白中英-世界大學(xué)城ppt課件.ppt

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1、第二章運(yùn)算方法和運(yùn)算器主講：王微【相關(guān)說明：本課件以白中英老師教材及課件為藍(lán)本制作而成，特表感謝；網(wǎng)上文檔會(huì)伴隨教研過程不定期更新版本；最后，懇請(qǐng)文檔使用者批評(píng)、指正文中出現(xiàn)的錯(cuò)誤、疏漏；版本時(shí)間：2014.6】《計(jì)算機(jī)組成原理》（第五版）白中英、戴志濤主編–課件PPT廣東科技學(xué)院計(jì)算機(jī)系本章主要內(nèi)容2.1數(shù)據(jù)與文字的表示2.2定點(diǎn)加法、減法運(yùn)算2.3定點(diǎn)乘法運(yùn)算2.4定點(diǎn)除法運(yùn)算2.5定點(diǎn)運(yùn)算器的組成2.6浮點(diǎn)運(yùn)算與浮點(diǎn)運(yùn)算器教學(xué)大綱要求掌握：（一）數(shù)制與編碼1、進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換2、真值和機(jī)器數(shù)3、BCD碼4、字符與字符串5、校驗(yàn)碼教學(xué)大綱要求掌

2、握：（二）定點(diǎn)數(shù)的表示和運(yùn)算1、定點(diǎn)數(shù)的表示無符號(hào)數(shù)的表示；有符號(hào)數(shù)的表示。2、定點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算定點(diǎn)數(shù)的移位運(yùn)算；原碼定點(diǎn)數(shù)的加減運(yùn)算；補(bǔ)碼定點(diǎn)數(shù)的加減運(yùn)算；定點(diǎn)數(shù)的乘除運(yùn)算；溢出概念和判別方法。教學(xué)大綱要求掌握：（三）浮點(diǎn)數(shù)的表示和運(yùn)算1、浮點(diǎn)數(shù)的表示浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍；IEEE754標(biāo)準(zhǔn)。2、浮點(diǎn)數(shù)的加減運(yùn)算教學(xué)大綱要求掌握：（四）算術(shù)邏輯單元ALU1、串行加法器和并行加法器2、算術(shù)邏輯單元ALU的功能和結(jié)構(gòu)2.1數(shù)據(jù)與文字的表示方法第一小節(jié)主要討論：現(xiàn)實(shí)世界中的各類信息怎樣數(shù)字化并記錄到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)中，進(jìn)而在后續(xù)章節(jié)討論怎樣處理這些數(shù)據(jù)。請(qǐng)思考：如果

3、給你一套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它的存儲(chǔ)器有很多個(gè)連續(xù)的“位”，每個(gè)“位”可以而且僅可以保存0或者1兩種狀態(tài)，思考怎樣將現(xiàn)實(shí)世界中的各類信息保存進(jìn)系統(tǒng)。2.1數(shù)據(jù)與文字的表示方法現(xiàn)實(shí)世界中的信息數(shù)據(jù)按本質(zhì)總體上可分成兩大類別：數(shù)值型數(shù)據(jù):表示事物的數(shù)量、規(guī)模。字符型數(shù)據(jù)（非數(shù)值型數(shù)據(jù)）:字符。因此解決方法是：用二進(jìn)制表示數(shù)值型數(shù)據(jù)用01序列表示字符型數(shù)據(jù)2.1.1數(shù)據(jù)格式目標(biāo)：將數(shù)值型數(shù)據(jù)表示在計(jì)算機(jī)內(nèi)制定怎樣的規(guī)則來完成這一任務(wù)？這個(gè)規(guī)則應(yīng)該滿足：便于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、加工(處理)、傳送；編碼盡可能用少量、簡(jiǎn)單的基本符號(hào)應(yīng)該有適當(dāng)?shù)谋M可能簡(jiǎn)單的規(guī)則表示盡可能多的信息2.

