[農(nóng)學(xué)]計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)李學(xué)干第二章課件-wenkub
2022-11-02 22:41:06 本頁(yè)面
【正文】 ) 000 (a33) 000 (a34) 101 4 …… 例：二維數(shù)組的描述 向量數(shù)據(jù)表示 例如 ， 若要計(jì)算 ci=ai+bi4, i=4， 5， … ， 11的向量加法時(shí) ， 用 C語言實(shí)現(xiàn)： for(i=4。 信息類型位 （ 2位） 直接標(biāo)志位 （ 4位） 奇偶位 （ 1位） 寫封鎖位 （ 1位） 軟件定義捕捉位 （ 2位） 信息類型位 直接標(biāo)志位 數(shù)值 二進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù)、 整數(shù)、實(shí)數(shù)、字符串、 單精度數(shù)、雙精度數(shù) 地址 絕對(duì)地址、相對(duì)地址、 鏈接中的地址 帶標(biāo)志符的數(shù)據(jù)表示 帶標(biāo)志符數(shù)據(jù)表示的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 1）減少指令種類，簡(jiǎn)化指令系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)； 2）簡(jiǎn)化了編譯器的構(gòu)造，并加快了編譯過程； 3）便于一致性檢查（由硬件檢測(cè)）； 4）由硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換，可進(jìn)一步簡(jiǎn)化編譯器， 并縮短變換時(shí)間； 5）支持了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)類型無關(guān)的要求； 6）為軟件調(diào)試和應(yīng)用軟件的開發(fā)提供了支持。 A=A+B。 A=A+B。 從而減少了 CPU與主存儲(chǔ)器之間的通信量： 少取指令 4 ? 40 000次 ， 程序執(zhí)行時(shí)間縮短了一半以上 。 如果在沒有向量數(shù)據(jù)表示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)， 編譯為 IBM370機(jī)器的目標(biāo)代碼有 6條指令， 其中 4條指令要執(zhí)行 4*104次。 如果用一臺(tái)定點(diǎn)運(yùn)算速度為每秒 1千萬次的計(jì)算機(jī)做科學(xué)計(jì)算 ， 它的實(shí)際運(yùn)算速度將低于每秒十萬次 。 確定哪些數(shù)據(jù)類型用數(shù)據(jù)表示來實(shí)現(xiàn)的原則 : 1) 縮短程序的運(yùn)行時(shí)間 ， 2) 減少 CPU與主存儲(chǔ)器之間的通信量 3) 考慮這種數(shù)據(jù)表示的通用性和利用率 。 字長(zhǎng)的確定 例：定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)表示的字長(zhǎng)的權(quán)衡 ? 過短： 表示范圍小，表示精度低，容易造成運(yùn)算溢出和機(jī)器零。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)首先要研究的一個(gè)內(nèi)容是： 在所有數(shù)據(jù)類型中， 哪些用硬件實(shí)現(xiàn)，哪些用軟件實(shí)現(xiàn)，并研究它們的實(shí)現(xiàn)方法。 數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是數(shù)據(jù)類型的子集。 數(shù)據(jù)類型包含了 數(shù)據(jù)取值集 和可作用其上的 操作集 ， 所以 ， 相應(yīng)的 指令及處理部件 是識(shí)別這些數(shù)據(jù)類型所必需的 。 數(shù)據(jù)元素： 是數(shù)據(jù)的基本單位。 數(shù)據(jù)類型： 除了是一組值的集合外，還定義了可作用 于這個(gè)集合上的 操作集 。 即：對(duì)該數(shù)據(jù)類型的各種運(yùn)算操作都有相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)硬件電路 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型的組織方式 . 它反映了在應(yīng)用中所用到的各種數(shù)據(jù)元素或信息單元間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。 硬件不能直接辨認(rèn)與處理的數(shù)據(jù)類型就要根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識(shí)編制軟件轉(zhuǎn)化為硬件能處理的數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 研究的一個(gè)主要課題是 : 1)如何用 最少的存儲(chǔ)空間 來存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 2)
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