计算机组成原理复习重点：浮点运算与指令系统

"计算机组成原理复习提纲涵盖了计算机的基础概念，包括题型示例、浮点运算步骤、程序与指令的关系、指令格式分析、RISC指令系统的特点、CPU周期相关概念以及总线数据传输的定时协议。" 在计算机组成原理中，浮点数运算占据了重要的地位。浮点数加减法的四个步骤包括：首先进行0操作数检查，接着比较阶码并完成对阶，然后执行尾数的加减，最后进行结果的规格化和舍入处理。浮点数乘除法的步骤则更为复杂，除了0操作数检查、阶码处理、尾数运算，还包括结果规格化、舍入处理以及确定积的符号。 程序是由一系列机器指令构成的序列，而机器指令是计算机可以直接执行的基本操作单位。微指令是构成微程序的硬件层面的命令，而宏指令则是由多个机器指令组合而成的软件指令。机器指令是介于这两者之间的，可以完成单一的算术或逻辑运算。 指令格式的特点和寻址方式多种多样，如三地址指令允许指定三个操作数，单地址指令只指定一个操作数，零地址指令无需指定操作数，而可变地址数指令则允许灵活指定操作数的数量。此外，指令可以按顺序执行，也可以通过跳跃指令改变程序执行的顺序。 RISC（Reduced Instruction Set Computer）指令系统以其简洁高效著称，主要特征包括：精选常用指令，数量较少；指令长度固定，格式和寻址方式简单；大部分操作在寄存器之间完成，减少内存访问，提高效率。 CPU周期、指令周期和微指令周期是衡量处理器性能的关键指标。指令周期是执行一条指令所需的时间，CPU周期是这个周期的基本单位，通常由多个CPU周期组成一个指令周期。在微程序控制器中，微指令周期包含读取微指令和执行微指令的时间，且在同步设计中，微指令周期与CPU周期保持一致。 在总线数据传输中，同步定时协议要求所有设备按照同一个时钟信号进行操作，适合于短距离、响应时间相近的情况，提供高传输速率。相反，异步定时协议允许设备根据自身速度独立工作，适应性更强，但可能牺牲一些传输效率，适用于总线长度较长或设备差异较大的环境。