【文章內(nèi)容簡介】 0000000 00010011 11101101 李玥 電子科大成都學(xué)院 數(shù)的定點表示與浮點表示 ? 注意： – 不管是定點小數(shù)還是定點整數(shù)，計算機所處理的數(shù)必須在該定點數(shù)所能表示的范圍之內(nèi)，否則會發(fā)生溢出。 – 若數(shù)據(jù)小于定點數(shù)所能表示的最小值時，計算機將其作“ 0‖處理，稱為 下溢 。 – 若數(shù)據(jù)大于定點數(shù)能表示的最大值時，計算機將無法表示，稱為 上溢 。 – 將上溢和下溢統(tǒng)稱為溢出。 – 當(dāng)有溢出發(fā)生時， CPU中的狀態(tài)寄存器 PSW中的溢出標(biāo)志位將置位，并進行溢出處理。 李玥 電子科大成都學(xué)院 1. 定點表示法 無符號數(shù) 定點整數(shù) 定點小數(shù) 00000000 11111111 （ 0） （ 255） 11111111 01111111 原 原 （ 127） （ 127） 補 10000000 01111111 補 （ 128） （ 127） 原 原 (127) (127) 補 補 （ 1） (127) 類型 42 李玥 電子科大成都學(xué)院 E 浮點數(shù)真值： N = + R M 階碼 Ef E1 … Em Mf M1 … Mn 浮點數(shù)機器格式： 尾數(shù) 階符 數(shù)符 R：階碼底，隱含約定。 E：階碼，為定點整數(shù)，補碼或移碼表示。 其 位數(shù) 決定 數(shù)值范圍 ； 階符 表示 數(shù)的大小 。 M：尾數(shù)，為定點小數(shù)，原碼或補碼表示。 其 位數(shù) 決定 數(shù)的精度 ； 數(shù)符 表示 數(shù)的正負(fù) 。 尾數(shù)規(guī)格化： 1/2≤ M ＜ 1 最高有效位絕對值為 1 2. 浮點表示法 43 李玥 電子科大成都學(xué)院 2. 表示范圍與精度 表示范圍： 231～ 231 (129) 例 .某規(guī)格化浮點數(shù)用補碼表示，其中階碼 6位，含 1位階符；尾數(shù) 10位，含 1位數(shù)符。 階符 1位，階碼 m位，補碼表示，以 2為底； 數(shù)符 1位，尾數(shù) n位，補碼表示，規(guī)格化。 最小浮點數(shù) ： 最大浮點數(shù) ： 最小浮點正數(shù) ： 階碼為最大數(shù)： 2 1 m 尾數(shù)為絕對值最大的負(fù)數(shù)： 1 尾數(shù)為最大數(shù)： 階碼為最大數(shù)： 2 1 m 12 n 階碼為最小數(shù)： 2 m 尾數(shù)為最小正數(shù)： 21 表示精度： 233 44 李玥 電子科大成都學(xué)院 數(shù)的定點表示與浮點表示 ? Pentium處理器三種類型浮點數(shù)格式 ： 參數(shù) 單精度浮點數(shù) 雙精度浮點數(shù) 擴充精度浮點數(shù) 浮點數(shù)長度 （字長） 32 64 80 尾數(shù)長度 P 23 52 64 符號位 S位數(shù) 1 1 1 指數(shù) E長度 8 11 15 最大指數(shù) +127 +1023 +16383 最小指數(shù) 126 1022 16382 李玥 電子科大成都學(xué)院 ? 1. 邏輯數(shù)據(jù) – 可用一位二進制數(shù)表示事物的兩個對立面，若用“ 1‖表示事物成立，則“ 0‖表示不成立 。 – 邏輯數(shù)據(jù)：如“ 0‖和“ 1‖，“真”和“假”，“是”和“否” 等。 – 注意，邏輯數(shù)據(jù)“ 0‖和“ 1‖是邏輯概念，表達的是事物的邏輯關(guān)系，沒有數(shù)值的大小之分。 李玥 電子科大成都學(xué)院 非數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示 ? 2. 字符編碼 國際上通用的 ASCII碼是 7位版本，即用 7位二進制碼表示，共有 128(27=128)個字符，其中有 32個控制字符， 10個阿拉伯?dāng)?shù)字， 52個大小寫英文字母， 32個各種標(biāo)點符號和運算符號。 ASCII碼字符表見課本表 24。 李玥 電子科大成都學(xué)院 非數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示 ? 2. 漢字編碼 – （ 1）漢字內(nèi)碼 漢字機內(nèi)碼是漢字存儲在計算機內(nèi)的編碼。漢字機內(nèi)碼、國標(biāo)碼和區(qū)位碼 3者之間的關(guān)系為： ? 區(qū)位碼（十進制數(shù)）的兩個字節(jié)分別轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)后加 20H得到對應(yīng)的國標(biāo)碼； ? 國標(biāo)碼的兩個字節(jié)的最高位置 1，即漢字交換碼（國標(biāo)碼）的兩個字節(jié)分別加 80H即可得到對應(yīng)的機內(nèi)碼； ? 