[農(nóng)學(xué)]計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)李學(xué)干第二章課件(已修改)
2024-10-30 22:41 本頁面
【正文】 第二章 數(shù)據(jù)表示與指令系統(tǒng) 內(nèi)容提要 ? 數(shù)據(jù)表示 ? 尋址方式 ? 指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)： 數(shù)據(jù)是描述客觀事物的一些相互無關(guān)的符號(hào)。 數(shù)據(jù)元素： 是數(shù)據(jù)的基本單位。 數(shù)據(jù)類型： 除了是一組值的集合外，還定義了可作用 于這個(gè)集合上的 操作集 。 目的： 防止不同類型數(shù)據(jù)間的誤操作 分類： 基本數(shù)據(jù)類型、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型 基本數(shù)據(jù)類型 基本數(shù)據(jù)類型包括 : ? 二進(jìn)制位及其位串 ? 整數(shù)及自然數(shù) (正整數(shù) ) ? 實(shí)數(shù) (浮點(diǎn)數(shù) ) ? 字符 ? 布爾數(shù) 由一組相互有關(guān)的數(shù)據(jù)元素組合而成的數(shù)據(jù)類型。 常用的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型有 : ?向量 ?數(shù)組 ?字符串 ?堆棧 ?隊(duì)列 ?記錄 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)表示與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)表示 數(shù)據(jù)表示 是指可由硬件直接識(shí)別和引用的數(shù)據(jù)類型 .由硬件實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)類型 。 數(shù)據(jù)類型包含了 數(shù)據(jù)取值集 和可作用其上的 操作集 ， 所以 ， 相應(yīng)的 指令及處理部件 是識(shí)別這些數(shù)據(jù)類型所必需的 。 即：對(duì)該數(shù)據(jù)類型的各種運(yùn)算操作都有相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)硬件電路 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型的組織方式 . 它反映了在應(yīng)用中所用到的各種數(shù)據(jù)元素或信息單元間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。 除了數(shù)據(jù)表示之外的所有數(shù)據(jù)類型，一般都是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要研究的內(nèi)容。 是由軟件實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)類型 。 數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是數(shù)據(jù)類型的子集。 硬件不能直接辨認(rèn)與處理的數(shù)據(jù)類型就要根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識(shí)編制軟件轉(zhuǎn)化為硬件能處理的數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 研究的一個(gè)主要課題是 : 1)如何用 最少的存儲(chǔ)空間 來存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 2)采用什么樣的算法能最快、最簡(jiǎn)單地存儲(chǔ)和訪問這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) . 數(shù)據(jù)表示 要考慮的是正確、可靠、便于機(jī)器處理和節(jié)省存儲(chǔ)空間。 數(shù)據(jù)表示實(shí)質(zhì)上是軟、硬件的主要分界面之一。 確定數(shù)據(jù)表示的實(shí)質(zhì)是一個(gè)有關(guān)軟硬件的取舍問題。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)首先要研究的一個(gè)內(nèi)容是： 在所有數(shù)據(jù)類型中， 哪些用硬件實(shí)現(xiàn)，哪些用軟件實(shí)現(xiàn)，并研究它們的實(shí)現(xiàn)方法。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)表示 （ 1）關(guān)于基本數(shù)據(jù)表示的討論 數(shù)的進(jìn)制選擇 例：“二進(jìn)制表示”和“二 十進(jìn)制表示”的權(quán)衡； ? 二進(jìn)制表示在運(yùn)算速度、信息存儲(chǔ)空間方面有優(yōu)勢(shì) ? 但二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制費(fèi)時(shí)，而且有誤差。 ? 二 十進(jìn)制（ BCD碼）表示所需的存儲(chǔ)空間大。 事務(wù)處理的出現(xiàn)，需要大量的十進(jìn)制數(shù)， 增加了十進(jìn)制運(yùn)算指令和相應(yīng)的運(yùn)算硬件。 字長(zhǎng)的確定 例：定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)表示的字長(zhǎng)的權(quán)衡 ? 過短： 表示范圍小，表示精度低，容易造成運(yùn)算溢出和機(jī)器零。 ? 過長(zhǎng) ：主存空間開銷大 ? 定長(zhǎng)表示和某些語言的語義不一致 如 COB
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