【计算机组成原理】数据的表示和运算

定点数表示

定点表示:约定机器中所有数据的小数点位置固定不变,由于约定在固定的位置,小数点就不再用“.”表示,通常放在数值位最后面或最前面,这样数据表示成纯整数或纯小数

1、无符号数的表示

用全部二进制代码表示数字,没有符号位,8位二进制无符号数范围(00000000~11111111)0~2的8次方-1(0-255) 共256个数

2、有符号数的表示

定点数x=x0x1x2x3...xn在定点机中表示如下(x0:符号位 0代表正号 1代表负号)

纯小数的小数点位置在符号位之后

  • 纯小数的表示范围为:

(X0X1X2X3X4...Xn数值位各位均为0时绝对性最小,数值位各位均为1时绝对值最大)0<=|x|<=1-2的负n次方。  0.000000001是2的负9次方     0.11111111=1-0.00000001

数值位全为1是绝对值对大

  • 纯整数的表示范围:

(X0X1X2X3....Xn数值位各位均为0时绝对值最小,数值位各位均为1时绝对值最大)-(2的n次方-1)<x<2的n次方-1

原码表示法

原码就是数值的真值(绝对值)前面加上一个符号位(正数加0   负数加1)

定点小数的原码表示:

定点小数的原码形式为X0X1...Xn,则原码表示的定义为:(正数原码是本身 负数为1+负数的绝对值)

原码中有+0和-0之分

【+0】原=0.000

【-0】原=1.000

一个n+1位(包括数值位和符号位)定点小数原码的表示范围

-0.111111~+0.111111

定点正数的原码形式为X0X1X2...Xn则原码表示的定义为

n+1为定点整数原码的表示范围为

1)x和-x的原码转换

将【x】原的符号位(左端第一位)取反,即可得到【-x】原

2)原码中的0表示不唯一

3)若原码字长为n总共有2的n个编码,但对应的真值只有2的n次方-1个

因为[0]原占用了两个编码,因此原码表示的范围较小

4)若原码字长为n,总共有2的n方个编码,但对应的真值只有2的n次方-1个

补码表示法

简化加减运算

对于一个确定的模而已,当需要减去一个数x时,可以用加上x对应的负数的补码

补码的性质:

1)+0和-0的补码表示一致  0的补码只有一种

2)-1补码=2+(-1)=10.000+(-1.000)=1.000        -1的补码和-0的原码一样

3)n+1位纯整数补码表示中【-2的n次方】补码=100000000    和-0的原码一样

4)补码的表示范围比原码表示范围大

3、补码和原码的关系 原变补符号位不变

4、x的补码和-x的补码的关系   正负补符号位在内

5、补码的算术移位规则

补码左移:符号位不变,数值部分左移,最低位移除的空位填0

补码右移:符号位不变,数值部分右移,最高位移出的位填符号位

6、负数补码形式上大于正数的补码

7、补码的位扩展

例如将字节(8位)表示的补码扩展位16位。

定点小数:最低位扩0

定点整数:在最高位用符号位扩展

8、常用的求补码的方法(与定义求补码比较)

反码表示法

二进制的各位0变1 1变0

+0和-0的反码表示不同

移码表示法

补码很难直接判断大小

(补码是2的n+1次方  移码是2的n次方)

补码和移码的关系是符号位相反  数值位相同

原文地址:https://www.cnblogs.com/dream-to-pku/p/11613994.html

时间: 2024-10-07 02:36:13

【计算机组成原理】数据的表示和运算的相关文章

计算机组成原理——关于数据对齐存储

计算机组成原理——关于数据对齐存储 1. 综述 博客:http://blog.csdn.net/cyxcw1/article/details/9080519(C/C++数据边界对齐的注意事项) 对齐:变量的起始地址为其大小的整数倍.如short型占两个字节,其起始地址就要从偶数地址开始. 对齐可以加快内存的访问速度.

计算机组成原理_第四版课后习题答案(完整版)

计算机组成原理_第四版课后习题答案(完整版) ?第一章 1.?比较数字计算机和模拟计算机的特点. 解:模拟计算机的特点:数值由连续量来表示,运算过程是连续的: 数字计算机的特点:数值由数字量(离散量)来表示,运算按位进行. 两者主要区别见P1?表1.1. 2.?数字计算机如何分类?分类的依据是什么? 解:分类: 数字计算机分为专用计算机和通用计算机.通用计算机又分为巨型机.大型机. 中型机.小型机.微型机和单片机六类. 分类依据:专用和通用是根据计算机的效率.速度.价格.运行的经济性和适应性来划

计算机组成原理答疑--来源于南京大学课件

1.数据通路宽度.机器字长.“字”宽.存储单元宽度.编址单位.总线宽度.指令字长各指什么?它们之间有何关系? 答:在计算机内部,有指令和数据两大类信息.指令和数据都以二进制形式存放在存储器中,运行程序时,需要把指令和数据从存储器读出,通过总线传输到CPU,然后,CPU再通过执行指令来对操作数进行相应的运算,最后把结果数据送到寄存器或存储器中.所以,在设计或使用计算机过程中,要涉及到:指令和数据在存储器中按什么长度存放:写入或读出时按什么长度存取:在总线上传输时同时传送多少位:数据和指令送到CPU