區(qū)位碼（十進制數(shù)）的兩個字節(jié)分別轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)后加 A0H得到對應(yīng)的機內(nèi)碼。 李玥 電子科大成都學(xué)院 非數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示 – （ 2）漢字輸入碼 ——直接從輸入設(shè)備輸入的各種漢字輸入方法的編碼。 ? 漢字輸入法大體可以分為以下幾種： – 流水碼：如區(qū)位碼、電報碼、通信密碼，優(yōu)點是重碼少，缺點是難于記憶； – 音碼：以漢語拼音為基準(zhǔn)輸入漢字，優(yōu)點是容易掌握，但重碼率高； – 形碼：根據(jù)漢字的字型進行編碼，優(yōu)點是重碼少，但不容易掌握； – 音形碼：將音碼和形碼結(jié)合起來，能減少重碼率，并提高漢字輸入速度。 李玥 電子科大成都學(xué)院 ? （ 3）漢字字模碼 漢字字形碼是以點陣方式表示漢字，將漢字分解為若干個“點”組成的點陣字形。 每個點在存儲器中用一位二進制數(shù)存儲，則對于 n n點陣，一個漢字所需要的存儲空間為 n n/8個字節(jié)。 如一個 16 16點陣漢字需要 32個字節(jié)的存儲空間，一個 24 24點陣漢字需要72個字節(jié)的存儲空間。 李玥 電子科大成都學(xué)院 第二節(jié) 指令信息的表示 指令：指示計算機執(zhí)行某類操作的信息的集合。 本節(jié)主要討論：一般 指令格式 常用 尋址方式 面向用戶 指令類型 指令格式 指令基本格式 操作碼 θ 地址碼 D 一個 一個或幾個 51 李玥 電子科大成都學(xué)院 1. 指令字長 定長指令格式 變長指令格式 便于控制 （ 1） 定長操作碼 各指令 θ 的位置、位數(shù)固定相同。 （ 2）擴展操作碼 各指令 θ 的位置、位數(shù)不固定，根據(jù)需要 變化。 合理利用存儲空間 2. 操作碼結(jié)構(gòu) 關(guān)鍵在設(shè)置擴展標(biāo)志。 52 李玥 電子科大成都學(xué)院 例 . 指令字長 16位，可含有 1或 0 個地址，每個地址占 4位。 操作碼 地址碼 15~ 12 11~ 8 7 ~ 4 3 ~ 0 0000 X Y Z 1110 X Y Z ... ... ... ... 1111 0000 Y Z 1111 1110 Y Z ... ... ... ... 三地址指令 15條 二地址指令 15條 1111 1111 0000 Z 1111 1111 1110 Z ... ... ... ... 一地址指令 15條 1111 1111 1111 0000 1111 1111 1111 1111 ... ... ... ... 零地址指令 16條 53 李玥 電子科大成都學(xué)院 （ 3）復(fù)合型操作碼 操作碼分為幾部分，每部分表示一種操作。 例 .某機算邏指令 3. 地址結(jié)構(gòu) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 15 基本操作 進位 移位 回送 判跳 操作數(shù) 指令中提供的地址數(shù) 存儲單元地址碼 寄存器編號 （ 1）指令提供地址的方式 顯地址方式 隱地址方式 :指令中明顯指明地址。 :地址隱含約定 ,不出現(xiàn)在指令中。 直接或間接給出 54 李玥 電子科大成都學(xué)院 （ 2） 地址結(jié)構(gòu)的簡化 操作數(shù)地址 ● 四地址結(jié)構(gòu)指令 格式： 使用 隱地址 可以減少指令中的地址數(shù)， 簡化 地址結(jié)構(gòu) 。 θ A1 A2 A3 A4 結(jié)果地址 下條指令地址 功能： (A1)θ (A2) A3 (A4) 下條指令 用指令計數(shù)器 PC指示指令地址。 55 李玥 電子科大成都學(xué)院 ● 三地址結(jié)構(gòu)指令 格式： 操作數(shù)地址 θ A1 A2 A3 結(jié)果地址 下條指令地址 功能： 轉(zhuǎn)移時，用轉(zhuǎn)移 地址修改 PC內(nèi)容。 (A1)θ (A2) A3 (PC) + n PC 源 /目的 ● 二地址結(jié)構(gòu)指令 格式： θ A1 A2 目的 /源 功能： (A1)θ (A2) A2/A1 (PC) + n PC 56 李玥 電子科大成都學(xué)院 雙操作數(shù)： ● 一地址結(jié)構(gòu)指令 格式： θ A1 隱含約定 單操作數(shù)： 功能： ● 零地址結(jié)構(gòu)指令 格式： (A1)θ (AC) AC (PC) + n PC θ (A1) A1 (PC) + n PC θ 功能： 用于堆?；蛱厥庵噶畈僮鳌? 57 李玥 電子科大成都學(xué)院 例 .ADD； 執(zhí)行前： 低 SP 10 20 46 SP 30 46 執(zhí)行后： 高 低 高 58 李玥 電子科大成都學(xué)院 尋址方式