[工学]32位微机原理03.ppt

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[工学]32位微机原理03

微机原理与接口技术--基于IA-32处理器和32位汇编语言·第4版 第3章 数据处理 第 3 章 数据处理 3.1 数据表示 3.2 常量表达 3.3 变量应用 3.4 数据传送类指令 3.5 算术运算类指令 3.6 位操作类指令 3.1 数据表示 数据(Data):计算机处理的对象 对应指令操作的对象:操作数(Oprand) 计算机中的数据要用二进制的0和1组合表示 进入计算机的任何信息都要转换成0和1数码 IA-32整数指令支持的基本数据类型 8、16、32、64位无符号整数 8、16、32、64位有符号整数 ASCII字符、字符串和BCD码 3.1.1 数制 人习惯使用十进制计数 计算机使用二进制进行数据处理 十六进制数便于表达二进制数 1. 二进制 便于计算机存储及物理实现 特点:逢二进一,由0和1两个数码组成,基数为2,各个位权以2k表示 二进制数: anan-1…a1a0.b1b2…bm= an×2n+an-1×2n-1+…+a1×21+a0×20 +b1×2-1+b2×2-2+…+bm×2-m 其中ai,bj非0即1 二进制数的算术运算:逢2进1、借1当2 二进制数的算术运算 2. 逻辑运算 事件的假和真可用数码0和1表示 事件之间的关系可以利用二进制表达 数字电路的低高电平用数码0和1表示 数字信号之间的关系可以利用二进制描述 数码0和1仅仅代表两种状态 它们的运算是逻辑运算 例如,4位二进制数的逻辑运算: 逻辑与AND: 1101 ? 0011 = 0001 逻辑或OR: 1101 ? 0011 = 1111 逻辑非NOT: ? 1101 = 0010 逻辑异或XOR: 1101 ? 0011 = 1110 3. 十六进制 用于表达二进制数,相互转换简单 基数16,逢16进位,位权为16k 16个数码:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F 十六进制数: anan-1…a1a0.b1b2…bm= an×16n+an-1×16n-1+…+a1×161+ a0×160 +b1×16-1+b2×16-2+…+bm×16-m 其中ai,bj是0~F中的一个数码 十六进制数的加减:逢16进位1,借1当16 十六进制数的加法运算 十六进制数的减法运算 4. 数制之间的转换 二进制数或十六进制数转换为十进制数 方法:按权展开 二进制数转换为十进制数 0011.1010B =1×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3 =3.625 十六进制数转换为十进制数 1.2H =1×160+2×16-1 =1.125 十进制整数转换为二或十六进制数 整数部分转换:用除法 十进制数整数部分不断除以基数2或16,并记下余数,直到商为0为止 由最后一个余数起逆向取各个余数,则为转换成的二进制和十六进制数 126 126=7EH 十进制整数的转换 十进制小数转换为二或十六进制数 小数部分转换:用乘法 分别乘以各自的基数,记录整数部分,直到小数部分为0为止 0.8125=0.1101B 0.8125=0.DH 小数转换会发生总是无法乘到为0的情况 可选取一定位数(精度) 将产生无法避免的转换误差 十进制小数的转换 二进制和十六进制数的相互转换 二进制和十六进制数之间具有对应关系 以小数点为基准 整数从左向右,小数从右向左 每4个二进制位对应一个十六进制位 =3AH F2H 3.1.2 数值的编码 编码:用文字、符号或者数码来表示某种信息(数值、语言、操作指令、状态等)的过程 二进制编码:组合0和1数码 机器数:计算机中用0和1数码组合表达的数值 真值:现实中真实的数值 数值的两种编码方式 定点格式(第3章) 浮点格式(第9章) 1. 定点整数 定点格式:固定小数点的位置表达数值 定点整数:小数点固定在机器数的最右侧 定点小数:小数点固定在机器数的最左侧 无符号整数(无符号数) 只表达0和正整数的定点整数 N位无符号整数表达范围:0~2N-1 有符号整数(有符号数、带符号数) 表达负整数、0和正整数的定点整数 最高位表达数值正负 符号位用0表示正数、1表示负数 定点整数格式 2. 补码 有符号整数在计算机中默认采用补码 最高位表示符号:正数用0,负数用1 正数补码:直接表示数值大小(同无符号数) 负数补码:将对应正数补码取反加1 [105]补码 [-105]补码=]取反+1 +1 8位二进制补码的数值范围:-128~+127 16位二进制补码的数值范围:-215~+215-1 32位二进制补码的数值范围:-231~+

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