chap2 计算机组成原理.ppt

* * * 编码的特殊性质 浮点 0与 整型 0 编码相同 可使用无符号数进行比较 * 浮点数的舍入操作 舍入模式 1.40 1.60 1.50 2.50 –1.50 朝0舍入 1 1 1 2 –1 朝 -? 舍入 1 1 1 2 –2 朝 +? 舍入 2 2 2 3 –1 朝最近偶数舍入 (缺省) 1 2 2 2 –2 * C语言中的浮点数 C 定义两种浮点数： float，double 约定 在 int, float, double 之间进行强类型转换将改变数字的值 Double 或 float 转换成 int 截断小数部分 朝0舍入 超出范围时无定义 通常取 TMin 或 TMax int 转换成 double 准确转换，只要 int ≤ 53 bit 字长 int 转换成 float 将出现舍入 * 2.3 信息传输过程中的检错/纠错码 为了提高计算机的可靠性，除了提高器件可靠性，采用更好的生产工艺等措施之外，还可以从数据编码挖掘潜力。 数据校验的实现原理：在合法的数据编码之间，加进一些不允许出现的(非法的)编码，使合法的数据编码出现错误时成为非法编码。通过检测编码的合法性发现错误，甚至于定位错误并自动改正。 从功能的角度，可分为： 检错码：接收方发现异常情况时能够报警。 纠错码：接收方发现异常情况时能够酌情处理，错误不严重时能自动纠错，错误严重时报警。 三种常用的检错纠错码： 奇偶检错码：用于并行数据传送中 海明检错与纠错码：用于并行数据传送中 循环冗余码：用于串行数据传送中 * 2.3 信息传输过程中的检错/纠错码 针对可靠性的问题 * 2.3 信息传输过程中的检错/纠错码 2.3.1 奇偶校验码 最常用的检错码 假定原始信息的字长为n位，增加1位校验位，使编码后的字长为（n+1）位，编码的结果使整个码字中取值为1的位数为奇数（奇校验）或偶数（偶校验）。 奇偶校验码只能检测出数据代码中一位出错的情况，但无法判断差错所发生的位置。常用于存储器读写检查，或ASCII字符传送过程中的检查。 * 检错码：发现错 纠错码：发现错并能纠正错误 原始数据 d6d5d4d3d2d1d0 奇校验编码结果 d7d6d5d4d3d2d1d0 偶校验编码结果 d7d6d5d4d3d2d1d0 000000000000000 111111111111111 010101010101010 111000101110001 ?? ?? ?? 偶校验校验码的生成算法 ：d7 = d6⊕d5⊕d4⊕d3⊕d2⊕d1⊕d0 * 奇偶校验码的实现电路 * 2.3 信息传输过程中的检错/纠错码 2.3.2* 海明校验码 海明距离：对2个二进制代码中的每一位进行比较，取值不同的位数称为这2个二进制代码的海明距离。 最小码距：最小码距 ? Min（Xi 和 Xj 之间的海明距离），其中Xi 和Xj（i ? j）是编码系统中任意2个合法代码。 例： 用4位二进制代码表示一个16进制数，由于4位二进制代码总共代表16种状态，没有任何剩余状态未被使用，因而其最小码距为1。 增加1个奇校验位，变成用5位二进制代码表示一个16进制数。此时，任何1个合法代码在某一位上取值发生变化，都会变成非法代码（不符合奇校验规则）。所以，奇校验编码的最小码距为2（偶校验编码的最小码距也是2）。 如果多增加一些校验位使最小码距增大，有可能得到更强的检错/纠错能力。 * 检错/纠错 编码: Word: With even parity: With Error: Identifying error: 分为A、B、C三组，每组有一个组内的偶校验位p1、p2、p3。 P1、p2偶校验出错 信息位d1、d2、d3、d4 * 2.3 信息传输过程中的检错/纠错码 海明（Richard Hamming）：检错/纠错码。 原理：在数据位中加入若干校验位，将数据代码的码距均匀地拉大，并把数据的每个二进制位分配在若干奇偶校验组中。当某一位出错后，就会引起有关的几个校验位的值发生变化，不但可以发现错误，还能指出是哪一位出错，为进一步自动纠错提供依据。 海明码的检错/纠错能力： 当传送过程中某1位发生错误，接收方能发现错误并能自动纠错。 当传送过程中某2位发生错误，接收方能发现错误但不能自动纠错。 * 设被传送的数据为k位，编码时新增加的校验位为r位，则海明码的总位数 m = (r + k )位。 r 与 k的比值越大，检错/纠错的能力越强。当然，r 值越大，需要附加的硬件资源越多。 r个校验位的状态组合，应当具有指出k+r位中任一位有错或无错的能力，即需要区别出k+r+