4、1.1數(shù)據(jù)格式對(duì)面臨的問題再深入分析：思考：如果要保存全班學(xué)生總數(shù)？如果要保存銀行收支數(shù)據(jù)？如果要保存男生所占比例？如果要保存太陽的質(zhì)量和電子的直徑2.1.1數(shù)據(jù)格式我們的解決方法是：定點(diǎn)表示法&浮點(diǎn)表示法首先回顧預(yù)備知識(shí)~數(shù)制概念：數(shù)制，按照進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制，簡(jiǎn)稱數(shù)制。特點(diǎn)表示數(shù)值大小的數(shù)碼與它在數(shù)中的位置有關(guān)。例：十進(jìn)制1573.68(展開)數(shù)制1．十進(jìn)制（Decimal）有十個(gè)數(shù)碼：0，l，2，3，4，5，6，7，8，9。進(jìn)位基數(shù)為10。逢十進(jìn)一（加法運(yùn)算），借一當(dāng)十（減法運(yùn)算）。如：一個(gè)十進(jìn)制數(shù)1573.68其含義是：1×103+

5、5×102+7×101+3×100+6×10-1+8×10-2可見，一個(gè)數(shù)字處在不同的數(shù)位其代表的意義不同。數(shù)制十進(jìn)制數(shù)位權(quán)展開式：若有一個(gè)n位整數(shù)m位小數(shù)的十進(jìn)制數(shù)，可表示成（Dn-1Dn-2……D1D0.D-1……D-m）10＝Dn-1×10n-1＋Dn-2×10n-2＋……＋D1×101＋D0×100＋D-1×10-1……＋D-m×10-m10n-1，10n-2，……100稱為十進(jìn)制的“權(quán)”，其中10叫做十進(jìn)制的“基數(shù)”數(shù)制推廣到所有數(shù)制，位權(quán)表示法的數(shù)制具有如下特征：若有一個(gè)n位整數(shù)m位小數(shù)的R進(jìn)制數(shù)，可表示成（Bn-1Bn-2……B1B0.B-

6、1……B-m）R＝Bn-1×Rn-1＋Bn-2×Rn-2＋……＋B1×R1＋B0×R0＋B-1×R-1……B-m×R-m此表達(dá)式又稱為R進(jìn)制的按“權(quán)”展開式。Rn-1,Rn-2,……R0,R-1……稱為二進(jìn)制的“權(quán)”，其中R叫做“基數(shù)”數(shù)制-二進(jìn)制2．二進(jìn)制（Binary）只有0和1兩個(gè)數(shù)碼。進(jìn)位基數(shù)為2。逢二進(jìn)一（加法運(yùn)算），借一當(dāng)二（減法運(yùn)算）。數(shù)制-八進(jìn)制3．八進(jìn)制（Octal）有八個(gè)數(shù)碼：0，l，2，3，4，5，6，7。進(jìn)位基數(shù)為8。逢八進(jìn)一（加法運(yùn)算），借一當(dāng)八（減法運(yùn)算）。數(shù)制-八進(jìn)制例：（7）8＋（1）8＝（10）8（4）8＋（5）8＝（1

7、1）8（12）8－（5）8＝（5）8注意：非十進(jìn)制數(shù)的讀法，“個(gè)十百千…”是十進(jìn)制的概念。數(shù)制-十六進(jìn)制4．十六進(jìn)制（Hexadecimal）有十六個(gè)數(shù)碼：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)。基數(shù)為16。逢十六進(jìn)一，借一當(dāng)十六。A，B，C，D，E，F(xiàn)10，11，12，13，14，15數(shù)制-十六進(jìn)制例：（9）16＋（5）16＝（E）16（9）16＋（7）16＝（10）16＊（18）16＋（C）16＝（24）16＊（18）16－（C）16＝（C）16C12數(shù)制-小結(jié)進(jìn)位計(jì)數(shù)制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制數(shù)碼(數(shù)元)0，1，2…90，

8、10，1，2…70，1…9，A，B，C，D，E，F(xiàn)基數(shù)102816權(quán)重10i2i