《计算机组成与原理》读书笔记5

1.定点运算器

单总线结构的主要缺点就是操作速度慢。

总线旁路器的功能是将一个操作数直接从总线2传到总线3而不必经过ALU。

由算数逻辑部件，累加器AC，数据缓冲寄存器MDR，可以组成最基本最简单的运算器。

利用大规模集成电路技术LSI可以将ALU与寄存器集成为位片式结构的运算器芯片。

1.Am2901A采用位片式结构，内部有四位线路。
2.ALU实现8中运算，和不同操作数选择。

16*4位寄存器写入控制只取决于B地址，写入端口b的数据来自移位器，Q寄存器本身具有移位功能，还可以接受ALU的输出F值，Q的输出端可以经ALU的S端输入端送人ALU，Q寄存器可作为乘积和商寄存器。

2.浮点运算器

3.十进制数的加减运算

思路：利用原有的二进制加法器对采用bcd编码表示的十进制数进行运算，然后再利用十进制修正指令对运算结果进行修正。两个8421码相加后，若相加的合数小于10则不需要修正，若大于等于10就在结果加0110进行修正。对于多位十进制的修正，必须是在低位十进制运算结果修正的基础上进行的，即高位结果的修正必须考虑低位结果修正后的进位。

4.逻辑运算

任何数与1异或就是取反。
算术移位，逻辑移位，循环移位。
逻辑移位：空位填0，移出的进入寄存器。
算术移位：x>0，空位直接补0就好了，x<0分三种情况：原码保持符号位不变，空位填0。反码移位时保持符号位不变，空位填1。负数补码左移补0，右移补1。
循环移位：带进位循环和不带进位循环。循环移位一般用于实现循环式控制，高低字节的互换，还可以实现多倍字长数据的算术移位和逻辑移位。

5.存储器概述

存储器的分类
按与CPU的连接：主存储器，用以存放当前运行的程序和数据，也称内存或主存。辅助存储器，为了解决主存容量不足而设定的用以存放当前不参加运行的程序和数据，外部设备的一种也称外存，当CPU需要的话将外村吊到内存再用。高速缓存，一种介于主存与CPU之间，用于解决CPU与主存间速度匹配问题的高速小容量的存储器。它被用于CPU立即要运行或刚使用的程序和数据。
按存取类型区分：RAM，随机存取存储器，存储器任何单元的内容均可按其地址随机地读取和写入，而且存取时间与单元的物理位置无关，主存由RAM组成。ROM，存储器内容只能随机的读出信息，而不能写入新信息，只读存储器可用于主存的一部分，用以存放不变的程序和数据。SAM，顺序存取存储器，存储器所存信息的排列，寻址，读写，均是按顺序进行的，并且存取时间与信息在存储器的物理位置有关，如磁带存储器。DAM，直接存取存储器，当要存取所需信息时，他要进行两个逻辑动作，一是寻道，使磁头指向被选磁道，二是在被选磁道顺序存取。
按存储介质分：磁芯存储器，环形磁芯利用两个不同的剩磁状态存放1/0。半导体存储器，MOS型和双极性。磁表面存储器，利用涂在基体表面上的一层磁性材料存放二进制代码。像是磁盘和磁带。光存储器，将激光束照在基体表面引起物理和化学变化。

衡量半导体存储器的技术指标
1.存储容量：半导体存储芯片所能存储的二进制信息的位数。这里要注意计算机系统存储容量单位是字节。
2.速度：由于存储芯片的工作速度慢与CPU，所以它的工作速度直接影响cpu执行指令的速度。用取数时间和存取周期表示。存取周期是指对存储器进行连续两次存取操作所需要的最小时间间隔。访问时间就是如CPU取指令或取数据时，从把要访问的单元的地址加载到存储器芯片的地址引脚上开始直到读取的数据或指令在存储器芯片的数据引脚上为止，两者的时间间隔，用tAA表示。
3.存储器总线带宽：总线宽度除以存取周期，就是指存储器在单位时间内所存取的二进制信息的位数。也称数据传输率。