，掃描儀 輸出設(shè)備：CRT，打印機，繪圖儀 計算機硬件的性能指標機器字長CPU一次能處理數(shù)據(jù)的位數(shù)寄存器、ALU、總線、存儲器等字長越長，數(shù)的表示范圍

7、越大，精度越高4位、8位、16位、32位、64位存儲容量存儲器可存儲的二進制數(shù)據(jù)總數(shù)容量存儲單元個數(shù)存儲字長MAR16位，則有64K個存儲單元；MDR32位，則共可存儲64K322Mb華碩P4S533-MX主板內(nèi)存條插槽CPU風扇支架PCI擴展槽IDE硬盤接口各種外設(shè)接口，包括：鍵盤、鼠標、顯示器、USB、聲卡、網(wǎng)卡、并行口等CPU插槽第章運算方法和運算部件3.1 數(shù)據(jù)的表示 方法和轉(zhuǎn)換3.2 機器數(shù)在計算機中的表示方法及加減法運算3.3 定點乘法運算3.4 定點除法運算3.5 浮點數(shù)運算方法3.6 數(shù)據(jù)校驗碼 3.1.1 數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示和轉(zhuǎn)換在計算機系統(tǒng)中，常用的幾種數(shù)制有下列幾種：二進制

8、 R=2, 基本符號為 0和1八進制 R=8, 基本符號為 0,1,2,3,4,5,6,7十六進制 R=16, 基本符號為 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, A,B,C,D,E,F 十進制 R=10, 基本符號為 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1. R進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù) R進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)時，只要“按權(quán)展開”即可。例1: 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。 (10101.01)2=(124+023+122+021+120+ 0 2-1+12-2)10=(21.25)10 例2: 八進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。 (307.6)8=(382+780+68-1) 10=(199.75) 10

9、例3: 十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。 (3A.C)=(3161+10160+1216-1) 10 =(58.75) 10 2. 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成R進制數(shù) 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成R進制數(shù)時，要將整數(shù)和小數(shù)部分分 別進行轉(zhuǎn)換。（1）整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換 整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換方法是“除基取余”。 例1: 將十進制整數(shù)835分別轉(zhuǎn)換成二、八進制數(shù)。01813810488358余數(shù) 低位3051(835) 10=(1503) 8 高位(835) 10=(1101000011) 2 （2）小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換 小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換方法是“乘基取整”。 例2: 將十進制小數(shù)0.6875分別轉(zhuǎn)換成二、八進制數(shù)。 0.68752=1.375 1整

10、數(shù)部分0.3752=0.75 00.752=1.5 10.52=1.0 1高位低位(0.6875) 10=(0.1011) 2 整數(shù)部分高位低位0.68758=5.5 5 0.58=4.0 4(0.6875) 10=(0.54) 8 例3 :將十進制小數(shù)0.63轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。 整數(shù)部分高位低位0.632=1.26 10.262=0.52 00.522=1.04 10.042=0.08 0(0.63) 10=(0.1010) 2 (近似值) （3）含整數(shù)、小數(shù)部分的數(shù)的轉(zhuǎn)換 只要將整數(shù)、小數(shù)部分分別進行轉(zhuǎn)換，得到轉(zhuǎn)換后的 整數(shù)和小數(shù)部分，然后再這兩部分組合起來得到一個 完整的數(shù)。 例4: 將十

11、進制數(shù)835.6875轉(zhuǎn)換成二、八進制數(shù)。(835.6875) 10=(1101000011.1011) 2=(1503.54) 8 3. 二、八、十六進制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換 （1）八進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù) (13.724) 8=( 001 011 . 111 010 100 )2 =(1011.1110101) 2 （2）十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù) (2B.5E)16 = ( 0010 1011 . 0101 1110 ) 2 = (101011.0101111) 2 （3）二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù) (10011.01) 2 = ( 010 011 . 010 ) 2 = (23.2) 8 （4）二進制

12、數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù) (11001.11) 2 = ( 0001 1001 . 1100 ) 2 = ( 19.C ) 16 3.1.2 十進制的編碼與運算 二_十進制編碼（BCD碼，BinaryDecimal Code) 用四位二進制碼表示一位十進制數(shù)1.有權(quán)碼:二進制碼中每一位有確定的權(quán)2.無權(quán)碼：二進制碼中每一位沒有確定的權(quán) 1.有權(quán)碼 8421碼(2) 2421碼 5- 0101、1011 7-0111、1101 9- 1111 120001 0010(3) 5421碼 5- 1000、0101 7-0111、1010 9- 1100 120001 0010(4）8421碼2. 無權(quán)碼（

13、1）余3碼 51000 71010 91100 120100 0101特點：每個編碼代表的值比其對應(yīng)的十進制多“3”（2）格雷碼 相鄰的兩代碼之間只有一位不同。 3. 8421碼加法規(guī)則 兩個8421碼相加時，和小于或等于9則保持不變 兩個8421碼相加時，和大于9，則和數(shù)應(yīng)加0110修正。例1：（15）10+（21）10=（36）10 8421碼加法運算： 0001 0101 15 + 0010 0001 +21 0011 0110 36 每個十進制位的8421碼和均小于9，因此，對計算結(jié)果無需修正例2：（15）10+（26）10=（41）10 8421碼加法： 0001 0101 15 +