计算机组成原理基本概念汇总

计算机组成原理是计算机科目中偏向于硬件的,我真的没学好,唯一做的好的笔记还是比较完整的.哈哈.这门课真的是博大精深.现在把组成原理的基本知识点与大家分享,希望大家在这门课的学习中少走弯路. 计算机系统概论 把以软件为主实现的机器称为虚拟机器:把由硬件和固件实现的机器称为实际机器. 高级语言的翻译程序有编译程序和解释程序两种. 计算机系统的层次结构从低到高: (1)微程序机器(第0级). (2)传统机器(第1级). (3)操作系统机器(第2级). (4)汇编语言机器(第3级). (5)高级语言机器

计算机组成原理复习提纲

一.本课程学习要求: 了解数据信息的表示.运算方法与各类半导体存储器.辅助存储器.打印设备与显示装置设备:掌握计算机组成与系统结构的基本概念.基本原理.基本算法.基本结构和分析方法:掌握运算器.控制器.存储器的构成与原理:掌握指令流程.组合逻辑控制.微程序控制等内容:能对计算机的工作原理有清楚的认识并能够分析计算机的性能. 二.先行课程.:计算机导论  数字电路 第一章 计算机系统概论(1) 第二章   计算机的逻辑部件(补充) 第三章   计算机的运算方法(重点)(2) 第四章   系统总线(

计算机组成原理基础

计算机组成原理基础 语言是用来沟通的,程序员与计算机进行沟通就需要通过编程语言进行沟通.编程语言并不能直接操纵硬件,而是运行在操作系统上,由操作系统对硬件进行控制. 1.计算机的组成 一个完整的计算机系统包括:计算机硬件.操作系统.用户软件 1.1计算机硬件 计算机是由控制器.运算器.存储器.输入设备.输出设备组成的,它们都通过总线进行连接通信. 1.2 处理器 处理器包含运算器和控制器,运算器负责算数运算,控制器负责逻辑运算 1.2.1 CPU 内存 磁盘 当有任务要处理的时候,存放在磁盘上的

计算机组成原理 常用名词解释

计算机组成原理 计算机组成原理概述 计算机概述 计算机的基本组成: 存储器: 实现记忆功能的部件用来存放计算程序及参与运算的各种数据 运算器: 负责数据的算术运算和逻辑运算即数据的加工处理 控制器: 负责对程序规定的控制信息进行分析,控制并协调输入,输出操作或内存访问 输入设备: 实现计算程序和原始数据的输入 输出设备: 实现计算结果输出 组成的联系: 图一 图二 常用名词 Bit The bit is a basic unit of information(信息的基本单元) in comput

计算机组成原理(1)——系统概述

计算机组成原理 第一章   系统概述 计算机系统: 硬件:组成计算机的各种实体. 软件:泛指各种程序和文件. (运算器.控制器)=>中央处理单元CPU 存储器.输入设备.输出设备 这五大设备通过总线和接口连接起来,成为一台计算机. 1.运算器 一次能算多少位 若32位,则寄存器可存的位数是32位. 若32位算64位数就要算两次.一次是高32位,一次是低32位. 2.存储器 存储器存储的是信息(指令和数据). 存储器存储的都是0或1表示的二进制代码. 目前用半导体器件触发器来作为存储器,一个半导体

计算机组成原理和体系结构—自查

计算机组成原理与体系结构 内容提要 数据的表示 计算机结构 Flynn分类法 CISC与RISC 流水线技术 存储系统 总线系统 可靠性 校验码 数据的表示 数据的表示 R进制转十进制使用按权展开法,其具体操作方式为:将R进制数的每一位数值用Rk形式表示,即幂的底数是R ,指数为k , k与该位和小数点之间的距离有关.当该位位于小数点左边, k值是该位和小数点之间数码的个数,而当该位位于小数点右边, k值是负值,其绝对值是该位和小数点之间数码的个数加1. 十进制转R进制使用短除法. 例如将94转

Java架构师成长之道之计算机组成原理概述篇

Java架构师成长之道之计算机组成原理概述篇 Java架构师成长之道 1.1 计算机的发展简史 1.1.1 计算机发展的四个阶段 自从1945年至今,计算机经历了电子管计算机,晶体管计算机,集成电路计算机以及超大规模集成电路计算机. 电子管计算机(1945年-1957年) 第二次世界大战是电子管计算机产生的催化剂,而最著名的电子管计算机是来自美国的埃尼阿克(ENIAC),这一时期的计算机有如下特点: 集成度小,占用空间大 功耗高,运行速度慢 操作复杂,更换程序需要接线 晶体管计算机(1957年-