计算机组成原理实验指导

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1、计算机组成与系统结构实验软件学院专业教研室第79页实验一:带符号数的表示方法理论知识一.原码表示规则：机器数的最高一位表示符号，“0”表示正号；“1”表示负号，后面各位用数的绝对值表示。整数原码的定义：[X]原为机器数的原码，X为真值，n为整数的位数。小数原码的定义为：[X]原为机器数的原码，X为真值。性质：原码最高位表示数的符号(0正号，1负号)。　对定点小数，有：第79页0£X<1-1

2、[X]补为整数X的补码，X为任意整数，n为整数的位数。小数的补码：[X]补是小数X的补码，X为任意小数，2为模数。第79页性质1)0的补码唯一　整数0[+0]补=00…0　　[-0]补=2n+1-00…0=2n+1=00…0(mod2n+1)　小数0[+0]补=0.00…0[-0]补=2-0.00…0=2=0.00…0(mod2)设[X]补=XSXn-1Xn-2…X1X0，XS是补码的符号位，XS=0时，X为正；XS=1时，X为负。补码的表示范围是：　　　.正整数2n>X≥0　　　.负整数0≥X≥-2n整数X的补码可以写成：[X]补=2n+1·XS+X三.反码表示整数反码的定义或[X

3、]反=X(mod2n+1-1)小数反码的定义为：第79页或[X]反=X(mod2-2-n)性质：(1)0的反码不唯一，整数0[+0]反=00…0[-0]反=(2n+1-1)+(-00…0)=11…1(mod2n+1-1)小数0[+0]反=0.00…0[-0]反=2-2-n-0.00…0=1.1…1(mod2-2-n)(2)反码与补码的关系根据定义，当X为正数时，[X]补=[X]反；当X为负整数时，[X]补=[X]反+1；当X为n位负小数时，[X]补=[X]反+2-n实验要求:根据以上的理论知识,用VisualC++编写一个求一个字节的整数和小数的原码,反码,补码程序。第79页要求：所

4、有的数据用二进制来实现，整数和小数分别处理，要有友好的操作界面。第79页实验二、数据校验码实验理论知识数据校验的实现原理：数据校验码是在合法的数据编码之间，加进一些不允许出现的(非法的)编码，使合法的数据编码出现错误时成为非法编码。这样就可以通过检测。码距：指任何一种编码的任两组二进制代码中，其对应位置的代码最少有几个二进制位不相同。一、奇偶校验码1、码距=22、奇偶校验码：在被传送的n位信息组上，加上一个二进制位作为校验位，使配置后的n+1位二进制代码中1的个数为奇数(奇校验)或偶数(偶校验)。 例：数据奇校验编码偶校验编码00000000100000000000000000011

5、10101001110101101110101其中，最高一位为校验位，其余低八位为数据位。 3、奇偶校验码只能检测出数据代码中一位出错的情况，但无法判断差错所发生的位置。二、海明校验码原理第79页在数据位中加入几个校验位，将数据代码的码距均匀地拉大，并把数据的每个二进制位分配在几个奇偶校验组中。当某一位出错后，就会引起有关的几个校验位的值发生变化，不但可以发现错误，还能指出是哪一位出错，为进一步自动纠错提供依据。1.确定长度:2k≥n+k+1(信息为n位，校验位为k位)2.通过信息位组成海明校验位若数据位n=7，则校验位k=4,故海明码的总位数为11。它们的排列关系可表示为：海明码位

6、号：H11H10H9H8H7H6H5H4H3H2H1海明码：D7D6D5P4D4D3D2P3D1P2P13.校验位校验任务的分配.根据海明码的编码规则，每一位海明码都有多个校验位，且被校验的每一位的位号等于参与校验的几个校验位的位号之和。占据各权位上的校验位按权组成的8421码，正好等于海明码的位号，即海明码的位号Hi正好等于要校验它的校验位所占权位权值之和。例：设有一个7位信息码位0110001，求它的海明码。解：n=7，根据海明不等式，可求得校验位最短长度k=4。其海明码先表示如下：海明码位号：H11H10H9H8H7H6H5H4H3H2H1海明码：011P4000P31P2P1

7、按偶校验写出校验方程为：第79页H1ÅH3ÅH5ÅH7ÅH9ÅH11＝0（P1＝H1）H2ÅH3ÅH6ÅH7ÅH10ÅH11＝0（P2＝H2）H4ÅH5ÅH6ÅH7＝0（P3＝H4）H8ÅH9ÅH10ÅH11＝0（P4＝H8）可得：P1＝0、P2＝0、P3＝0、P4＝0，所以0110001的海明码为01100000100。实验要求：利用visualc++写一程序，能够对7位二进制数据，要按奇/偶校验编码，并产生其对应的海明码编码。要求界面友好，并画出奇偶校