14、 0010 0110 + 26 進位 0011 1011 41 修正 + 0110 0100 0001 在8421BCD碼的加法運算中，低十進制位的二進制加法和是1011，大于1001； 需要在該位+6修正；修正使得本位結(jié)果正確，同時向上一位產(chǎn)生進位。 4. 余3碼加法規(guī)則 兩個余三碼相加時，不產(chǎn)生進位時，結(jié)果減0011，產(chǎn)生進位時，進位送入高位，本位加0011。 5. 數(shù)字串在計算機內(nèi)的表示形式十進制數(shù)串在計算機內(nèi)主要有兩種表示形式： 1.字符串形式：一個字節(jié)存放一個十進制的數(shù)位或符號位。2.壓縮的十進制數(shù)串形式：一個字節(jié)存放兩個十進制的數(shù)位。它比前一種形式節(jié)省存儲空間，又便于直接完成十進制

15、數(shù)的算術(shù)運算，是廣泛采用的較為理想的方法。 符號位也占半個字節(jié)并放在最低數(shù)字位之后,其值選用四位編碼中的六種冗余狀態(tài)中的有關(guān)值,如用12(c)表示正號，用13(d)表示負號。在這種表示中,規(guī)定數(shù)位加符號位之和必須為偶數(shù),當和不為偶數(shù)時,應(yīng)在最高數(shù)字位之前補一個0。 每個數(shù)位占用半個字節(jié)(即4個二進制位),其值可用二十編碼(BCD碼)或數(shù)字符的ASCII碼的低4位表示。3.2 機器數(shù)在計算機中的表示方法及加減法運算 真值vs.機器數(shù)真值：正、負號加某進制數(shù)絕對值的形式稱為真值。如二進制真值： X=+1011 y=-1011機器數(shù)：符號數(shù)碼化的數(shù)稱為機器數(shù)如 ：X=01011 Y=11011 機器

16、數(shù)特點:1、數(shù)的符號數(shù)值化2、表示范圍受字長限制 超出此范圍_溢出3、小數(shù)點的位置要約定1.定點數(shù)是指計算機中所有數(shù)據(jù)的小數(shù)點位置是固定不變的。該位置在計算機設(shè)計時已被隱含地規(guī)定，因此勿需再用任何硬件設(shè)備狀態(tài)來明顯表示小數(shù)點。2浮點數(shù)在計算機中所表示的數(shù)，其小數(shù)點位置是可變的，這種數(shù)稱為浮點數(shù)。 機器數(shù)，主要分成定點數(shù)與浮點數(shù)兩類來加以討論。先簡要說明這兩類機器數(shù)的基本定義，再詳細討論其具體編碼形式 原碼 補碼 反碼 移碼正數(shù)：原碼、反碼和補碼表示都相同負數(shù)：原碼、反碼和補碼表示不同 定點機器數(shù)的編碼表示：3.2.1 原碼表示法原碼表示法用“0”表示正號，用“1”表示負號，數(shù)值位用真值的絕對值

17、表示。整數(shù)的符號位與數(shù)值位之間用逗號“,”隔開；小數(shù)的符號位與數(shù)值位之間用小數(shù)點“.”隔開。 定點小數(shù)原碼定義 x x原= 1-x 例1：X=-0.1011 x原10.10111.1011 (默認機器字長5位） 0的原碼有兩種表示方式： +0原 =0.0000000; -0原 =1-0.0000000=1.0000000設(shè)x原XsX1Xn ，其中Xs為符號位，共n+1位字長最大值 : 1-2-n 最小值:-(1-2-n)例1:若二進制原碼小數(shù)的位數(shù)分別是8位,求其該數(shù)表示的最大值、最小值及所能表示數(shù)的個數(shù)？8位: 127， -(1-2-7) 2.定點小數(shù)原碼的表示范圍注意：最高位為符號位，有效

18、數(shù)值位分別為7。 X 1X0 X原 = 1-X 0X-1 3. 定點整數(shù)原碼定義 x 當 2nx原= 2n-x 當 -2n例1: +1101原=0，1101 -1101原=1，1101(默認機器字長5位） 0的原碼有兩種表示方式： +0原 =0,0000000; -0原 =1,0000000結(jié)論:符號位數(shù)值化，數(shù)值位不變設(shè)x原XsX1Xn ，其中Xs為符號位，共n+1位字長8位: 127，-1274.定點整數(shù)原碼的表示范圍例1:若二進制的位數(shù)分別是8，其原碼表示的最大值、最小值及表示數(shù)的個數(shù)為：注意：最高位為符號位，有效數(shù)值位分別為7。 最大值: 2n-1 最小值: -(2n-1) 原碼特點表

19、示簡單，易于同真值之間進行轉(zhuǎn)換進行加減運算十分麻煩，本來是加法運算卻可能要用減法器實現(xiàn)。當兩個操作數(shù)符號不同且做加法運算時，先要判斷兩個數(shù)絕對值的大小，然后將絕對值大的數(shù)減去絕對值小的數(shù)，結(jié)果的符號以絕對值大的數(shù)為準。0的表示不惟一3.2.2 補碼表示法以鐘表對時為例說明補碼的概念假設(shè)現(xiàn)在的標準時間是3點整，而有一只表已經(jīng)6點了，為了校準時間，可以采用兩種方法：（1）逆時針：將時鐘退3格（2）順時針：將時鐘向前撥9格 這兩種方法都能對準到3點。由此可以看出，減3和加9是等價的。就是說9是（3）對12的補碼，可以用數(shù)學公式表示為： -3=+9 (mod 12) （“”為取模相等） 這里12是模數(shù)

20、。上例中63和69之所以等價，是因為表指針超過12時，將12自動丟掉，最后得到(6+9)123。重要啟示：負數(shù)用補碼表示時，可以把減法轉(zhuǎn)化為加法。1.補碼的概念模：計量器具的容量，或稱為模數(shù)。 N位字長整數(shù)的模值為2N4位字長的機器表示的二進制整數(shù)為： 00001111 共16種狀態(tài)，模為16=24 。一位符號位的純小數(shù)的模值為2 補碼的定義：正數(shù)的補碼就是正數(shù)的本身，負數(shù)的補碼是原負數(shù)加上模。2.定點小數(shù)補碼的定義 x x補= 2+x 例：完成下列數(shù)的真值到補碼的轉(zhuǎn)換 X1 = + 0.1011011 X2 = - 0.1011011 X1補=0.1011011X2補=2-0.1011011

