计算机组成原理复习：冯诺依曼结构与补码运算详解

计算机组成原理复习1涵盖了多个关键知识点，首先，提到了图灵机停机问题的不可计算性，这是计算机理论的基础概念，它强调了某些问题超越了计算机的能力范围。冯诺依曼机作为现代计算机体系结构的基石，其组成部分包括运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。冯诺依曼机的核心特点是：指令和数据平等存储、使用二进制编码、操作码和地址码区分指令、以及顺序执行。 在硬件层面，我们学习了NOR门的工作原理，这是一种逻辑门电路，当所有输入中有1时，输出为0。RS锁存器则用于数据存储，通过控制信号S和R决定是清零还是置1，以及禁止状态。此外，讨论了补码运算规则，如求[-X]补的操作，以及8位补码表示的最小值。 在运算方法上，介绍了补码加法和减法，以及双符号表示系统，用于指示运算结果的正负和溢出情况。对于二进制逻辑运算，XOR门和一位全加器的概念被解释得十分清晰，全加器用于逐位累加。Booth算法用于补码乘法，根据部分积的状态调整运算步骤。 在数字系统设计中，原码和补码除法的加减交替法被用来演示除法运算。接着，对比了CISC（复杂指令集计算机）和RISC（精简指令集计算机）的指令系统、存储器操作和程序设计特点。CISC提供了丰富的指令集但可能增加程序复杂性，而RISC注重简洁性和高效性，通常通过流水线技术和超标量技术提高性能。 这个复习资料涵盖了计算机组成原理的核心概念，从基本的逻辑门到高级的运算方法，再到不同类型的计算机架构设计原则，为深入理解计算机工作原理提供了全面的视角。