dlcofinal

Chapter1

Von Neumann Architecture

略

语言

略

系统抽象层

略

数据表示

进制

表示

尾缀
- B(Binary)
- O(Octal)
- D(Decimal)
- H(Hexadecimal)
前缀
16进制：0x

Binary2Decimal

按权值展开

Decimal2Binary

整数部分：除基取余，下低上高。
小数部分：乘基取整，上高下低。（乘到某一位截止即为估算）

编码

定点数

注意编码其实是由编码空间向真值空间的映射(不一定是单射)

原码

均表示
表示极限

补码

表示极限
原码2补码
数值部分各位取反再加1。
反向操作与之相同。（注意原码亦为补码之补码）

反码

就是把负数所有位取反
$Misplaced & all-0 & all-1$ 均表示0
表示极限

移码

C语言中对定点数进行强制类型转换时，机器数不变，只是解释方式改变。

浮点数

范围

正负上下溢
一般尾数为0，阶码强制为0，有正负0之分。

IEEE754

32=1+8+23
64=1+11+52

规格化后小数点前缺省1
阶码为移码，
https://www.cnblogs.com/alking1001/p/13461906.html/

Chapter2

香农定理用于多变量函数的实现
(T15)
(T15D)

Chapter3

组合逻辑设计

BCD码，独热码，8421码，格雷码。。。。

组合逻辑电路时序分析

组合逻辑电路的时序特征主要包括传输延迟（propagation delay）和最小延迟（contamination delay）
传输延迟Tpd：从输入端的变化开始到所有输出端得到最终稳定的信号所需的最长时间
最小延迟Tcd：从输入端的变化开始到任何一个输出开始发生改变所需的最短时间
如果存在某个输入信号经过两条或两条以上的路径作用到输出端，由于各路径延迟不同，因而该输入信号对输出端会发生先后不同的影响，该现象称为竞争（race）
由于竞争的存在，在输入信号变化的瞬间，输出端可能会出现不正确的尖峰信号，这种信号称为毛刺（glitch）

静态-1型冒险
静态-0型冒险

卡诺图中圈与圈相切会产生竞争冒险，通过添加冗余项，用冗余项覆盖相切处来解决。
或者是加入滤波电容。

Chapter7

数据存储和寻址

字长

RISC
4bits is a nibble
8bits is a byte
16bits is a half-word
32bits is a word
IA32字长是16bit

寻址

相对寻址：(Implicit)PC+(Explicit)bias
基址寻址：(IM/Ex)寄存器存基址+(Ex)bias
变址寻址：(Ex)基址+(Im/Ex)寄存器存bias

指令格式

Fixed Length Opcodes (定长操作码法)
Expanding Opcodes (扩展操作码编法)

定长操作码不一定是定长指令字，变长操作码一般是变长指令字

扩展操作码编法

标志信息

无符号整数用和
带符号整数用，和

典型指令系统举例

MIPS

IA-32

RISC-V*

U型

Chapter8

Register Transfer Language
R[r]：通用寄存器r的内容M[addr]：存储单元addr的内容
M[R[r]]：寄存器r的内容所指存储单元的内容
PC：PC的内容
M[PC]：PC所指存储单元的内容
SEXT[imm]：对imm进行符号扩展
ZEXT[imm]：对imm进行零扩展
传送方向用←表示，即传送源在右，传送目的在左

Cycle Time = Latch Prop + Longest Delay Path + Setup + Clock Skew
约束条件：(Latch Prop + Shortest Delay Path - Clock Skew) > Hold Time

CPU性能分析

相对性能用执行时间的倒数来表示！
此处讨论的性能是CPU真正执行某程序时间，忽略操作系统的影响。

CPI计算

即
指令集的CPI是平均的CPI，按出现频率加权平均。