《运算器总结和复习》PPT课件.ppt

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1、第一单元第七讲运算器总结和复习1内容提要运算器功能：处理数据数据表示：原码、反码、补码、检错纠错功能实现：加减乘除电路设计：加法器、运算器基本设计：运算器实例：Am2901提高运算器性能：2数据类型逻辑型数据真（1）、假（0）字符型数据单字符ASCII、UNICODE字符串字符的拼接、存储数值型数据整数、定点小数、浮点数原码表示、反码表示、补码表示3数据检错和纠错原理增加冗余线路，使合法码字带有某种特征。检查码字，是否保持这种特征。如果还能指出是哪一位出错，则可纠错。方法奇偶校验码、海明校验码、循环冗余码4海明码数据位与校验位关系1.数据位有k位，校验位有r位，如要求可发现并改正一位

2、错，则：2r个不同的编码中，至少有1个编码来表示没有错误；有k+r个编码来表示其中哪一为出错。即：2rk+r+12.如果还需要发现两位错，则r位中，至少需要有一位来表示是1位错还是2位错，剩下的r-1位来表示1位错中哪一位出错。则：2r-1k+r5海明码数据位与校验位关系若海明码的最高位为m，最低位为1，即编码完成后的整个码字为HmHm-1…H1。校验位和数据位共有m位，其中，校验位Pi在海明码中被分配的位号为2i-1号，其余的位为数据位。海明码的每一位编码Hi由多个校验位校验，其关系是被校验的每一位位号要等于校验它的各个校验位的位号之和。6海明码数据位与校验位关系例：数据位有8

3、位，校验位有5位，才能发现并改正一位错，并发现两位错。共13位编码，校验位为其中第1、2、4、8和13位。其余为数据位。P5D8D7D6D5P4D4D3D2P3D1P2P1。他们的校验关系为（偶校验）：P1=D1D2D4D5D7S1=P1D1D2D4D5D7P2=D1D3D4D6D7S2=P2D1D3D4D6D7P3=D2D3D4D8S3=P3D2D3D4D8P4=D5D6D7D8S4=P4D5D6D7D8P5=D1D2D3D4D5D6D7D8P1P2P3P4S5=P5D1D2D3D4D5

4、D6D7D8P1P2P3P47检错纠错码1.K位码有2K个编码状态，全用于表示合法码,则任何一位出错,均会变成另一个合法码,不具有检错能力2.从一个合法码变成另一个合法码,只少要改变几位码的值,称为最小码距(码距)3.K+1位码,只用其2K个状态，可使码距为2,如果一个合法码中的一位错了，就成为非法码，通过检查码字的合法性，就得到检错能力，这就是奇偶校验码。8检错纠错能力4.对k位数据位，当给出r位校验位时，要发现并改正一位错，须满足如下关系：2r>=k+r+1，要发现并改正一位错，也能发现两位错,则应：2r-1>=k+r,此时码距为4。9数值数据在计算机内的格式定点小

5、数:N=NNN……...Ns-1-n-2整数:N=NNN...NN01snn-1浮点数:N=MEE...EEMM...Mssm-110-1-2-n符号位阶码位尾数数码位总位数短浮点数:182332长浮点数:1115264临时浮点数:1156480IEEE标准：阶码用移码，尾数用原码基为210定点小数表示:NsN1N2…Nn[X]=[X]=[X]=原X1-X-1

6、真值。零的原码和反码均有2个编码，补码只一个码负数的原码，反码，补码表示均不同，符号位为1，数值位：原码为数的绝对值；反码为每一位均取反码；补码为反码再在最低位+1；由[X]补求[-X]补：每一位取反后再在最低位+1；由[X]补求X的真值：X=-1+Xi*2-ii=1n12浮点数表示规格化科学计数法：+1.xxxx2*2yyyy2Significand(cont’d)0SExponent2019Significand1bit11bits20bits32bits3130双精度阶：移码表示有效数：符号–尾数表示移码127（单精度）1023（双精度）031SExponent302322S

7、ignificand1bit8bits23bits单精度13数据及数据类型1.986*10-7878,003,010“4UCB”ADDR0,R1计算机中的数据可以表示任何事情：指令、操作数等，由上层次的抽象计算机来判断。对存储内容的错误理解：将ASCII码当作浮点数，指令作为数据，整数可能成为指令,...程序中的安全漏洞0011010001010101010000110100001014原码一位乘法A31...A0Q31...Q0M31...M0AddCo