计算机组成原理中字、位元组、位各指啥？单位用啥表示？

Posted 2023-05-17

参考技术A

计算机组成原理中字、位元组、位各指什么？单位用什么表示？

在计算机中，资料只用0和1两种表现形式，(这里只表示一个数据点，不是数字)，一个0或者1占一个“位”，而系统中规定8个“位”为一个“位元组”，用来表示常用的256个字母、符号、控制标记。在64位计算机中，“一个字长”所占的位元组数为8。字长的位元组数 = 计算机位数/8。 单位 是“位元”，也就是“位”（bit，简称b），它表示 1个二进位制位 。比“位”大的单位是“位元组”（byte，简称B），它等于 8个二进位制位 。

计算机组成原理 按位加是什么意思

好像就是逻辑异或，若相同则取0，若不同则取1

〔计算机组成原理〕按字定址和按位元组定址有什么不同

因为计算机里的字可能是多个位元组，按字就是按计算机字长来，每次存取都得按一个字来。按位元组就是每次存取都是一个位元组

一个位元组有8位，你可以通过位元组定址得到8个位的值，也就是说是以位元组为单位进行定址，字的概念，计算机中单单位元组定址，有位元组的概念是不够的，字长在计算机结构和操作的多个方面均有体现。计算机中大多数暂存器的尺寸是一个字长。计算机处理的典型数值也可能是以字长为单位。CPU和记忆体之间的资料传送单位也通常是一个字长。

计算机组成原理——浮点数表示方法是什么？

浮点数是指浮点数参与的运算，这种运算通常伴随着因为无法精确表示而进行的近似或舍入。

一个浮点数a由两个数m和e来表示:a = m × b^e。在任意一个这样的系统中，我们选择一个基数b(记数系统的基)和精度p(即使用多少位来储存)。m(即尾数)是形如±d.ddd...ddd的p位数(每一位是一个介于0到b-1之间的整数，包括0和b-1)。如果m的第一位是非0整数,m称作规格化的。有一些描述使用一个单独的符号位(s 代表+或者-)来表示正负，这样m必须是正的。e是指数。

在计算机中表示一个浮点数，其结构如下:

尾数部分(定点小数) 阶码部分(定点整数): 阶符±, 阶码e,数符±,尾数m。这种设计可以在某个固定长度的储存空间内表示定点数无法表示的更大范围的数。

浮点加法减法运算

设有两个浮点数x和y,它们分别为

x = Mx*2^Ex

y = My*2^Ey

其中Ex和Ey分别为数x和y的阶码,Mx和My为数x和y的尾数。

两浮点数进行加法和减法的运算规则是

设 Ex小于等于Ey，则 x±y = (Mx*2^(Ex-Ey)±My)*2^Ey,

完成浮点加减运算的操作过程大体分为四步:

1. 0 运算元的检查;

2. 比较阶码大小并完成对阶;

3. 尾数进行加或减运算;

4. 结果规格化并进行舍入处理。

⑴ 0 运算元检查

浮点加减运算过程比定点运算过程复杂。如果判知两个运算元x或y中有一个数为0,即可得知运算结果而没有必要再进行后续的一系列操作以节省运算时间。0运算元检查步骤则用来完成这一功能。

⑵ 比较阶码大小并完成对阶

两浮点数进行加减，首先要看两数的阶码是否相同，即小数点位置是否对齐。若二数阶码相同，表示小数点是对齐的，就可以进行尾数的加减运算。反之，若二数阶码不同，表示小数点位置没有对齐，此时必须使二数阶码相同，这个过程叫作对阶。要对阶，首先应求出两数阶码Ex和Ey之差，即△E = Ex-Ey。

若△E=0,表示两数阶码相等，即Ex=Ey;若△E>0,表示Ex>Ey;若△E<0,表示Ex<Ey。

当Ex≠Ey 时，要通过尾数的移动以改变Ex或Ey,使之相等。原则上，既可以通过Mx移位以改变Ex来达到Ex=Ey,也可以通过My移位以改变Ey来实现Ex=Ey。但是，由于浮点表示的数多是规格化的，尾数左移会引起最高有效位的丢失，造成很大误差。尾数右移虽引起最低有效位的丢失，但造成误差较小。因此，对阶操作规定使尾数右移，尾数右移后阶码作相应增加，其数值保持不变。显然，一个增加后的阶码与另一个阶码相等，增加的阶码的一定是小阶。因此在对阶时，总是使小阶向大阶看齐，即小阶的尾数向右移位(相当于小数点左移)每右移一位，其阶码加1,直到两数的阶码相等为止，右移的位数等于阶差△E。

