tailieunhanh - Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương III (tt)

Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương III: Binary numbers and some other useful bases, trình bày các nội dung chính: hệ nhị phân, hệ cơ số 2, thiết kế bộ nhân, phép cộng và phép nhân, số có dấu, biểu diễn số có dấu, trường dấu, số không nguyên, dạng chuẩn hóa, mức logic nối tiếp, tốc độ tín hiệu đồng hồ,. | Binary numbers (And some other useful bases) Tại sao sử dụng hệ nhị phân? • Máy tính sử dụng số nhị phân vì: – Dễ thực hiện mạch: 1=1V, 0=0V (in the past or 5V) – Dễ thiết kế các mạch phức tạp với các cổng (transistors) • Có thể sử dụng nhiều mức điện áp? – 1=1V, 2=2V, 3=3V, etc. – Nhiễu sẽ phá huỷ mạch – Digital logic is noise tolerant: • No noise: 1 + 0 → 1 • With noise: + → 1, not – Analog circuits carry noise through: • + → (closer to 5 than 4!) • What’s interesting about computer: Arithmetic is how much we can do with a limited number of bits Hệ cơ số 2 (binary) Các hệ cơ số LSBs và MSBs • LSB = Least Significant Bit - > Bit có trọng số thấp • MSB = Most Significant Bit -> bit có trọng số cao • Example: 0101 1101 1110 1001 MSB – largest value digit LSB– lowest value digit Phép cộng, nhớ, phép nhân Phép cộng và phép nhân Thiết kế bộ nhân • Bộ nhân NxN có tích số 2N bit ra – Câu hỏi: Phép nhân thực hiện như thế nào trong MIPS khi sử dụng thanh ghi 32 bit? – Trả lời: Hai thanh ghị đặc biệt Hi và Lo lưu kết quả phép nhân 32 bit mỗi thanh ghi • Phép nhân chiếm nhiều tài nguyên: Có thể cân đối về tài nguyên và thời gian • N x N multiplication produces 2N output bits – Question: How does this work with 32 bit registers in MIPS? – Answer: Special Hi and Lo registers for the two 32 bit halves • Multiplication takes a lot of area: can trade off area and time Lots and lots of adders One adder used repeatedly 8 Serial multiplication 1 Serial multiplication 2 Serial multiplication 3 Serial multiplication 4 Check LSB and add if 1 Serial multiplication 5 Serial multiplication 6 Check LSB and add if 1 Serial multiplication 7 Shift multiplicand left and multiplier right Serial multiplication 8 Check LSB and add if 1 Product: Tích số Partial products: Các tích riêng 16 Serial multiplication 9 • Nhân nối tiếp Serial multiplication does each partial product one ager another. • Mỗi bước là dịch và cộng nếu LSB bằng 1 → Cần 1 bộ cộng, nhưng thực . | Binary numbers (And some other useful bases) Tại sao sử dụng hệ nhị phân? • Máy tính sử dụng số nhị phân vì: – Dễ thực hiện mạch: 1=1V, 0=0V (in the past or 5V) – Dễ thiết kế các mạch phức tạp với các cổng (transistors) • Có thể sử dụng nhiều mức điện áp? – 1=1V, 2=2V, 3=3V, etc. – Nhiễu sẽ phá huỷ mạch – Digital logic is noise tolerant: • No noise: 1 + 0 → 1 • With noise: + → 1, not – Analog circuits carry noise through: • + → (closer to 5 than 4!) • What’s interesting about computer: Arithmetic is how much we can do with a limited number of bits Hệ cơ số 2 (binary) Các hệ cơ số LSBs và MSBs • LSB = Least Significant Bit - > Bit có trọng số thấp • MSB = Most Significant Bit -> bit có trọng số cao • Example: 0101 1101 1110 1001 MSB – largest value digit LSB– lowest value digit Phép cộng, nhớ, phép nhân Phép cộng và phép nhân Thiết kế bộ nhân • Bộ nhân NxN có tích số 2N bit ra – Câu hỏi: Phép nhân thực hiện như thế nào trong MIPS khi sử dụng thanh ghi

• Phần cứng
• Bài giảng Kiến trúc máy tính Chương III
• Kiến trúc máy tính
• Hệ nhị phân
• Hệ cơ số 2
• Thiết kế bộ nhân
• Mức logic nối tiếp
• Bộ xử lý
• Bộ vi xử lý
• Các toán tử ALU
• Toán tử bộ nhớ