21、 =1.01001010的補碼表示是唯一的：+0補=0.0000000 -0補= 2-0= 10.0000000-0.0000000 = 0.0000000(mod 2) 機器字長為8位，定點小數(shù)補碼表示范圍： -1 x 1-2-7 x 當2nx補= 2n1+x 當 -2n 3. 定點整數(shù)補碼的定義例：完成下列數(shù)的真值到補碼的轉(zhuǎn)換 X1= +1011011 X2= -1011011 X1補= 0,1011011X2補= 27+1+x = 1,0100101 機器字長為8位，定點整數(shù)補碼表示圍： -27 x 27-14. -1的補碼 設(shè)補碼的有效數(shù)值位為n(1) 根據(jù)定義，對于整數(shù)補碼有：-1補

22、2n+1-1=1,11111.1 (包括符號位一共n1個1） 根據(jù)定義，對于小數(shù)補碼有：-1補2+(-1.00)=1.0.0 (n個0）由此可見, “-1”既可以在整數(shù)范圍內(nèi)表示，也能在小數(shù)范圍內(nèi)表示，在計算機中有兩種不同的補碼表示。(2) 再看負數(shù)-2n的補碼表示-2n補2n+12n2n-11,0.0（n個0）因此，“1”的補碼小數(shù)表示與“2n”的補碼表示結(jié)構(gòu)相同，都是：符號位為1，數(shù)值部分為n個0。 5.原碼與補碼之間的轉(zhuǎn)換 正數(shù)的原碼和補碼顯然一致。 對于負數(shù)：設(shè) n = 4, x = x1x2x3x4 x補 = 2n+1+x = 10,0000 - x1x2x3x4 =11111+00

23、001 -x1x2x3x4 符號位除外，每位取反，末位加1。對小數(shù)原碼也同樣成立。反過來，由補碼求原碼也同樣成立。 0,X 2nX0 x補= 2n+1+X 0X- 2n 0,X 2nX0X原 = 2n-X 0X-2n原碼求補碼先看整數(shù)原碼和補碼之間的轉(zhuǎn)換原碼-補碼正數(shù) X補=X原負數(shù) 符號位除外，每位取反，末位加1例：X= -1001001 求X補X原=1,1001001， X補=1,0110110+1=1,0110111X補= 27+1 +X=100000000-1001001= 1,0110111 10 0 0 0 0 0 0 0 - 1 0 0 1 0 0 1 1, 0 1 1 0 1

24、1 1 6.由y補求-y補解：以小數(shù)補碼為例： 設(shè) y補 y0y1y2yn 第一種情況， y補 0.y1y2yn 所以 y = 0.y1y2yn， 故 -y = - 0.y1y2yn 則 -y補= 第二種情況， y補1.y1y2yn 結(jié)論：連同符號一起將各位取反，末位再加1。例：X= +1001001 求-X補 X補 = 01001001 -X補= 10110111 1.定點小數(shù)反碼的定義 x x反= 22-n+x 3.2.3 反碼表示法例: x = -0.1011(n=4) 求x反 x反= 2 -2-4 + (-0.1011) =10.0000-0.0001-0.1011 =1.1111-0

25、.1011 =1.01002.定點整數(shù)反碼的定義 X 2n X 0 X反= (2n+1 -1)+X 0 X -2n （mod (2n+1 -1)例：X1=+1011011, X1 反 =0,1011011 X2= -1011011, X2 反 =1,0100100 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0的補碼表示是： +0反=00000000; -0反 =11111111結(jié)論: 正數(shù)：反碼與原碼相同, 負數(shù)：對原碼，符號位不變，其余各位取反 3. 反碼相加例：0.1011 Y= -0.0100 x反=0.1011 Y反=1.1011 X+

26、Y反 =X反+Y反 =0.1011+1.1011反=10.0110 =0.0111最高位丟掉，在最低位加3.2.4. 移碼（增碼）表示法移碼定義：X移= 2n + X 2nX -2n 引入移碼的原因：當真值用補碼表示時，由于符號位和數(shù)值部分一起編碼，難于從補碼形式上直接判斷其真值的大小。例如：x=21，y=-21，X補=0,0010101， y補=1,1101011。從二進制碼看， 會得出11101011 00010101的結(jié)論。證明：X移與X補的關(guān)系： 0 x 2n : X補=x X移= 2n + X補 -2nx 0時， x.y補=x補.y補2. x任意，y0，Ri+1=2Ri-Y。若Ri0

27、，Ri+1=2(Ri+Y)-Y= 2Ri+Y 。則得不恢復(fù)余數(shù)法（加減交替法）加減交替法規(guī)則：被除數(shù)減除數(shù):結(jié)果為正，上商1，余數(shù)左移一位，減除數(shù)結(jié)果為負，上商0，余數(shù)左移一位，加除數(shù) 加減交替法（不恢復(fù)余數(shù)法）例：已知x=-0.1011,y=0.1101,求：x/y原 解：由|x| =0.1011，x原=1.1011|y| =0.1101，-y補=1.0011, y原=0.1101商值的求解過程如下：被除數(shù)(余數(shù))商說 明 0.1011+ 1. 00110.0000+-y*補（減除數(shù)） 1.1110 1.1100+ 0.1101 00余數(shù)為負，上商0 1位+y*補 (加除數(shù)) 0.1001

