計(jì)算機(jī)組成原理第二章數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示

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第二章 數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示 n 概述 n 字符編碼 n 中文編碼 n 邏輯數(shù)據(jù) n 數(shù)值數(shù)據(jù) n 校驗(yàn)碼 概述q 計(jì)算機(jī)中最重要的功能是處理信息，如：數(shù) 值、文字、符號(hào)、語言和圖象等。計(jì)算機(jī)內(nèi) 部，各種信息都必須采用數(shù)字化編碼的形式 被傳送、存儲(chǔ)、加工。因此掌握信息編碼的 概念與處理技術(shù)是至關(guān)重要的。q 所謂編碼，就是用少量簡單的基本符號(hào)，選 用一定的組合規(guī)則，以表示出大量復(fù)雜多樣 的信息。概述n 常用的信息分為： 定點(diǎn)數(shù)(fixed-point) 數(shù)值信息 浮點(diǎn)數(shù)(floating-point) 字符(character) 非數(shù)值信息 漢字(Chinese character) 邏輯數(shù)據(jù)(logical data)字符編碼n 用一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)“0”和“1”進(jìn)行編碼給 出。n 常用的字符編碼ASCII碼。n ASCII (American Standard Code for Information Interchange)字符編碼 碼是美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼。 7 6 5 4 3 2 1 ( merican tandard ode for nformation nterchange) 包括0-9十個(gè)數(shù)字，大小寫英文字母 及專用符號(hào)等95種可打印字符。另有33不可 打印字符，被用于控制碼。 1000011 1101111 1101101 1110000 1110101 1110100 1100101 1110010中文編碼 n 漢字輸入碼：為便于漢字進(jìn)行輸入時(shí)的編碼， 將漢字代碼化。 n 漢字機(jī)內(nèi)碼：用于漢字信息的存儲(chǔ)、交換、 檢索等操作的機(jī)內(nèi)代碼。一般用兩個(gè)字節(jié)表 示。 n 漢字字型碼：漢字輸出時(shí)的編碼。用點(diǎn)陣表 示。漢字點(diǎn)陣類型 點(diǎn)陣 占用字節(jié)數(shù) 簡易型 16?16 32 普及型 24?24 72 提高型 32?32 128 精密型 48?48 288中文編碼 字符代碼化(輸入) 輸入碼向機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換 機(jī)內(nèi)碼 數(shù)字碼 拼音碼 機(jī)內(nèi)碼向字形碼轉(zhuǎn)換 字形碼顯示輸出 打印輸出邏輯數(shù)據(jù)邏輯型數(shù)據(jù)只有兩個(gè)值：真 和 假， 正好可以用二進(jìn)制碼的兩個(gè)符號(hào)分別表示， 例如 1 表示 真 則 0 表示 假 不必使用另外的編碼規(guī)則。對(duì)邏輯型數(shù)據(jù)可以執(zhí)行邏輯的 與 或 非等基本 邏輯運(yùn)算。其規(guī)則如下邏輯數(shù)據(jù) 輸入 輸出 x y X與y X或y X的非 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0數(shù)值數(shù)據(jù) 在選擇計(jì)算機(jī)的數(shù)的表示方式時(shí)，需 要考慮以下幾個(gè)因素： 〔1〕要表示的數(shù)的類型；〔2〕數(shù)值的范圍；〔3〕數(shù)值的精度；〔4〕數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理所需要的硬件代價(jià)。數(shù)值數(shù)據(jù) q 定點(diǎn)數(shù) q 浮點(diǎn)數(shù) q 十進(jìn)制數(shù)串 數(shù)值數(shù)據(jù)＿定點(diǎn)數(shù)的表示方法 定點(diǎn)表示：約定機(jī)器中所有數(shù)據(jù)的小數(shù)點(diǎn)位置 是固定不變的。由于約定在固定的位置，小 數(shù)點(diǎn)就不再使用記號(hào)“.”來表示。通常將數(shù)據(jù) 表示成純小數(shù)或純整數(shù)。　　定點(diǎn)數(shù) ＝ 在定點(diǎn)機(jī)中表示如下 x x0x1x2…xn ｘ 為符號(hào)位， 代表正號(hào)， 代表負(fù)號(hào) ( 0 0 1 ):純小數(shù)的表示范圍為 各位均為 時(shí)最 (x0x1x2…xn 0 小；各位均為1時(shí)最大)　　0≤|ｘ|≤1－2－n　 　　　　　　　　純整數(shù)的表示范圍為　　0≤|ｘ|≤2n－1　　　　　　　　　　　 數(shù)值數(shù)據(jù)—數(shù)的機(jī)器碼表示 在計(jì)算機(jī)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算操作時(shí)，符號(hào)位如何表示呢？