计算机组成原理 运算方法与运算器.ppt

《计算机组成原理 运算方法与运算器.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2章运算方法和运算器21七月20212目录2.0数据的类型2.1数据与文字的表示方法（掌握）2.2定点加法、减法运算（掌握）2.3定点乘法运算（掌握）2.4定点除法运算（掌握）2.5定点运算器的组成（了解）2.6浮点运算方法和浮点运算器（理解）21七月20213学习要求掌握定点和浮点数的表示方法，表示范围；掌握定点数的补码加减法、常用的乘除法运算方法；掌握浮点数的加减运算方法；掌握数据校验的方法；理解溢出判断方法；清楚运算器部件的组成结构及设计方法。21七月202142.0数据的类型（1/2）按数制分

2、：十进制：在微机中直接运算困难；二进制：占存储空间少，硬件上易于实现，易于运算；十六进制：方便观察和使用；二-十进制：4位二进制数表示1位十进制数，转换简单。按数据格式分：真值：没有经过编码的直观数据表示方式，其值可带正负号(+、-)，任何数制均可；机器数：符号数字化后的数值(包括正负号的表示)，一般位数固定(8、16、32……)，不能随便忽略任何位置上的0或1；21七月202152.0数据的类型（2/2）按数据的表示范围分：定点数：小数点位置固定，数据表示范围小；浮点数：小数点位置不固定，数据表示范围

3、较大。按能否表示负数分：无符号数：所有均为表示数值，直接用二进制数表示；有符号数：有正负之分，最高位为符号位，其余位表示数值。按编码不同又可分为原码、反码、补码、移码……21七月202162.1数据与文字的表示方法2.1.1数据格式2.1.2数的机器码表示2.1.3字符与字符串的表示方法2.1.4汉字的表示方法2.1.5校验码21七月202172.1.1数据格式计算机在数的表示方式时，应该考虑一下几个因素:表示的数据类型（符号、小数点、数值）数值的范围数值精度存储、处理、传送的硬件代价计算机常用的数据表

4、示格式有两种：定点表示：小数点位置固定浮点表示：小数点位置不固定21七月202182.1.1数据格式—定点数一、定点表示法所有数据的小数点位置固定不变由于定点数在约定机器中所有的小数点位置是固定不变的，所以小数点“.”在数据表示中省略了。理论上小数点位置可以任意，但实际上将数据表示有两种方法（小数点位置固定-定点表示法/定点格式）：纯小数纯整数定点数表示：带符号数不带符号数21七月202192.1.1数据格式—定点数假设用n+1位字来表示一个定点数x，对于任意定点数x=xnxn-1xn-2……x2x1x

5、0,在定点机中如下图表示：xnxn-1xn-2……x2x1x0符号位数值位21七月202110定点数：小数点固定在某一位置的数据；纯小数：表示形式（原码表示）有符号数x=xnxn-1xn-2…x1x0

6、x

7、≤1-2-n;xn为符号位无符号数x=xnxn-1xn-2…x1x00≤x≤1-2-n;xn为符号位即xn=0数据表示范围0.0…0=0≤

8、x

9、≤1-2-n=0.1…1纯整数：表示形式有符号数x=xnxn-1…x1x0

10、x

11、≤2n-1;xn为符号位无符号数x=xnxn-1…x1x00≤x≤2n+1-1

12、;xn为数值位注意：小数点的位置是机器约定好的，并没有实际的保存。xnxn-1xn-2xn-3……x1x0xnxn-1xn-2……x1x02.1.1数据格式——定点数设采用n+1位数据21七月202111定点数：最值情况纯小数：（原码表示时最值情况）表示形式最大正数最大正数值为：1-2-n,最小正数最小正数的值为：2-n2.1.1数据格式——定点数设采用n+1位数据202-12-22-32-（n-1）2-n202-12-22-32-（n-1）2-n0111……110000……010111……1121七月

13、202112定点数：最值情况纯小数：（原码表示时最值情况）表示形式绝对值最大负数绝对值最大负数值为：-（1-2-n）2.1.1数据格式——定点数设采用n+1位数据202-12-22-32-（n-1）2-n1111……1121七月202113定点数：最值情况纯小数：（补码表示时最值情况）表示形式绝对值最大负数绝对值最大负数值为：-1通过2.2节公式可推出此结论2.1.1数据格式——定点数设采用n+1位数据202-12-22-32-（n-1）2-n1000……0021七月202114定点数：最值情况纯整数：

14、原码表示的绝对值最大负数原码表示的绝对值最大负数值为：-（2n-1）补码表示的绝对值最大的负数补码表示的绝对值最大的负数值为：-2n2.1.1数据格式——定点数设采用n+1位数据2n2n-12n-22n-321201111……111000……002n2n-12n-22n-3212021七月2021152.1.1数据格式4、定点表示法的特点定点数表示数的范围受字长限制，表示数的范围有限;定点表示的精度有限机器中，常用定点纯整数表示;如果用定点