28、1.0010+ 1.0011 0 1 0 1余數(shù)為正，上商1 1位+-y*補（減除數(shù)） 0.0101 0.1010+ 1.0011 0 1 1 0 1 1余數(shù)為正，上商1 1位+-y*補（減除數(shù)） 1.1101 1.1010+ 0.1101 0 1 1 0 0 1 1 0余數(shù)為負，上商0 1位+y*補 (加除數(shù)) 0.01110 1 1 0 1余數(shù)為正，上商1商的符號位為 所以x/y原=1.1101分析此例可見，n位小數(shù)的除法共上商n+1次，第一次商用來判斷是否溢出。倘若比例因子選擇恰當，除數(shù)結(jié)果不溢出，則第一次商肯定是0。如果省去這位商，只需上商n次即可，此時除法運算一開始應(yīng)將被除數(shù)左移一位

29、減去除數(shù)，然后再根據(jù)余數(shù)上商。 3.5 浮點運算 1. 浮點數(shù)定義浮點數(shù)指小數(shù)點位置可變的數(shù)據(jù)，表示為： 其中：為尾數(shù)，是定點小數(shù)，用原碼、補碼表示 階碼為，用原碼、補碼或移碼表示 為階的基數(shù)，表示為21 ,22 ,23的形式以基數(shù)r=2為例，數(shù)N可寫成下列不同形式： N=1011.1101=0.101111012100 =0.00101111012110 =10111.1012-1基本格式：階符階值尾值尾符階碼尾數(shù)上溢：浮點數(shù)階碼大于最大階碼時，稱為“上溢”，此時機器停止運算，進行中斷溢出處理。下溢：浮點數(shù)階碼小于最小階碼時，稱為“下溢”，由于此時“溢出”的數(shù)絕對值很小，通常將尾數(shù)各位強制為

30、零，按機器零處理，此時機器繼續(xù)運行。2.浮點數(shù)的表示范圍SfS1 S2 Sn-1Sn數(shù)符數(shù)值部分小數(shù)點位置jfj1 j2 jn-1jn階符階碼的數(shù)值部分上溢負數(shù)區(qū)正數(shù)區(qū)上溢下溢3.規(guī)格化數(shù) 尾數(shù)原碼表示：最高數(shù)值位為1(0.1.或1.1.) 尾數(shù)補碼表示：判別規(guī)格化數(shù)，應(yīng)使尾數(shù)數(shù)值的最高位中至少有一位與符號位不同（階的基數(shù)為2時，0.1或1.0)問題：浮點數(shù)以或為底（階的基數(shù)為4，8）的規(guī)格化數(shù)是什么？例：寫出x= -24/512的浮點表示（規(guī)格化） x = - 11000/29 = - 11000*2-9 = - 0.11000*2-4 x原=1 100 ; 1.11000 x反=1 011

31、; 1.00111 x補 =1 100; 1.01000例：浮點數(shù)階符1位，階值3位，尾符1位，尾值7位，寫出此數(shù)所能表示的最大正數(shù)，最小正數(shù)，最大負數(shù)和最小負數(shù)。最大正數(shù)0,111 ; 0.1111111= (1-2-7)*2+7最小正數(shù)1,111; 0.0000001= 2-7 *2-7最大負數(shù)1,111; 1.0000001= - 2-7*2-7最小負數(shù)0,111; 1.1111111= - (1-2-7)*2+73.5.1 規(guī)格化浮點補碼加、減法 兩個浮點數(shù)加減運算，需使其階碼相等 X= 0.11011011*2010 , Y= - 0.10101100*2100 , 第1步：對階-小

32、階向大階看齊 使其階碼相等，通過右移尾數(shù)來實現(xiàn)移動位數(shù)： E= E x- E y E補= E x- E y=00 010+11 100=11 11000 010 Mx右移兩位，Mx =00 0011011011 X補=00 010 00 11011011 Y補=00 100 11 01010100 小階碼的尾數(shù)右移時應(yīng)注意： 原碼形式的尾數(shù)右移時，符號位不參加移位，數(shù)值位右移，空出位補0。 補碼形式的尾數(shù)右移時，符號位與數(shù)值位一起右移，空出位填補符號位的值。 移出的這些位不要丟掉（警戒位），應(yīng)保留，并且參加后續(xù)運算。這對運算結(jié)果的精確度有一定影響。 第2步：尾數(shù)加法 00 00110110 1

33、1+11 0101010011 10001010 11 因此x+y補=00 100 11 10001010 11 警戒位 X補=00 100 00 0011011011 Y補=00 100 11 01010100 第3步：尾數(shù)規(guī)格化 規(guī)格化形式的尾數(shù)應(yīng)是如下形式： 尾數(shù)為正數(shù)時：00.1xxx 尾數(shù)為負數(shù)時：11.0 xxx 非規(guī)格化 規(guī)格化1. 右規(guī)： 尾數(shù)符號位為01或10 尾數(shù)右移一位，階碼加12. 左規(guī) 尾數(shù)為正數(shù)時：00 00-01x-x K個0符號位 數(shù)值位 尾數(shù)為負數(shù)時：00 11-10 x-x K個1符號位 數(shù)值位 采取規(guī)格化的方法： 符號位不動，數(shù)值位逐次左移，階碼逐次減1，

34、直到滿足規(guī)格化形式的尾數(shù)，即最高數(shù)值位與符號位不同值為止。 M b=11 10001010 11 M b左移1位： M b =11 00010101 1第4步：尾數(shù)的舍入處理 對階，右規(guī)時都要右移尾數(shù)，使尾數(shù)低位丟失，造 成誤差，需舍入 0舍1入法 警戒位中的最高位為1時，就在尾數(shù)末尾加1； 舍入處理后需檢測是否為規(guī)格化數(shù)，不是規(guī)格化數(shù)需 再次規(guī)格化（右規(guī)）。 恒置1法 不論警戒位為何值，尾數(shù)的有效最低位恒置1。 采用0舍1入法: 警戒位中的最高位為0時，舍去 得： M b =11 00010110第5步：階碼溢出判斷 若階符01，上溢，置溢出標志 若階符10，下溢，置結(jié)果為機器零 階碼無溢出

