计算机组成原理：运算器、控制器、存储器详解

"计算机组成原理笔记" 这篇文档涵盖了计算机组成原理中的关键概念，主要包括运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备等计算机硬件组件的功能及其差异，以及CPU性能指标、指令格式、数据流与控制流、浮点数运算和规格化、奇偶校验码和浮点数运算步骤等内容。 1. 计算机硬件组件： - 运算器：负责执行算术和逻辑运算，包括加、减、乘、除、比较等操作。 - 控制器：负责协调和控制整个计算机系统的操作，产生并发送指令给其他部件。 - 存储器：分为内存（RAM）和外存，用于存储程序和数据，内存速度快但容量小，外存容量大但速度慢。 - 输入设备：如键盘、鼠标，用于将用户的数据和指令输入到计算机。 - 输出设备：如显示器、打印机，用于呈现计算结果。 2. 寄存器与存储器的对比： - 寄存器由触发器构成，存储速度快，容量小，通常用于临时存储数据和指令。 - 存储器由大规模集成电路组成，速度较慢，但容量大，分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。 3. 指令格式： - 指令流（取指周期）：从内存中取出指令到控制器。 - 数据流（执行周期）：根据控制器的指令，数据在运算器和其他部件之间流动。 4. CPU性能指标： - 主频/时钟周期：CPU执行指令的速度，主频越高，执行速度越快。 - CPU执行时间：执行特定程序所用的时间。 - MTPS：每秒执行的定点指令数，用于衡量CPU的整数运算能力。 - FLOPS：每秒执行的浮点操作次数，反映浮点运算性能。 5. 浮点数表示和运算： - 规格化：确保尾数具有特定形式，提高表示精度。 - 补码规格化：正数尾数为0.1...，负数尾数为1.0...。 - 浮点数运算包括对阶、尾数运算、规格化处理、舍入处理和判溢处理。 6. 奇偶校验码： - 增加冗余位来检测错误，如果错误导致码距为1，则可通过奇偶校验位发现。 7. 存储器译码： - 单译码方式和多级译码方式下的译码输出线数量取决于存储器的组织结构和地址线的数量。 这篇笔记详细阐述了计算机系统的基础结构和工作原理，是学习计算机组成原理的重要参考资料。