计算机组成原理教案

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1、《计算机组成原理》第二章节：数据表示和运算方法主要内容：1、二进制码与不同进制数之间的转换2、定点数在计算机内的表示与编码3、浮点数在计算机内的表示4、文字和多媒体信息的表示与编码5、数据校验码6、二进制数值数据的运算算法教学要求:　　1．掌握数制及数制转换的基本概念，熟练运用各种进制数间的转换规则进行手工转换运算；　　2．掌握原码、反码和补码的基本概念和定义，并能熟练完成定点数的原码、反码和补码之间的转换；　　3．理解常用二-十进制数编码的特点，能够说明各种不同编码的实用意义；　　4．理解浮点数在计算机内的表示方法，能够说明阶码和尾

2、数的位数与数值范围和数值精度的关系；　　5．了解浮点数的规格化和隐藏位的含义，会判断浮点数的溢出；　　6．掌握十进制数与浮点数间的转换运算；了解文字和多媒体信息的表示的基本概念；　　7．理解检错纠错编码的用途，能够区分几种常见的校验码，能够说明奇偶校验码的实现方法，能够说明海明码及循环码实现检错和纠错的道理；8．掌握运用定点数的补码加减法运算规则进行基本的运算和溢出检查的方法；了解定点数的原码一位乘、除法的可行算法。数据表示和运算方法①各种数制间的转换②定点数的编码④非数值数据的编码⑤纠错码和检错码③浮点数的编码与规格化⑥补码加减法、

3、原码一位乘除法的运算方法原码补码反码浮点数的编码浮点数的规格化浮点数的IEEE754标准西文字符的编码汉字的编码多媒体信息的编码奇偶校验码海明码CRC编码知识结构图教学重点、难点：二进制与各进制的转换，浮点数的二进制表示方法教学方法：讲授法，讨论法课程导入：通过前一章的学习，我们已经了解了计算机的发展历史、硬件组成、体系结构等，那么计算机内部是如何进行数据表示的呢？数据是以何种方式存储的呢？计算机是以何种方式进行十进制的加、减、乘、除运算的呢？在这一节课的学习当中，我们讲给大家介绍计算机的数制转换。一、二进制码与不同进制数之间的转换1

4、、十进制到二进制数的转换十进制与二进制数的转换要分为整数与小数两种情况分别转换。①整数的转换：采用除2取余，高位至下，直到商为0时结束。②小数的转换：采用乘2取整，高位至上，位数达到要求或小数部分为0时结束。1、二进制到十进制数的转换二进制到十进制数的转换通常按公式（2、2）对二进制数各位的实际值累加求和完成。例：（10110）2=1×24+0×23+1×22+1×21+0×20=222、八进制到二进制数的转换因为23=8，故1个八进制位对应3个二进制位，可以把1个八进制位数的整数部分和小数部分的每一位分别转换成3个二进制数。3、二进

5、制到八进制数的转换因为23=8，故3个二进制位对应1个八进制位，可以从小数点位置分别向左和向右把每3位二进制数划分为一组，并转换成1位八进制数。注意：小数部分分组时若低位不足3位时要用0补足，否则会出错。4、十六进制到二进制数的转换因为24=16，故1个十六进制位对应4个二进制位，可以把1个十六进制数的整数的整数部分和小数部分的每一位分别转换成4位二进制数。5、二进制制到十六进数的转换因为24=16，故4个二进制位对应1个十六进制位，可以从小数点位置分别向左和向右把每4位二进制数划分为一组，并转换成1位十六进制数。注意：小数部分分组时

6、若低位不足4位要用0补足，否则会出错。7、八、十六到十进制数的转换按照公式2、2的规定，用对各位实际值累加求和的方法完成。8、十到八、十六进制数的转换可先将十进制数转换为二进制，再转换成对应的八、十六进制数；也可以将1个十进制数直接转换为对应的八进制或十六进制，例如对整数，采用除8取余、高位在下的原则得到八进制数；或采用除16取余、高位在下的原则得到十六进制数。二、定点数在计算机内的表示与转换定点数定点数是指小数点固定在某个位置上的数据，一般有小数和整数两种表示形式。定点小数是把小数点固定在数据数值部分的左边，符号位的右边；整数是把小

7、数点固定在数据数值部分的右边。我们在前面讨论的数据都是定点数。原码、反码、补码结束了各种进制的转换，我们来谈谈另一个话题：原码、反码、补码。我们已经知道计算机中，所有数据最终都是使用二进制数表达。我们也已经学会如何将一个10进制数如何转换为二进制数。不过，我们仍然没有学习一个负数如何用二进制表达。比如，假设有一int类型的数，值为5，那么，我们知道它在计算机中表示为：000000000000000000000000000001015转换成二制是101，不过int类型的数占用4字节（32位），所以前面填了一堆0。现在想知道，-5在计算机

8、中如何表示？在计算机中，负数以其正值的补码形式表达。什么叫补码呢？这得从原码，反码说起。原码：一个整数，按照绝对值大小转换成的二进制数，称为原码。比如00000000000000000000000000000101是5的