冯诺依曼计算机体系结构详解：对阶后尾数相加与计算机组成

在华工计算机组成复习PPT的上部分中，主要讨论了对阶后尾数相加的规格化处理过程。这一章节属于计算机组成理论中的一个重要概念，特别是关于浮点数运算和计算机体系结构的细节。 首先，规格化处理是确保浮点数运算的精度和效率的重要步骤。在这个例子中，我们看到两个浮点数1.110100（1）和1.100010，它们经过对阶操作后，尾数部分分别变成了1.010010和1.100010。对阶的过程包括将尾数左移两位，同时阶码相应减去2。例如，第一个数的阶码为11 110，减去2后得到11 110 + [–11]补，即11 110 + 11 110，结果为11 100，对应的十进制为-0.101110乘以2的-100次方。 然后，将两个对阶后的尾数相加，得到1.110100（1），这可以进一步简化为计算[–0.101110]浮 + [1.100010]浮。这个过程展示了浮点数加法的规则，即先将尾数相加，然后根据阶码调整结果的偏移量。 计算机组成的研究不仅涉及硬件层面，还涉及到软件和编程语言的层次。在计算机系统的层次结构中，有以下几个关键层次： 1. 数字逻辑层：负责处理线路设计、信息存储、传输和运算的基本逻辑单元。 2. 微体系结构层：设计处理器、寄存器、总线等组件的配置和连接方式，以及它们如何协同工作。 3. 指令系统层：定义计算机能执行的指令集，包括指令格式、数据类型处理和算法。 此外，讲解了计算机体系结构、计算机组成和计算机实现的区别。计算机体系结构关注的是软硬件交互的接口，而计算机组成更侧重于逻辑实现和内部数据流控制。计算机实现则涉及具体的硬件实现，如器件技术、集成度和系统组装。 冯·诺依曼计算机体系结构的原始特点强调了存储程序、地址访问、顺序执行等原则，但随着技术进步，计算机架构经历了以运算器为中心向以存储器为中心的转变，通过并行处理等手段提升整体性能。 总结来说，这部分内容深入探讨了浮点数运算的底层原理，并结合计算机系统层次结构，阐述了硬件、软件和理论设计之间的紧密联系。理解这些概念对于深入学习计算机组成至关重要。