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1、第二章運算方法和運算器主講:王微【相關說明:本課件以白中英老師教材及課件為藍本制作而成,特表感謝;網(wǎng)上文檔會伴隨教研過程不定期更新版本;最后,懇請文檔使用者批評、指正文中出現(xiàn)的錯誤、疏漏;版本時間:2014.6】《計算機組成原理》(第五版)白中英、戴志濤主編–課件PPT廣東科技學院計算機系本章主要內容2.1數(shù)據(jù)與文字的表示2.2定點加法、減法運算2.3定點乘法運算2.4定點除法運算2.5定點運算器的組成2.6浮點運算與浮點運算器教學大綱要求掌握:(一)數(shù)制與編碼1、進位計數(shù)制及其相互轉換2、真值和機器數(shù)3、BCD碼4、字符與字符串5、校驗碼教學大綱要求掌
2、握:(二)定點數(shù)的表示和運算1、定點數(shù)的表示無符號數(shù)的表示;有符號數(shù)的表示。2、定點數(shù)的運算定點數(shù)的移位運算;原碼定點數(shù)的加減運算;補碼定點數(shù)的加減運算;定點數(shù)的乘除運算;溢出概念和判別方法。教學大綱要求掌握:(三)浮點數(shù)的表示和運算1、浮點數(shù)的表示浮點數(shù)的表示范圍;IEEE754標準。2、浮點數(shù)的加減運算教學大綱要求掌握:(四)算術邏輯單元ALU1、串行加法器和并行加法器2、算術邏輯單元ALU的功能和結構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)實世界中的各類信息怎樣數(shù)字化并記錄到計算機的存儲系統(tǒng)中,進而在后續(xù)章節(jié)討論怎樣處理這些數(shù)據(jù)。請思考:如果
3、給你一套計算機系統(tǒng),它的存儲器有很多個連續(xù)的“位”,每個“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)實世界中的各類信息保存進系統(tǒng)。2.1數(shù)據(jù)與文字的表示方法現(xiàn)實世界中的信息數(shù)據(jù)按本質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:將數(shù)值型數(shù)據(jù)表示在計算機內制定怎樣的規(guī)則來完成這一任務?這個規(guī)則應該滿足:便于數(shù)據(jù)的存儲、加工(處理)、傳送;編碼盡可能用少量、簡單的基本符號應該有適當?shù)谋M可能簡單的規(guī)則表示盡可能多的信息2.
4、1.1數(shù)據(jù)格式對面臨的問題再深入分析:思考:如果要保存全班學生總數(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:定點表示法&浮點表示法首先回顧預備知識~數(shù)制概念:數(shù)制,按照進位的原則進行計數(shù)稱為進位計數(shù)制,簡稱數(shù)制。特點表示數(shù)值大小的數(shù)碼與它在數(shù)中的位置有關。例:十進制1573.68(展開)數(shù)制1.十進制(Decimal)有十個數(shù)碼:0,l,2,3,4,5,6,7,8,9。進位基數(shù)為10。逢十進一(加法運算),借一當十(減法運算)。如:一個十進制數(shù)1573.68其含義是:1×103+
5、5×102+7×101+3×100+6×10-1+8×10-2可見,一個數(shù)字處在不同的數(shù)位其代表的意義不同。數(shù)制十進制數(shù)位權展開式:若有一個n位整數(shù)m位小數(shù)的十進制數(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稱為十進制的“權”,其中10叫做十進制的“基數(shù)”數(shù)制推廣到所有數(shù)制,位權表示法的數(shù)制具有如下特征:若有一個n位整數(shù)m位小數(shù)的R進制數(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此表達式又稱為R進制的按“權”展開式。Rn-1,Rn-2,……R0,R-1……稱為二進制的“權”,其中R叫做“基數(shù)”數(shù)制-二進制2.二進制(Binary)只有0和1兩個數(shù)碼。進位基數(shù)為2。逢二進一(加法運算),借一當二(減法運算)。數(shù)制-八進制3.八進制(Octal)有八個數(shù)碼:0,l,2,3,4,5,6,7。進位基數(shù)為8。逢八進一(加法運算),借一當八(減法運算)。數(shù)制-八進制例:(7)8+(1)8=(10)8(4)8+(5)8=(1
7、1)8(12)8-(5)8=(5)8注意:非十進制數(shù)的讀法,“個十百千…”是十進制的概念。數(shù)制-十六進制4.十六進制(Hexadecimal)有十六個數(shù)碼:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F(xiàn)?;鶖?shù)為16。逢十六進一,借一當十六。A,B,C,D,E,F(xiàn)10,11,12,13,14,15數(shù)制-十六進制例:(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-小結進位計數(shù)制十進制二進制八進制十六進制數(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權重10i2i