⑶ 尾数求和运算

对阶结束后，即可进行尾数的求和运算。不论加法运算还是减法运算，都按加法进行操作，其方法与定点加减法运算完全一样。

⑷ 结果规格化

在浮点加减运算时，尾数求和的结果也可以得到01.ф…ф或10.ф…ф，即两符号位不等，这在定点加减法运算中称为溢位，是不允许的。但在浮点运算中，它表明尾数求和结果的绝对值大于1,向左破坏了规格化。此时将运算结果右移以实现规格化表示，称为向右规格化。规则是:尾数右移1位，阶码加1。当尾数不是1.M时需向左规格化。

⑸ 舍入处理

在对阶或向右规格化时，尾数要向右移位，这样，被右移的尾数的低位部分会被丢掉，从而造成一定误差，因此要进行舍入处理。

简单的舍入方法有两种:一种是"0舍1入"法，即如果右移时被丢掉数位的最高位为0则舍去，为1则将尾数的末位加"1"。另一种是"恒置一"法，即只要数位被移掉，就在尾数的末尾恒置"1"。

在IEEE754标准中，舍入处理提供了四种可选方法:

就近舍入其实质就是通常所说的"四舍五入"。例如，尾数超出规定的23位的多余位数字是10010,多余位的值超过规定的最低有效位值的一半，故最低有效位应增1。若多余的5位 是01111,则简单的截尾即可。对多余的5位10000这种特殊情况:若最低有效位现为0,则截 尾;若最低有效位现为1,则向上进一位使其变为 0。

朝0舍入 即朝数轴原点方向舍入，就是简单的截尾。无论尾数是正数还是负数，截尾都使取值的绝对值比原值的绝对值小。这种方法容易导致误差积累。

朝+∞舍入 对正数来说，只要多余位不全为0则向最低有效位进1;对负数来说则是简单的截尾。

朝-∞舍入 处理方法正好与 朝+∞舍入情况相反。对正数来说,只要多余位不全为0则简单截尾;对负数来说，向最低有效位进1。

⑹ 溢位处理

浮点数的溢位是以其阶码溢位表现出来的。在加\\减运算过程中要检查是否产生了溢位:若阶码正常，加(减)运算正常结束;若阶码溢位，则要进行相应处理。另外对尾数的溢位也需要处理。

阶码上溢 超过了阶码可能表示的最大值的正指数值，一般将其认为是+∞和-∞。

阶码下溢 超过了阶码可能表示的最小值的负指数值，一般将其认为是0。

尾数上溢 两个同符号尾数相加产生了最高位向上的进位，将尾数右移，阶码增1来重新对齐。

尾数下溢 在将尾数右移时，尾数的最低有效位从尾数域右端流出，要进行舍入处理。

计算机组成原理 罗克露 视讯 用什么 教材

不是唐硕飞这本，但是可以用。毕竟唐硕飞教材是最经典的书，而罗克璐的视讯是大家最喜欢的视讯，看这个视讯不用课本就能听懂。完了再翻唐的教材，效果不错！
试试吧，我去年看视讯学这个，就发现没时间看课本，也确实用不着

计算机组成原理，用IEEE 32位浮点格式表示如下数

IEEE754的32位单精度浮点数？
采用除基取余法，基数为16，
384/16，商24，余0
24/16，商1，余8
1/16，商0，余1
从上到下依次是个位、十位、百位
所以，最终结果为(180)16。
(384)10
=(180)16
=(0001 1000 0000)2
=(110000000)2
单精度浮点数储存的位元组格式如下：
地址：+0 +1 +2 +3
内容：SEEE EEEE EMMM MMMM MMMM MMMM MMMM MMMM
根据IEEE浮点数的定义，将上述二进位制数规格化：
(384)10
>(110000000)2
>+1.10000000 * (2^8)
符号S为正，等于0 B；
指数EEEEEEEE为8+127=135，等于10000111 B；
尾数为10000000000000000000000 B；
合成后为
0 10000111 100 0000 0000 0000 0000 0000
若将上述值表示为十六进位制数，则为(43 C0 00 00)16。

