计算机组成原理课件-第1章 概论.ppt

《计算机组成原理课件-第1章 概论.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、蒋本珊编著中国计算机学会“21世纪大学本科计算机专业系列教材”计算机组成原理1第2章数据的机器层次表示2数据是计算机加工和处理的对象，数据的机器层次表示将直接影响到计算机的结构和性能。本章主要介绍无符号数和带符号数的表示方法、数的定点与浮点表示方法、字符和汉字的编码方法、数据校验码等。熟悉和掌握本章的内容，是学习计算机原理的最基本要求。3本章学习内容2.1数值数据的表示2.2机器数的定点表示和浮点表示2.3非数值数据的表示2.4十进制数和数串的表示2.5现代微型计算机中的数据表示举例2.6数据校验码4本章学习要求了解：无符号数与带符号数，真值和机器数等概念掌握：

2、原码、补码、反码表示法以及三种码制与真值之间的转换方法掌握：定点数和浮点数的表示范围理解：浮点数阶码的移码了解：IEEE754浮点数标准掌握：常见的字符编码方法（ASCII码）、汉字国标码、区位码、机内码掌握：8241码、2421码和余3码掌握：奇偶校验位及其形成方法了解：海明校验码和循环冗余校验码52.1数值数据的表示在计算机中，采用数字化方式来表示数据，数据有无符号数和带符号数之分，其中带符号数根据其编码的不同又有原码、补码和反码3种形式。62.1.1计算机中的数值数据二进制数：后缀B八进制数：后缀Q十进制数：后缀D或省略后缀十六进制数：后缀H72.1.2无符

3、号数和带符号数无符号数，就是整个机器字长的全部二进制位均表示数值位（没有符号位），相当于数的绝对值。例如：N1=01001表示无符号数9N2=11001表示无符号数25机器字长为n+1位的无符号数的表示范围是0～(2n+1-1)，此时二进制的最高位也是数值位，其权值等于2n。若字长为8位，则数的表示范围为0～255。82.1.2无符号数和带符号数（续）带符号数，即正、负数。在日常生活中，我们用“+”、“-”号加绝对值来表示数值的大小，用这种形式表示的数值在计算机技术中称为“真值”。在计算机中需要把数的符号数码化。通常，约定二进制数的最高位为符号位，“0”表示正号，

4、“1”表示负号。这种在计算机中使用的表示数的形式称为机器数。92.1.2无符号数和带符号数（续）常见的机器数有原码、反码、补码等3种不同的表示形式。带符号数的最高位被用来表示符号位，而不再表示数值位。前例中的N1、N2在这里的含义变为：N1=01001表示+9。N2=11001根据机器数的不同形式表示不同的值，如是原码则表示-9，补码则表示-7，反码则表示-6。102.1.3原码表示法原码表示法是一种最简单的机器数表示法，用最高位表示符号位，符号位为“0”表示该数为正，符号位为“1”表示该数为负，数值部分与真值相同。设二进制纯小数的原码形式为Xs.X1X2…Xn，

5、字长n+1位，其中Xs表示符号位。例1：X1=0.0110,[X1]原=0.0110X2=-0.0110,[X2]原=1.0110112.1.3原码表示法（续）设二进制纯整数的原码形式为XsX1X2…Xn，其中Xs表示符号位。例2：X1=1101,[X1]原=01101X2=-1101,[X2]原=11101在原码表示中，真值0有两种不同的表示形式：[+0]原=00000[-0]原=10000122.1.4补码表示法1.模和同余模是指一个计量器的容量，可用M表示。例如：一个4位的二进制计数器，当计数器从0计到15之后，再加1，计数值又变为0。这个计数器的容量M=2

6、4=16，即模为16。由此可见，纯小数的模为2，一个字长为n+1位的纯整数的模为2n+1。同余是指两整数A、B除以同一正整数M，所得余数相同，则称A、B对M同余，即A、B在以M为模时是相等的，可写作A=B(modM)13时钟正拨和倒拨对钟表而言，M=12。假设：时钟停在8点，而现在正确的时间是6点，这时拨准时钟的方法有两种：正拨和倒拨。分针倒着旋转2圈，等于分针正着旋转10圈。故有：-2=10(mod12)，即-2和10同余。8-2=8+10(mod12)倒拨时钟正拨时钟点击播放14补码的符号位表示方法与原码相同，其数值部分的表示与数的正负有关：对于正数，数值部分

7、与真值形式相同；对于负数，将真值的数值部分按位取反，且在最低位上加1。若真值为纯小数，它的补码形式为Xs.X1X2…Xn，其中Xs表示符号位。例5：X1=0.0110,[X1]补=0.0110X2=-0.0110,[X2]补=1.10102.补码表示15若真值为纯整数，它的补码形式为XsX1X2…Xn，其中Xs表示符号位。例6：X1=1101，[X1]补=01101X2=-1101，[X2]补=10011在补码表示中，真值0的表示形式是唯一的：[+0]补=[-0]补=000002.补码表示（续）16当X为正数时，[X]补=[X]原=X当X为负数时，由[X]原转换为

8、[X]补的