是否也同數(shù)值位一道參加運(yùn)算操作呢？為了妥善的處理好這些問題，就產(chǎn)生了把符號(hào)位和數(shù)字位一起編碼來表示相應(yīng)的數(shù)的各種表示方法，如原碼、補(bǔ)碼、反碼、移碼等。通常將前者稱為真值，后者稱為機(jī)器數(shù)或機(jī)器碼。 數(shù)值數(shù)據(jù)—原碼表示法 定點(diǎn)小數(shù)X表示: Ns. N1 N2 … Nn X, 0 ≤ X < 1 定義: [ X ] 原 = 1-X, -1 < X ≤ 0 定點(diǎn)整數(shù) 表示： X Ns N1 N2 … Nn X, 0 ≤ X < 2n 定義: [ X ] 原 = 2n-X, - 2n < X ≤ 0數(shù)值數(shù)據(jù)—原碼表示法n 實(shí)例：X1 = 0.10110 -0.10110 0.0000 [ X ] 原= 0.10110 1.10110 0.0000 1.0000 n 實(shí)例：X1 = 10110 -10110 0000 [ X ] 原= 010110 110110 00000 10000 數(shù)值數(shù)據(jù)—原碼表示法性質(zhì): 原碼為符號(hào)位加上數(shù)的絕對(duì)值，0正1負(fù) 原碼零有兩個(gè)編碼，+0和 -0編碼不同 原碼難以用于加減運(yùn)算，但乘除方便 N+1位二進(jìn)制原碼所表示的范圍為：小數(shù)：MAX=1-2-n ，MIN=﹣( 1-2-n )整數(shù)：MAX= 2n-1， MIN=﹣( 2n-1) 數(shù)值數(shù)據(jù)—原碼表示法原碼的優(yōu)點(diǎn)是：簡單易懂。 缺點(diǎn)是：難以用于加減運(yùn)算。原因是： 如果是異號(hào)相加，則要進(jìn)行減法運(yùn)算。首先 要比較絕對(duì)值的大小，然后大數(shù)減小數(shù)，最 后確定符號(hào)。為了便于加減運(yùn)算，采用了補(bǔ)碼表示。數(shù)值數(shù)據(jù)—補(bǔ)碼表示法 補(bǔ)碼是在“模”和“同余”的概念下導(dǎo)出的。 “模”是指一個(gè)計(jì)量系統(tǒng)的計(jì)量范圍，即產(chǎn) 生“溢出”的量。 在計(jì)算機(jī)中，機(jī)器能表示的數(shù)據(jù)位數(shù)是一 定的，其運(yùn)算都是有模運(yùn)算。如果是n位整數(shù)， 其模為2n。如果是n位小數(shù)，其模為2。 若運(yùn)算結(jié)果超出了計(jì)算機(jī)所能表示的數(shù)值 范圍，則只保留它的小于模的低n位的數(shù)值， 超過n位的高位部分就自動(dòng)舍棄了。數(shù)值數(shù)據(jù)—補(bǔ)碼表示法定義： 任意一個(gè)X的補(bǔ)碼為[X]補(bǔ)，可以用該數(shù)加上 其模M來表示。 [X]補(bǔ)=X+M數(shù)值數(shù)據(jù)—補(bǔ)碼表示法定點(diǎn)小數(shù)表示: X0. X1 X2 … Xn X 0 ≤ X < 1 定義: [ X ] 補(bǔ) = (MOD 2) 2+ X -1 ≤ X≤ 0 定點(diǎn)整數(shù)表示：X0 X1 X2 … Xn n 定義: [ X ] 補(bǔ) = X 0 ≤ X < 2 (MOD 2n+1) 2n+1 + X； - 2n ≤ X ≤ 0數(shù)值數(shù)據(jù)—補(bǔ)碼表示法n 由于正數(shù)的補(bǔ)碼就是正數(shù)本身，故著重講解 負(fù)數(shù)求補(bǔ)碼的方法。數(shù)值數(shù)據(jù)—補(bǔ)碼表示法 (1)．由定義求 例：Ｘ＝－０．１１０１００１　 ［X]補(bǔ)=2+X =10+(-0.1101001) =1.0010111數(shù)值數(shù)據(jù)—補(bǔ)碼表示法n 例: X=- 1101001 解: [X]補(bǔ)=28+X =100000000+(-1101001) =10010111反過來，由補(bǔ)碼求真值，只要將公式進(jìn)行交換即可。數(shù)值數(shù)據(jù)—補(bǔ)碼表示法(3)由[X]補(bǔ)求[-X]補(bǔ):連符號(hào)位一起各位求反， 末位加1。例：[X]補(bǔ)=1.1010101解: 由[-X]補(bǔ) 求[X]補(bǔ)， [X]補(bǔ)= 1 1 0 1 0 1 0 1 此規(guī)則同 樣適用。 [-X]補(bǔ)=0 0 1 0 1 0 1 0 + 1 0 0 1 0 1 0 1 1數(shù)值數(shù)據(jù)—補(bǔ)碼表示法n (4). 由[X]補(bǔ)求[1/(2X)]補(bǔ):將[X]補(bǔ)的符號(hào)位和 數(shù)值位一起向右移動(dòng)一次.符號(hào)位移走后保持 原來的值不變.例: [X]補(bǔ)= 1 0 1 0 1 0 0 0 [X/2]補(bǔ)= 1 1 0 1 0 1 0 0 0 你會(huì)求[X/4] 這稱為“算 關(guān)?鍵?詞： 計(jì)算機(jī)組成原理第二章數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示 ppt、pptx格式 免費(fèi)閱讀 下載 天天文庫

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總結(jié)

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