计算机组成原理：溢出处理与浮点数运算

"溢出及处理-计算机组成原理（白中英）课件" 计算机组成原理是一门关于计算机硬件系统及其工作原理的核心课程，对于理解计算机的内部运作机制至关重要。在计算机系统中，溢出是一种常见的计算异常，特别是在处理数值运算时。本节主要讨论了浮点数溢出的处理，这是在进行浮点运算时可能会遇到的问题。 浮点数的溢出主要体现在其阶码部分。当浮点数的数值超出机器能够表示的最大正数或最小负数时，就会发生上溢或下溢。上溢意味着阶码运算结果超出了其能表示的范围，通常会导致系统中断，处理方式可能是将其视为正无穷大（+∞）或负无穷大（-∞）。相反，下溢则发生在数值过小，低于最小正数或大于最大负数时，常常被视作机器零。 处理浮点数溢出的方法如下： 1. 阶码上溢：如果阶码超过了所能表示的最大正指数值，系统会将其解释为正无穷或负无穷。 2. 阶码下溢：当阶码超出最小负指数值时，通常会将其视为零。 3. 尾数上溢：在两个同符号尾数相加时，如果产生了最高的进位，那么需要右移尾数并增加阶码以重新对齐。 4. 尾数下溢：尾数右移时，如果最低有效位溢出，通常需要进行舍入处理。 此外，课程内容还涵盖了计算机组成原理的其他关键点，如硬件结构、实现方式和工作原理。课程旨在让学生掌握计算机各部件的功能，如运算器、控制器、内部存储器、指令系统、中央处理器（CPU）、总线系统、外围设备和输入输出系统。同时，还涉及操作系统如何支持这些硬件设施，如调度、存储管理和虚拟存储器的概念。 学习这门课程需要对数字逻辑有一定的基础，并且要能够通过分析结构、理解原理和实践操作来掌握复杂的概念。计算机系统概论部分介绍了计算机的分类，包括电子模拟计算机和电子数字计算机，以及数字计算机中的专用计算机和通用计算机，以及它们各自的优势和适用场景。 在后续章节中，课程详细讲解了计算机中数据的表示和编码、运算方法（定点运算、浮点运算和逻辑运算）、存储器的组织结构、指令系统、CPU的工作原理、总线技术和外围设备的运作等。这些内容对于深入理解计算机系统及其操作至关重要，为后续的课程学习如操作系统、接口与通信等奠定了坚实的基础。