35、，X+Y正常結(jié)束，得： 即X+Y= -0.11101010*2011例：設(shè)x=2-101(-0.101000),y=2-100(+0.111011)，并假設(shè)階符取2位，階碼取3位，數(shù)符取2位，尾數(shù)取6位，求x-y。 解：由x=2-101(-0.101000)，y=2-100(+0.111011) 得x補=11,011;11.011000，y補=11,100;00.111011對階 E補=Ex補-Ey補=11,011+00,100=11,111 即E=-1,則x的尾數(shù)向右移一位，階碼相應(yīng)加1，即 x補=11,100;11.1011000求和Mx補-My補=Mx補+-My補 =11.101100+

36、11.000101 =10.1100010 即 x-y補=11,100;10.1100010 尾數(shù)符號位出現(xiàn)“10”，需右規(guī)。解（續(xù)） ：即 x-y補=11,100;10.110001， 尾數(shù)符號位出現(xiàn)“10”，需右規(guī)。 規(guī)格化 右規(guī)后得 x-y補=11,101;11.01100010舍入處理 采用0舍1入法，其尾數(shù)右規(guī)時末位丟1，則 x-y補=11,101;11.011001溢出判斷 經(jīng)舍入處理后階符為“11”，不溢出，故最終結(jié)果： x-y= 2-011(-0.100111)3.5.2 浮點乘除法運算設(shè)兩浮點數(shù) 則 階碼運算尾數(shù)運算1. 階碼運算若階碼用補碼運算，乘積的階碼為Ex補+Ey補，

37、商的階碼為Ex補-Ey補。若階碼用移碼運算，則 Ex移=2n+ Ex -2nEx2n (n為整數(shù)的位數(shù)) Ey移=2n+ Ey -2nEy2n (n為整數(shù)的位數(shù)) 所以Ex移+Ey移= 2n+ Ex +2n+ Ey = 2n+ (2n +( Ex + Ey)= 2n+Ex + Ey移 可見，直接用移碼求階碼和時，其最高位多加了一個2n，要得到移碼形式的結(jié)果，必須減去2n。 由于同一個真值的移碼和補碼其數(shù)值部分完全相同，而符號位正好相反，即 Ey補=2n+1+ Ey (mod 2n+1)因此如果求階碼和可用下式完成： Ex移+Ey補= 2n+ Ex +2n+1+ Ey = 2n+1+ 2n +(

38、 Ex + Ey) = Ex + Ey移 (mod 2n+1) 則直接可得移碼形式。同理，當作除法運算時，商的階碼可用下式完成： Ex移+-Ey補 = Ex - Ey移階碼運算階碼運算方法：進行移碼加減運算時，只需將移碼表示的加數(shù)或減數(shù)的符號位取反(即變?yōu)檠a碼)，然后進行運算，就可得階和(或階差)的移碼。 溢出判斷：在原有移碼符號位的前面(即高位)再增加位符號位，并規(guī)定該位恒用“0”表示，而加數(shù)或減數(shù)的補碼的兩位符號位則一致。溢出的條件是運算結(jié)果移碼的最高符號位為1。此時若低位符號位為0，表示上溢；低位符號位為1，表示下溢。如果運算結(jié)果移碼的最高符號位為0，即表明沒溢出。此時若低位符號位為1，

39、表明結(jié)果為正：低位符號位為0，表示結(jié)果為負。階碼運算溢出判斷舉例：設(shè)階碼取三位（不含符號位）， 當Ex=+101，Ey=+110時，有Ex移=01,101， Ey補=00,110則： Ex +Ey移=Ex移+ Ey補=01,101+00,110=10,001 結(jié)果上溢 Ex -Ey移=Ex移+ -Ey補=01,101+11,100=01,001 結(jié)果+1尾數(shù)截斷：尾數(shù)相乘會得到一個雙倍字長的結(jié)果，若限定只取1倍字長，則乘積的若干低位將會丟失。如何處理丟失的各位值，通常有兩種辦法。截斷處理：無條件的丟掉正常尾數(shù)最低位之后的全部數(shù)值。舍入處理：按浮點加減運算討論的舍入原則進行舍入處理。 （1）浮點

40、乘法尾數(shù)運算舍入操作實例x補舍入前舍入后對應(yīng)的真值1.011100001.011110001.011101011.011111001.0111（不舍不入）1.0111 （舍）1.0111 （舍）1.1000 （入）-0.1001-0.1001-0.1001-0.1000對負數(shù)的補碼可采用如下規(guī)則進行舍入處理。當丟失的各位均為0時，不必舍入；當丟失的各位數(shù)中的最高位為0時，且以下各位不全為0；或丟失的各位數(shù)中的最高位為1，且以下各位均為0時，則舍去被丟失的各位；當丟失的各位數(shù)中的最高位為1，且以下各位又不全為0時；則在保留尾數(shù)的最末位加1修正。 x原舍入前舍入后對應(yīng)的真值1.100100001.