计算机组成原理cpu零部件是什么

CPU内部结构大概可以分为控制单元、运算单元、储存单元和时钟等几个主要部分。
运算器是计算机对资料进行加工处理的中心，它主要由算术逻辑部件（ALU：Arithmetic and Logic Unit）、暂存器组和状态暂存器组成。ALU主要完成对二进位制资讯的定点算术运算、逻辑运算和各种移位操作。通用暂存器组是用来储存参加运算的运算元和运算的中间结果。状态暂存器在不同的机器中有不同的规定，程式中，状态位通常作为转移指令的判断条件。
控制器是计算机的控制中心，它决定了计算机执行过程的自动化。它不仅要保证程式的正确执行，而且要能够处理异常事件。控制器一般包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、汇流排控制逻辑、中断控制逻辑等几个部分。
指令控制逻辑要完成取指令、分析指令和执行指令的操作。时序控制逻辑要为每条指令按时间顺序提供应有的控制讯号。一般时钟脉冲就是最基本的时序讯号，是整个机器的时间基准，称为机器的主频。执行一条指令所需要的时间叫做一个指令周期，不同指令的周期有可能不同。一般为便于控制，根据指令的操作性质和控制性质不同，会把指令周期划分为几个不同的阶段，每个阶段就是一个CPU周期。早期CPU同记忆体在速度上的差异不大，所以CPU周期通常和储存器存取周期相同，后来，随着CPU的发展现在速度上已经比储存器快很多了，于是常常将CPU周期定义为储存器存取周期的几分之一。
汇流排逻辑是为多个功能部件服务的资讯通路的控制电路。就CPU而言一般分为内部汇流排和CPU对外联络的外部汇流排，外部汇流排有时候又叫做系统汇流排、前端汇流排（FSB）等。
中断是指计算机由于异常事件，或者一些随机发生需要马上处理的事件，引起CPU暂时停止现在程式的执行，转向另一服务程式去处理这一事件，处理完毕再返回原程式的过程。由机器内部产生的中断，我们把它叫做陷阱（内部中断），由外部装置引起的中断叫外部中断

计算机组成原理中1→R是什么意思,1和R代表什么?

1代表立即数，R代表暂存器。1->R表示将立即数1送入暂存器R中。

计算机组成原理补码取余什么意思

模：
回圈计数系统所能表示的数字个数或状态数。
例如：指标式时钟的模为 12。
.
同余：
当任意二个数除以模 n，其余数相等时， 称这二个数对模 n 同余。
例如：指标式时钟中，3 与 15 同余， 记作：3==15（mod 12）
.
补数：
当二个同余数的绝对值之和等于模 n 时， 称这二个数对模 n 互补。
例如：要时针指向3点变化指向10点，可以加7小时（顺时针旋转） ，
也可以减5小时（逆时针旋转）。
记作： 3＋7==3－5==10 （mod 12)
即：＋7==－5 （mod 12）
可见：＋7 和－5 对模12同余。同时， 因为｜＋7｜＋｜－5｜==12（模） ，
所以，称＋7 和－5 对模 12 互补，或称＋7 和－5 对模 12 互为补数。

计算机组成原理——辅助存储器

 

 外存储器概述

主存的后备和扩充，也称外存。
特点:容量大,可靠性高,单位存储容量价格低,在掉电情况下能长期保存信息

 

辅助存储器的主要技术指标

辅助存储器的主要技术指标是存储密度、存储容量、寻址时间等

1.存储密度。 

是指单位长度或单位面积磁层表面所存储的二进制的信息量。  对于磁表面存储器，用道密度和位密度表示。
道密度(TPI)：磁盘半径方向单位长度包含的磁道数。
位密度(BPI)：在每一个磁道内单位长度内所能记录的二进制信息数。

2.存储容量

指磁表面存储器所能存储的二进制信息总量（B）。
存储容量有格式化容量和非格式化容量两个指标。
格式化容量：指按照某种特定的记录格式所能存储的信息总量，也就是用户真正可以使用的容量。
非格式化容量：是磁记录表面可以利用的磁化元总数。

计算公式：
非格式化容量=面数×道数（面）×每个磁道的容量
格式化容量=面数×道数（面）×扇区数（道）×字节数（扇区）

3.寻址时间

找道时间：磁头寻找目标磁道所需的时间。
等待时间：磁头等待所需读写的区段旋转到它的下方所需要的时间。
这两个时间是随机的，一般取二者的平均值
平均等待时间：一般以磁盘旋转半周所需的时间为准。

4.数据传输率

磁表面存储器在单位时间内与主机传送数据的位数或字节数。计算公式为：
         Dr=n × N
 其中：n为转速，单位为转/秒；
       N为磁道的容量，单位为字节。
       单位为：字节/秒

