计算机原理精品教学（华南理工大学）2-2 数据的机器层次表示.pptVIP

作业1 P52：2(3)(7) P52：3(2) P52：4(1) P52：9 * 数据的机器层次表示将直接影响到计算机的结构和性能。 熟悉和掌握本章的内容，是学习计算机原理的最基本要求。 * 按位求反，末位加一 验算：10,0000+(-1010)=1,0110 * (由于约定在固定的位置，小数点就不再使用记号“.” 来表示。) * [-2]补= * ERROR 复习思考题2 从软、硬件交界面看，计算机层次结构包括虚拟机器和实际机器两大部分。 系列机的研制必须保证软件的向后兼容。 按计算机指令流、数据流结构来分，“天河一号”属于多指令流、多数据流结构。 计算机系统的可靠性可以用MTBF来衡量。 计算机的运算速度MIPS是指每秒能执行操作系统的命令个数。（错） 第2章 数据的机器层次表示 2.1 数值数据的表示 2.2 机器数的定点表示与浮点表示 2.3 非数值数据的表示 2.4 十进制数和数串的表示 2.5 现代微型计算机系统中的数据表示举例 2.6 数据校验码 信 息 数值数据 非数值数据-- 无符号数-- 有符号数 浮点数 定点数 十进制数 定点整数 定点小数 原码 补码 反码 移码 正整数 字符、汉字等 常用信息分类及表示 数的机器码表示—补码表示法 现在要将目前指向5点的时钟校准到上图所指3点 5-2=3 5+10=3 12自动丢失，12就是模 模的概念 模的概念 继续推导： 5-2=5+10（MOD 12） 5+（-2）=5+10（MOD 12） -2=10（MOD 12） 结论：在模为12的情况下，-2的补码就是10。 一个负数用其补码代替，同样可以得到正确的运算结果。 数的机器码表示—补码表示法 x 0 ? x 1 2 + x = 2 – |x| -1 ? x ? 0 [x]补 = （mod 2） 例: x = +0.1011, 则 [x]补= 0.1011 x = -0.1011, 则 [x]补= 10+x = 10.0000-0.1011= 1.0101 注意：0的补码表示只有一种形式。 [+0]补＝[-0]补＝0.0000????? 　(mod 2) 补码表示法——纯小数 若纯小数的补码形式为 x0. x1 x2 ··· xn,（共n+1位）则补码表示的定义是： x 2n+1 + x = 2n+1 – |x| -2n ? x ? 0 0 ? x 2n [x]补 = (mod 2n+1) 例: x = +0111, 则 [x]补=0,0111，用5位表示（n=4） x = -0111, 则 [x]补= 补码表示法——整数 若整数的补码形式为 x0,x1 x2 ··· xn,（共n+1位）则补码表示的定义是： 24+1 – |-0111|=10,0000 – 0111=1,1001 例 设x=+1010，y = -1010，求[x]补和[y]补。(总共用5位表示) 解：正数补码与它的二进制表示相同，所以加上符号位0后得 [x]补=01010 负数的补码的编码方法 1）将二进制代码前加0 0 1 0 1 0 2）全部按位取反 1 0 1 0 1 3）然后在最低位上加1 1 0 1 1 0 [y]补=10110 正数的补码在其二进制代码前加上符号位0； 负数的补码是将二进制代码前加0后,再全部按位取反，然后在最低位上加1。 补码编码的简便方法 补码表示法——补码的特点 补码最高一位为符号位 “0”——正，“1”——负 补码零有唯一编码； 补码能很好用于加减运算。 扩展方便 如将5位的补码扩展为8位 00111 11001 最大的优点就是将减法运算转换成加法运算 原码与补码之间的转换 已知原码求补码 正数: [X]补=[X]原 负数: 符号除外，各位取反，末位加1 例：X= -1001001 [X]原=1,1001001 [X]补=1,0110110+1=1,0110111 [X]补= 27+1 +X=10,0000000-1001001 = 1,0110111 1 0 0 0 0 0 0 0 0 - 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 求值方法 补码与真值之间的转换 补码 符号位为“1”—负，余下求补为数值部分 符号位为“0”—正，余下为数值部分 例：[X]补 = 010