41、100010001.100010111.100001001.1001（不舍不入）1.1001 （入）1.1001 （入）1.1000 （舍）-0.1001-0.1001-0.1001-0.1000浮點乘法運算舉例 例：設(shè)機器數(shù)階碼取3位(不含階符)，尾數(shù)取7位(不舍數(shù)符)，要求階碼用移碼運算，尾數(shù)用補碼運算，最后結(jié)果保留1倍字長。 設(shè)x=2-101(0.0110011)，y=2011(-0.1110010) 求： x y。解：x補=11，011；00.0110011 y補=00，011；11.0001110階碼運算Ex移=00，011, Ey補=00，011 Ex+Ey移=Ex移+Ey補=00

42、，011+00，011=00，110 對應(yīng)真值-2浮點乘法運算舉例（續(xù)）尾數(shù)相乘（采用Booth算法）其過程如下表所示。部分積乘 數(shù)yn+1說 明 00.0000000 00.0000000 + 11.10011011.00011100 1000111001位+-Mx補 11.1001101 11.1100110 11.1110011 11.1111001 + 00.0110011 10100011 01010001 101010001111位1位1位+Mx補 00.0101100 00.0010110 00.0001011 00.0000101 + 11.1001101 01010100 0

43、0101010 100101010001位1位1位+ -Mx補 11.10100101001010相乘的結(jié)果為：MxMy補=11.10100101001010 浮點乘法運算舉例（續(xù)） 即xy補=00,110;11.10100101001010 規(guī)格化。左規(guī)后xy補=00,101;11.01001010010100 舍入處理。尾數(shù)為負，按負數(shù)的補碼的舍入規(guī)則，取1倍字長，丟失的7位為0010100,應(yīng)“舍”。 故最終的結(jié)果為：xy補=00,101;11.0100101 即：xy= 2-011(-0.1011011) 3.7 數(shù)據(jù)校驗碼計算機在數(shù)據(jù)傳送過程中（比如讀寫主存），由于傳送數(shù)據(jù)容易產(chǎn)生錯

44、誤，則可通過數(shù)據(jù)編碼的辦法找出出錯位置，實現(xiàn)自動改錯數(shù)據(jù)校驗碼定義：是一種常用的具有發(fā)現(xiàn)某些錯誤或自動改錯能力的數(shù)據(jù)編碼方法碼距是由任意兩個合法碼之間至少有幾個二進制位不同而確立的3.1 奇偶校驗碼定義： 在有效信息位的最高或最低補充一個校驗位使得的個數(shù)為奇數(shù)，稱奇校驗碼，的個數(shù)為偶數(shù)稱偶校驗碼。校驗位形成條件： 奇校驗位=D1 D2 D3.D8=P奇 偶校驗位= D1 D2 D3.D8=P偶校驗原理：偶校驗在接收端求D8 D7 .D2 D1 D0 P偶當時則無錯當時則有錯特點：只能發(fā)現(xiàn)奇數(shù)個錯不能糾錯。3.2 海明校驗碼基本思想： 在有效信息位中加入幾個校驗位，并將有效信息位的每個二進制位分

45、配幾個校驗位。海明校驗碼的編碼過程：、根據(jù)有效信息位的個數(shù)確立校驗位的個數(shù)個有效信息位，r個校驗位應(yīng)滿足： K+r+12r發(fā)現(xiàn)兩位錯，應(yīng)滿足K+r2r-12、確立校驗位的位置 海明碼由有效信息位和校驗位組成設(shè)海明碼是1,H2.Hn,則校驗位的位置是在20-i-1(i為校驗位位數(shù)）如：有效信息位8位則海明碼13位 、校驗位的形成（P1,P2,P3,P4，P5)、校驗原理3.7.2 CRC碼第四章 主存儲器存儲器是計算機系統(tǒng)的重要組成部分，用它來存放程序和數(shù)據(jù)。存儲器的分類按功能分類主存儲器：和CPU直接交換信息。輔助存儲器：外存儲器。主存速度快、容量小、每位的價格高；輔存速度慢、容量大、每位價格

46、低。緩沖存儲器：用于兩個速度不同的部件之間，起到緩沖作用。存儲器的分類按存取方式分隨機存儲器RAM（Random Access Memory）只讀存儲器ROM（Read Access Memory） 主存RAM（易失性）ROM(非易失性，只能讀出而不能寫入）靜態(tài)存儲器SRAM依靠雙穩(wěn)態(tài)電路內(nèi)部交叉反饋的機制存儲信息。速度快，容量小，功耗大，作CACHE動態(tài)存儲器DRAM依靠電容存儲電荷的原理存儲信息。功耗較小,容量大,速度較快,作內(nèi)存。掩膜式ROMPROMEPROME2PROMFLASH MEMORY(快擦除）存儲器應(yīng)用表存儲器目前主要應(yīng)用SRAMDRAMROMPROMEPROME2PROMF

47、lash MemoryCache計算機主存儲器(內(nèi)存)固定程序，微程序控制器存儲器用戶自編程序，用于工業(yè)控制機或電器中用戶編寫并修改程序或產(chǎn)品試制階段編程序IC卡存儲器固態(tài)盤（優(yōu)盤）、IC卡主要技術(shù)指標速度指標： 存取時間和存儲周期、存儲器的帶寬。存取時間：指從啟動一次存儲器操作到完成該操作所需的全部時間。讀出時間：從存儲器接收到有效地址開始，到產(chǎn)生有效輸出所需的全部時間。寫入時間：從存儲器接收到有效地址開始，到數(shù)據(jù)寫入被選中單元所需的全部時間。存儲周期：指連續(xù)啟動兩次獨立的操作（如兩次讀操作）所需間隔的最小時間。通常大于存取時間。存儲器的帶寬：是單位時間里存儲器所存取的最大信息量。單位：以位

