第二章 计算机组成原理 运算方法和运算器new.ppt

第二章运算方法和运算器
数据信息的表示
运算方法
运算器
数据信息的表示
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。
数据信息的表示主要介绍: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。
熟悉和掌握这些内容,使学习计算机原理的最基本要求。
计算机中数据的表示方法
计算机中使用的数据可分成两大类:
符号数据——又称非数值数据,用来表示各种符号,包括
在26个英文字母(A~Z, a~z)
10个十进制数(0~9)
标点符号(,、。;:‘() [] ?“……)
一些专用符号(+ -* / = % # ￥@ ……)
数值数据
无符号数
带符号数
定点表示法
浮点表示法
字符数据的表示方法
计算机中使用最多的符号数据是字符和字符串。
字符
字符在计算机中通常用八位二进制数表示,它们构成一个字节,可书写成二位十六进制数。目前采用最广泛的是美国标准信息交换码ASCII,它采用7位二进制数表示,可构成128种编码。
字符数据的表示方法
字符串
字符串是指连续的一串字符,通常方式下,它们占用主存中连续的多个字节,每个字节存一个字符,每个字符用一位ASCII码表示。
例如字符串: IF└┘j<m└┘THEN└┘j:=j+1在存储器中的存放格式为。
I F └┘ j
< m └┘ T
H E N └┘
j : = j
+ 1 └┘
49 46 20 6A
3C 6D 20 54
48 45 4E 20
6A 3A 3D 6A
2B 31 20
字符数据的表示方法
汉字
汉字也是一种符号。与汉字相关的编码有:
输入编码方法:为了能直接使用西文标准键盘把汉字输入到计算机,就必须为汉字设计相应的输入编码方法。
汉字内码
汉字字模码
是用于汉字信息的存储、交换、检索等操作的机内代码,一般采用两个字节表示。
是用点阵表示的汉字字形代码,它是汉字的输出形式。
用于输出
用于输入
用于内部处理
字符数据的表示方法
拼音码拼音码是以汉字拼音为基础的输入方法。使用简单方便,但汉字同音字太多,输入重码率很高,同音字选择影响了输入速度。
字形编码字形编码是用汉字的形状来进行的编码。把汉字的笔划部件用字母或数字进行编码,按笔划的顺序依次输入,就能表示一个汉字。五笔字型
当前采用的输入编码方法方法主要有以下三类:
数字编码常用的是国标区位码,用数字串代表一个汉字输入。区位码是将国家标准局公布的6763个两级汉字分为94个区,每个区分94位,每个汉字对应一个唯一的区位号。例如“中”字在54区的48位上,其区位码为5448。因此输入一个汉字需按键四次。
数字编码输入的优点是无重码,且输入码与内部编码的转换比较方便,缺点是代码难以记忆。
数值数据的表示方法
数值数据
无符号数
带符号数
定点表示法
浮点表示法
简单,只表示数值的大小,本身只是一个数的绝对值,在计算机中是一串二进制数的组合
11111111 255 -127
定点表示法
定点数:采用定点法表示的数据。
定点机:采用定点数进行运算的机器。
约定机器中所有数据的小数点位置是固定不变的。小数点位置只允许固定在数的开头或数的末尾。
定点小数
小数点位置固定在数的开头,因此,它只能表示纯小数。
一个带符号的n位长的定点小数(X)可表示为:
Xf X1
数符
0代表正号,1代表负号
小数点位置
(隐含)
N位数码
定点小数所能表示的数的范围为:
-(1-2-n) ≤X ≤+(1- 2-n)
1~ 1
Xn
Xn-1
…
X2
定点表示法
定点整数
小数点位置固定在数的末尾,因此它只能表示纯整数。
一个带符号的n位长的定点整数(X)可表示为:
Xf Xn-1 Xn-2 … X1 X0
数符
0代表正号
1代表负号
小数点位置
(隐含)
N位数码
定点整数所能表示的数的范围为:
-(2n -1) ≤X ≤+(2n -1)
1111 1~0111 1
在定点机中,由于小数点的位置固定不变,故当机器处理的数不是纯小数或纯整数时,必须乘上一个比例因子,否则会产生“溢出”。