5.误码率

是衡量磁表面存储器出错概率的参数。它等于从辅存读出时，出错信息位数和读出的总信息位数之比。

6.价格

通常用“位价格”来比较各种存储器，它等于：设备价格/容量。在所有的存储设备中，磁表面存储器和光存储器的位价格是最低的。

 

磁盘结构

 

 

 

 

盘片（Platter）

一块硬盘有若干盘片，每个盘片有可以存储数据的上、下两盘面（Side）。这些盘面堆叠在主轴上高速旋转，它们从上至下从“0”开始依次编号

读写磁头（Head）

每个盘面上一个读写磁头，盘面号即磁头号。所有磁头在磁头臂作用下同时内外移动，即任意时刻，所有磁头所处的磁道号是相同的。 
每个盘片有两个面，每个面都有一个磁头，习惯用磁头号来区分。

 

磁道（Track）

每个盘面被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道；磁道从外向内从0开始顺序编号。

扇区（Sector）

将一个盘面划分为若干内角相同的扇形，这样盘面上的每个磁道就被分为若干段圆弧，每段圆弧叫做一个扇区。每个扇区中的数据作为一个单元同时读出或写入。硬盘的第一个扇区，叫做引导扇区。

为了对扇区进行查找和管理，需要对扇区进行编号，扇区的编号从0磁道开始，起始扇区为1扇区，其后为2扇区、3扇区……，0磁道的扇区编号结束后，1磁道的起始扇区累计编号，直到最后一个磁道的最后一个扇区（n扇区）。例如，某个硬盘有1024个磁道，每个磁道划分为63个扇区，则0磁道的扇区号为1~63，1磁道的起始扇区号为64最后一个磁道的最后一个扇区号为64512。硬盘在进行扇区编号时与软盘有一些区别，在软盘的一个磁道中，扇区号一次编排，即1、2、3……n扇区。由于硬盘的转速较高，磁头在完成某个扇区数据的读写后，必须将数据传输到微机，这需要一个时间，但是这时硬盘在继续高速旋转，当数据传输完成后，磁头读写第二个扇区时，磁盘已经旋转到了另外一个扇区。因此在早期硬盘中，扇区号是按照某个间隔系数跳跃编排的。

柱面（Cylinder）

 
 
所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱，称作柱面。数据的读/写按柱面从外向内进行，而不是按盘面进行。定位时，首先确定柱面，再确定盘面，然后确定扇区。之后所有磁头一起定位到指定柱面，再旋转盘面使指定扇区位于磁头之下。写数据时，当前柱面的当前磁道写满后，开始在当前柱面的下一个磁道写入，只有当前柱面全部写满后，才将磁头移动到下一个柱面。在对硬盘分区时，各个分区也是以柱面为单位划分的，即从什么柱面到什么柱面；不存在一个柱面同属于多个分区。

磁道与柱面都是表示不同半径的圆，在许多场合， 磁道和柱面可以互换使用。

 

（1）硬盘有数个盘片，每盘片两个面，每个面一个磁头 
（2）盘片被划分为多个扇形区域即扇区 
（3）同一盘片不同半径的同心圆为磁道 
（4）不同盘片相同半径构成的圆柱面即柱面 
（5）公式：　存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数 
（6）信息记录可表示为：××磁道（柱面），××磁头，××扇区

 

例题

磁盘组有6片磁盘，每片有两个记录面，最上最下两面不用。存储区域内直径22cm，外直径33cm,道密度为40道/cm,内层位密度400位/cm,转速2400转/分，问:
1、共有多少柱面？
2、盘组总存储容量是多少？
3、数据传输率多少？
4、平均等待时间为多少？
5、采用定长数据块记录格式，直接寻址的最小单位是什么?寻址命令中如何表示磁盘地址？
6、如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一个存储面上，还是记录在同一个柱面上？

解：1、有效存储区域长度=33/2-22/2=5.5（cm）
            道数=5.5×40=220道，即220个柱面。（磁道和柱面可以互换使用）
       2、内层磁道周长=2 × 3.14 × 11=69.08（cm）
            每道信息量=400 ×69.08=27632位=3454（B）
            盘组总容量=3454 ×220 （磁道数）×10（10个记录面）=7598800（B）
      3、数据传输率=2400/60 ×3454=13816（B/秒）
      4、平均等待时间=（60/2400）（磁盘旋转一周的时间）×（1/2）=12.5（ms）
      5、最小单位是一个扇区，其编址方式可为如下格式：
              
       6、记录在同一个柱面上，因为不需要重新找道，数据读写速度快。