48、/秒、字節(jié)/秒。例：存取周期為500ns，每個存取周期可訪問16位，則它的帶寬為半導體存儲芯片的基本結(jié)構(gòu)現(xiàn)代計算機的主存儲器都由半導體集成電路構(gòu)成。存儲矩陣譯碼驅(qū)動讀寫電路地址線片選線數(shù)據(jù)線讀/寫控制線計算機系統(tǒng)中的存儲器有許多芯片組成片選信號用來選擇這些存儲芯片。半導體存儲芯片的譯碼驅(qū)動方式線選法特點：用一根字選擇線（字線）直接選中一個存儲單元的各位（如一個字節(jié)）。這種方式結(jié)構(gòu)簡單，但適于容量不大的存儲芯片。半導體存儲芯片的譯碼驅(qū)動方式重合法特點：被選單元有X、Y兩個方向的地址決定，因此叫重合法。當要構(gòu)成1KX1字節(jié)的存儲器時，只需用8片上圖所示的芯片即可。4. 4 主存的基本操作DRARC

49、PU主 存讀數(shù)據(jù)總線地址總線寫讀操作：CPU將AR中地址通過AB送入MAR，W/R=0，MDR 通過DB送入DR寫操作： CPU將AR中地址通過AB送入MAR，W/R=1，DR 通過DB送入MDR4.5 靜態(tài)隨機存儲器1.六管靜態(tài)基本單元（1）組成T1T4組成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器T1 ,T2為放大管，T3,T4為負載管，T5,T6為開關(guān)控制管VccT3T1T4T2T5T6字線字線，選擇存儲單元位線，完成讀/寫操作位線2（2）定義“0”：T1導通，T2截止；“1”：T1截止，T2導通。位線1（3）工作T5、T6字線加高電平，高、低電平，寫1/0。（4）保持VccT3T1T4T2T5T6字線位線1位線2導

50、通，選中該單元。寫入：在位線1 、位線2上分別加讀出：根據(jù)位線1 、位線2上有無高、低電平，讀1/0。字線：加低電平T5、T6截止，該基本單元未選中，保持原狀態(tài)。2.存儲芯片例.SRAM芯片2114（1K4位）外特性：特點：集成度低，容量小，速度快地址端：2114（1K4）191018A6 A5 A4 A3 A0 A1 A2 CS GNDVcc A7 A8 A9 D0 D1 D2 D3 WEA9A0（入）數(shù)據(jù)端：D3D0（入/出）控制端：片選CS= 0 選中芯片= 1 未選中芯片寫使能WE= 0 寫= 1 讀電源、地2114（SRAM）時序讀周期：地址有效CS有效數(shù)據(jù)輸出CS復(fù)位地址撤銷只有當

51、地址有效經(jīng)tA后，且當片選有效經(jīng)tCO后，數(shù)據(jù)才能穩(wěn)定輸出。DOUTtRCtAtCOtCX數(shù)據(jù)有效數(shù)據(jù)穩(wěn)定片選失效地址有效地址失效tOTDtOHAACS高阻2114（SRAM）時序?qū)懼芷冢旱刂酚行S有效WE有效數(shù)據(jù)有效 WE撤銷 CS復(fù)位地址撤銷動態(tài)RAM(DRAM)單管MOS動態(tài)RAM讀出時，字線上的高電平使T導通，若電容Cs上有電荷，經(jīng)T管在位線上產(chǎn)生電流，可視為讀出“1”。若Cs無電荷，則位線上無電流，可視為讀出“0”。讀操作結(jié)束時， Cs的電荷已泄放完畢，故是破壞性讀出，必須再生。位線字線TCs寫入時，字線為高電平使T導通，若位線上為高電平，則經(jīng)T管對Cs充電，使其存“1”；若位線為

52、低電平，則Cs經(jīng)T放點，使其無電荷而存“0”。DRAM靠電容存儲電荷的原理寄存信息。電容上有足夠多的電荷表示存“1”，電容上無電荷表示存“0”。電容上的電荷一般只能維持12ms。再生或刷新：必須在2ms內(nèi)對其所有存儲單元恢復(fù)一次原狀態(tài)。地址端：2164（64K1）18916GND CAS Do A6 A3 A4 A5 A7A7A0（入）數(shù)據(jù)端：Di（入）控制端：片選寫使能WE= 0 寫= 1 讀電源、地空閑/刷新 Di WE RAS A0 A2 A1 Vcc分時復(fù)用，提供16位地址。Do（出）行地址選通RAS列地址選通CAS：=0時A7A0為行地址高8位地址：=0時A7A0為列地址低8位地址1

53、腳未用，或在新型號中用于片內(nèi)自動刷新。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，管子少，功耗小，集成度高；缺點：電路狀態(tài)不穩(wěn)定，由于漏電流存在，Cs上的電荷經(jīng)一段時間后會泄放掉（約為幾毫秒）讀出信息時也會使Cs上電荷泄放，所以需加刷新電路，使Cs上信息再生。單管動態(tài)RAM的優(yōu)缺點單管動態(tài)RAM芯片4116芯片結(jié)構(gòu)16KX1位存儲芯片；行列地址分開送；128X128存儲矩陣。動態(tài)RAM時序 讀周期： 實現(xiàn)讀操作，各信號的時間關(guān)系應(yīng)符合下面的要求。 行地址必須在RAS信號有效之前送到芯片的地址輸入端。 CAS信號應(yīng)滯后RAS一段時間，并滯后于列地址送到芯片地址輸入端的時間。 RAS、CAS應(yīng)有足夠的寬度。 WE信號為高，并

54、在CAS有效之前建立。動態(tài)RAM讀時序 寫周期: RAS與CAS之間的關(guān)系，以及它們與地址 信息之間的關(guān)系和讀周期相同。 WE信號為低，并在CAS信號有效之前建立。 寫數(shù)據(jù)必須在CAS有效之前出現(xiàn)在Din端。動態(tài)RAM寫時序動態(tài)RAM讀寫時序動態(tài)RAM頁面讀時序動態(tài)RAM與靜態(tài)RAM的比較目前，動態(tài)RAM的應(yīng)用比靜態(tài)RAM要廣泛得多（主存），其原因是：DRAM集成度高DRAM的功耗僅為SRAM的1/6DRAM的價格僅為SRAM的1/4DRAM的缺點DRAM由于使用動態(tài)元件（電容），速度比SRAM低。DRAM內(nèi)容需要再生，故需配置再生電路因此，容量不大的高速存儲器大多用靜態(tài)RAM實現(xiàn)，如高速緩存

