计算机组成原理--计算机发展简史 ppt课件.ppt

第一单元第二讲
计算机发展简史
运算器功能及数据表示
内容提要
计算机发展简史
运算器基本功能
数据表示
数值
整数
定点小数
浮点数
字符
逻辑值
精品资料
你怎么称呼老师？
如果老师最后没有总结一节课的重点的难点， a simple AND gate
OR instruction
Another data line should be a simple OR gate
A
B
C
0
1
Op (control)
Definition
A or B
1
A and B
0
C
Op
One-Bit Full Adder
Each bit of addition has
Three input bits: Ai, Bi, CarryIni
Two output bits: Sumi, CarryOuti
( CarryIni+1 = CarryOuti )
CarryIn
. . . (0) (1) (0) (0) (0)
. . . 0 0 1 0 1
. . . 0 0 1 1 0
. . . 0 (0)1 (1)0 (0)1 (0)1
+
Inputs
Outputs
A:
B:
Sum:
CarryOut
Full Adder’s Truth Table
Sum
A
Symbol
B
CarryIn
CarryOut
+
Definition
A
B
CarryIn
CarryOut
Sum
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
CarryOut = (A’*B*CarryIn) + (A*B’*CarryIn) + (A*B*CarryIn’) + (A*B*CarryIn) = (B*CarryIn) + (A*CarryIn) + (A*B)
Sum = (A’*B’*CarryIn) + (A’*B*CarryIn’) + (A*B’*CarryIn’) + (A*B*CarryIn)
Full Adder Circuit (1/2)
Construct the gates for Sum
Implement the gates for CarryOut
Connect all inputs with the same name
Full Adder Circuit (2/2)
One-Bit ALU
Least significant bit
Other bits
数据编码与表示
计算机中要存储的数据
程序、整数、浮点数、字符（串）、逻辑值
需要编码进行表示
存储方式
用数字电路的两个状态表示
由上一层的抽象计算机来识别不同的内容
编码原则
少量简单的基本符号
一定的规则
表示大量复杂的信息
基二码（二进制码）
只使用两个基本符号：　　１ ０
符号个数最少，物理上容易实现
与二值逻辑的 真 假 两个值对应简单
用二进制码表示数值数据运算规则简单
数据表示
二进制位可以表示任何对象:
字符
26 字母 => 5 位
大/小写 + 其它符号 => 7 bits (in 8)
世界上其他语言 => 16 bits (unicode)
无符号整数 (0, 1, …, 2n-1)
逻辑值
0 -> False, 1 => True
颜色
位置 / 地址 / 指令
但 n 位只能代表 2n 个不同的对象
逻辑型数据
逻辑型数据只有两个值：真 和 假，
正好可以用二进制码的两个符号分别表示，
例如 1 表示 真
则 0 表示 假
不必使用另外的编码规则。
对逻辑型数据可以执行逻辑的 与 或 非等基本逻辑运算。其规则如下：
逻辑型数据基本运算规则
X Y X与Y X或Y X的非
0 0 0 0 1
0 1 0 1 1
1 0 0