计算机组成原理 教学课件 王诚 郭超峰 计算机组成第3章.ppt

《计算机组成原理 教学课件 王诚 郭超峰 计算机组成第3章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、计算机组成原理教学课件王诚教授清华大学计算机系2009年10月1第3章数据表示和运算方法3.1数字化信息编码的概念和二进制编码知识3.2数据表示——常用的信息编码3.3二进制数值数据的编码方案与运算方法3.4检错纠错码1、数字信息和二进制编码知识数值、文字、符号、语音和图形等统称信息，在计算机内部，信息都必须用数字化的形式被存储、加工和传送，不同信息要通过编码来表示。数字化信息编码的二个要素：少量简单的基本符号一定的组合规则计算机中普遍选用两个基本点符号：１０优点是：基本符号个数最少，物理上容易实现二进制码表示数值数据运算规则简单与二值逻辑的真、假两个值对应简单3二进制数据算术

2、运算规则(2)减法运算规则0-0=00-1=1并产生借位1-0=11-1=0(1)加法运算规则0+0=00+1=11+0=11+1=0并产生进位例如：0101+)00010110例如：1011–)0101011001104二进制数据算术运算规则乘法运算规则例如：11010×0=0×)01010×1=011011×0=000001×1=111011000001除法运算规则0101例如：110110000011000001/1101=0101110101101110105逻辑型数据基本运算规则一个二进制数位可以用来表示一个二值逻辑型的数据，更准确的说法应该是一位基二码而不是二进制的

3、数位，因为逻辑型数据并不存在进位关系。这里的与、或、非逻辑可以用与门、或门、非门电路实现。XYX与YX或YX的非000010101110010111106数制与进位记数法基r数制的概念只用r个基本符号(例如0,1,2,…r-1)通过排列起来的符号串表示数值，r称为该数制的基。数值N的表示N=Dm-1Dm-2…D1D0D-1D-2…D-k有权的基r数制每个Di（-k≤i≤m-1）的单位值都赋以固定的值Wi，则称Wi为该位的权。N代表的实际值可表示为：7数制与进位记数法若逢r进位，有Wi=ri，则N代表一个数值r是这个数制的基i表示这些符号排列的位号Di是位序号为i的位上的一个符号

4、ri是位序号为i的位上的一个1代表的值Di×ri是第i位的符号所代表的实际值∑表示对m+k位的值求累加和称此数制为r进位数制，简称r进制。最常用的有二进制、八进制、十六进制和十进制这4种。ri8数制与进位记数法计算机中常用的4种进位数制二进制：r=2，基本符号：01八进制：r=8，基本符号：01234567十进制：r=10，基本符号：0123456789十六进制：r=16，基本符号：0123456789ABCDEF其中A～F表示十进制数10～154种进位数制之间的关系:二进制用于计算机内部,八和十六进制是二进制的缩写,十进制用于人员。9二进制数→八、十六和十进制把二进制数转换为

5、十进制数，累加二进制数中全部数值为1的那些位的位权(1101.1100)2=(1×23+1×22+0×21+1×20)10+(1×2-1+1×2-2+0×2-3+0×2-4)10=(13.75)10把二进制数转换成八或十六进制数时，从小数点向左和向右把每3或者4个二进制位分成一组，直接写出每一组所代表的数值，小数点后不足位数补0。(1101.1001)2=(D.9)16=(15.44)8，而不是(15.41)810数制与进位记数法二进位数和十进制数之间的转换方法二进制：r=2，基本符号：01十进制：r=10，基本符号：0123456789求二进制数所对应的十进制数值，可通过进位

6、记数公式来计算，即把取值为1的数位的位权累加。把十进制数转换为二进制，对整数部分通过除2取余数来完成，对小数部分通过乘2取整数来完成。213-------1低位0.76×226-------010.52×2高位23-------110.04×221-------1高位00.08×2000.16低位(13)10=(1101)2(0.76)10=(0.1100)2112、基二码应用实例：数据表示（1）逻辑型数据（2）字符型数据ASCII码EBCDIC码字符串汉字（3）数值型数据定点小数整数浮点数二—十进制数（BCD码）12（1）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

7、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：13逻辑型数据基本运算规则一个二进制数位可以用来表示一个二值逻辑型的变量，更准确的说法应该是一个基二码位而不是二进制的数位，因为逻辑型数据不存在进位关系。这里的与、或、非逻辑可以用与门、或门、非门电路实现。XYX与YX或YX的非0000101011100101111014（2）字符型数据的表示字符作为人—机联系的媒介，是最重要的数据类型之一，当前的西文字符集由12