55、（Cache）。4.8 半導體存儲器組成與控制存儲容量的擴展： 當一片RAM存儲芯片不能滿足存儲容量需要時，就需要將若干片RAM存儲芯片組合起來，構(gòu)成滿足存儲容量要求的存儲器。三種擴展方法：位擴展：增加存儲字長字擴展：增加存儲字的數(shù)量字位擴展存儲芯片的連接，主要完成三種線的連接地址線A0An的連接數(shù)據(jù)線I/O0I/O n 或D0Dn的連接控制線的連接，如片選CS、讀/寫WE1、 存儲容量的擴展僅在字長（位數(shù)）擴展，字數(shù)不做擴展。字數(shù)滿足要求，而位數(shù)不夠時，應(yīng)采用位擴展。位擴展法例：使用8K*1位的RAM構(gòu)成8K*8位的存儲器。分三步：（1）使用8片8K*1的RAM芯片，每片有13根（A0A12

56、）地址線，1根（I/O）數(shù)據(jù)線（2）每片RAM的1位數(shù)據(jù)線分別接置數(shù)據(jù)總線的相應(yīng)位（D0D7）（3）將8片地址線的相應(yīng)位（A0A12）并聯(lián)后接至地址總線的相應(yīng)位上。由8K*1位的RAM構(gòu)成8K*8位的存儲器連接圖 8 I/O 7 I/O 6 I/O 5 I/O 4 I/O 3 I/O 2 I/O 18k*1 I/O地址總線A0A12A0A12數(shù)據(jù)總線D0D7D0D7位擴展的原則實現(xiàn)位擴展的原則是：多個單片RAM的I/O端并行輸出。多個RAM的 端接到一起，作為RAM的片選端（同時被選中）；地址端對應(yīng)接到一起，作為RAM的地址輸入端。多個單片RAM的 端接到一起，作為RAM的讀/寫控制端（讀/寫

57、控制端只能有一個）； CSWE用4片2561位的RAM擴展成2564位的RAM的接線圖 例如：用16K*8的存儲芯片組成64K*8位的存儲器，并給出片選線CS和讀寫控制線WE的連接方法。連接方法：使用字擴展法（1）使用4片16K*8的存儲芯片來組成（2）每片有地址端14根（A0A13）,數(shù)據(jù)端8根D0D7，及片選CS，寫允許WE等引腳（3）芯片數(shù)據(jù)端與數(shù)據(jù)總線D0D7相連（4）地址總線的低位地址A0A13與各芯片的14位地址端相連，兩位高位地址A14,A15經(jīng)2-4譯碼器譯碼，4個輸出分別與4個片選端CS相連（5）系統(tǒng)總線的 WE與各芯片的WE相連字擴展法只在字向擴充，而位數(shù)不變。在RAM的數(shù)

58、據(jù)位的位數(shù)足夠，而字數(shù)達不到要求時，需要進行字擴展。字數(shù)增加，地址線數(shù)就得相應(yīng)增加。如2568位RAM的地址線數(shù)為8條，而10248位RAM的地址線數(shù)為10條CS16K*8WE、CS16K*8WE、CS16K*8WE、CS16K*8WE、A0A13WED0D72:4譯碼器A15A143210用16K*8存儲芯片組成64K*8位存儲器連接圖各芯片地址分配見下表地址空間分配表 地址片號A15A14A13A12A11A1A0說明100000000011111最低地址 0000H最高地址 3FFFH201010000011111最低地址 40000H最高地址 7FFFH31010000.0011111

59、最低地址 8000H最高地址 0BFFFH411110000011111最低地址 0C000H最高地址 0FFFFH字擴展的原則實現(xiàn)字擴展的原則是：多個單片RAM的I/O端并接，作為RAM的I/O端 多片構(gòu)成字擴展之后，每次訪問只能選中一片，選中哪一片，由字擴展后多出的地址線決定。多出的地址線經(jīng)輸出低有效的譯碼器譯碼，接至各片RAM的 端；低位地址端對應(yīng)接到一起，作為低位地址輸入端。 端接到一起作為RAM的讀/寫控制端（讀寫控制端只能有一個）；CSWE字擴展法示意圖假定存儲器的容量為M*N位，若使用L*K芯片（LM,KBCD，現(xiàn)要求將中斷處理次序改為CADB。 表8.2(a)中各級中斷程序的屏

60、蔽位應(yīng)如何設(shè)置(設(shè)“0”為允許，“1”為屏蔽)?解：（1）中斷程序的屏蔽位設(shè)置見表 請按圖所示時間軸給出的設(shè)備中斷請求時刻，畫出CPU執(zhí)行程序的軌跡。設(shè)A、B、C、D中斷服務(wù)程序的時間寬度均為20us。（2）CPU執(zhí)行程序的軌跡如圖所示DMA傳輸 前面二種I/O方式都需要CPU作為中介： 外設(shè) CPU 內(nèi)存 兩個含義：1）軟件：外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送是通過CPU執(zhí)行程序來完成的；2）硬件：I/O接口和存儲器的讀寫控制信號、地址信號都是由CPU發(fā)出的（總線由CPU控制）。 缺點：程序的執(zhí)行速度限定了傳送的最大速度（約為幾十KB/秒）解決：DMA傳輸 DMA傳輸:直接內(nèi)存訪問（DMA）方式，是一