计算机组成原理 教程文件.ppt

* 基数越大，则表示的范围越大，但精度变低。所以对一种固定格式的浮点数而言，较大的基数能给出更大的表示范围，但这是以牺牲精度为代价的。 从表中可以看出，当阶码超过一定的位数时，浮点表示范围要比定点表示大得多，但有效位数却相应降低不少。 * * ‘非数值’NaN为非定义的数。 * * * * 在相同字长的条件下，浮点表示比定点表示可表示的数值范围要大得多。而且由于浮点数运算中随时对中间结果进行规格化处理，减少了有效数字的丢失，所以提高了运算精度。 * 随着计算机应用领域的扩大，计算机除了用于进行数值计算外，还需要引入文字、字母及 一些专用符号，以便表示文字语言、逻辑语言等非数值信息。但由于计算机硬件能够直接 识别和处理的只是0、1这样的二进制信息，因此必须研究在计算机中如何用二进制代码 来表示和处理这类非数值型数据。由于非数值型数据所使用的二进制代码并不表示数 值，所以也将非数值型数据称为符号数据。 字符是非数值型数据的基础，字符与字符串数据是计算机中用得最多的非数值型数 据。在使用计算机的过程中，人们需要利用字符与字符串编写程序、表示文字及各类信 息，以便与计算机进行交流。为了使计算机硬件能够识别和处理字符，必须对字符按一定 规则用二进制进行编码。 * * * * * 在计算机使用汉字时，涉及到输入、存储、处理、输出等各方面的问题，因此有关汉字信息的编码表示有很多种类。 目前，可以通过键盘、手写、语音、扫描等多种方法进行汉字的输入，但采用最多的仍然是汉字的键盘输入法。汉字输入码就是键盘输入操作者使用的代码。 * * 由于汉字数量极多，所以必须规定统一的交换码标准。1980年，我国国家标准总局颁布了第一个汉字编码字符集标准-《GB2312—80信息交换用汉字编码字符集基本集》，该标准编码简称为国标码。国标码是我国大陆地区及新加坡等海外华语区通用的汉字交换码，它奠定了中文信息处理的基础。 GB2312国标字符集中为任意一个字符规定了唯一的二进制代码。码表共有94行、94列(均以十进制数0~93编号)。行号称为区号，列号称为位号。 * * 由于汉字字形码所需要的存储空间很大，所以汉字字形码不用于机内存储，而采用字库存储。所有的不同字体、字号的汉字字形码构成了汉字字库。只有需要输出汉字时，才将汉字机内码转换为相应的汉字字库地址，检索字库，输出字形码。 * * * 由例2.17的第④题可见，当x＜0时，将[x]补的最低位减去1，即可得到[x]反。 * * * * 算术移位即右移一位，意味着原数缩小一倍。左移一位，意味着原数扩大了一倍。 由于计算机中移位器的位数是固定的，左移时高位移出，低位补足相应的位数，而左移是数值扩大，因此会产生溢出。右移时低位移出高位要补足相应的位数。低位移出时会产生有效数字的丢失，因此，要考虑四舍五入问题。 * 从图2-1所示的补码的几何性质中可以看到，如果将补码的符号部分与数值部分统一看成数值，则负数补码的值大于正数补码的值，这样在比较补码所对应的真值的大小时，就不是很直观和方便，为此提出了移码表示。 * 无符号数没有原码、补码之分，其编码形式就是一般的二进制形式。 根据式(2-9)和式(2-10)可知，移码表示是把真值x在数轴上正向平移1(纯小数)或 2n(纯整数)后得到的，所以移码也称为增码或余码。 图2-2显示了真值与移码的对应关系。可以看到，移码表示的实质是把真值映像到一个正数域，因此移码的大小可直观地反映真值的大小。这样采用移码表示时，不管真值的正负，均可以按无符号数比较大小。如2.3.2小节中所述，由于移码表示便于比较数值的大小，所以移码主要用于表示浮点数的阶码。因为在浮点数中，阶码通常是整数，所以本书中重点讨论整数的移码表示。 * 由于移码表示便于比较数值的大小，所以移码主要用于表示浮点数的阶码。因为在浮点数中，阶码通常是整数，所以本书中重点讨论整数的移码表示。 * [x]补=2n+1+x，x= [x]补-2n+1， 要求一个数的移码，可以直接根据定义求得，也可以根据移码与补码的关系求得。 从例2.18可见，移码与补码数值部分相同，符号位相反。因此若已知[x]补只需将[x]补的符号位取反，数值部分不变，即可得到[x]移，反之亦然。 * * * 从表可以看出移码有以下特点： ⑴移码的符号位与原、反、补码的取值相反，是“0” 表示“负”的，“1”表示“正”的。 ⑵移码全为“0”时所对应的真值最小，全为“1”时所对应的真值最大。 ⑶把移码映射到数轴的正数区域，可以将移码视为一个无符号数，直接按无符号数规则比较大小。 ⑷真值“0”的移码表示形式是唯一的，[+0]移=[-0]移= 100…0。