计算机组成原理chp21

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1、2021/9/71第二章运算方法和运算器2.1数据与文字的表示2.2定点加法、减法运算2.3定点乘法运算2.4定点除法运算2.5定点运算器的组成2.6浮点运算与浮点运算器返回考纲要求（一）数制与编码1、进位计数制及其相互转换2、真值和机器数3、BCD码4、字符与字符串5、校验码（二）定点数的表示和运算1、定点数的表示无符号数的表示；有符号数的表示。考纲要求2、定点数的运算定点数的移位运算；原码定点数的加减运算；补码定点数的加减运算；定点数的乘除运算；溢出概念和判别方法。（三）浮点数的表示和运算1、浮点数的表示浮点数的表示

2、范围；IEEE754标准。2、浮点数的加减运算（四）算术逻辑单元ALU1、串行加法器和并行加法器2、算术逻辑单元ALU的功能和结构2021/9/742.1数据与文字的表示方法2.1.1数据格式2.1.2数的机器码表示2.1.3字符的表示2.1.4汉字的表示2.1.5校验码2021/9/752.1数据与文字的表示方法计算机中使用的数据可分成两大类：符号数据:非数字符号的表示（ASCII、汉字、图形等）数值数据:数字数据的表示方式（定点、浮点）计算机数字和字符的表示方法应有利于数据的存储、加工(处理)、传送；编码：用少量、简

3、单的基本符号，选择合适的规则表示尽量多的信息，同时利于信息处理（速度、方便）2021/9/762.1.1数据格式一、复习10进制和R进制之间的转换R进制到10进制：10进制到R进制：整数部分：除r取余，r为进制基数        小数部分：乘r取整表3.1二、八、十六和十进制数的对应关系二进制数八进制数十六进制数十进制数00000000000101110010022200110333010004440101055501100666011107771000108810011199101012A10101113B11110

4、014C12110115D13111016E14111117F152021/9/782.1.1数据格式二、数值数据计算机在数据、文字的表示方式时，应该考虑一下几个因素:表示的数据类型（符号、小数点、数值）数值的范围数值精度存储、处理、传送的硬件代价2021/9/792.1.1数据格式三、计算机常用的数据表示格式有两种：定点表示：小数点位置固定浮点表示：小数点位置不固定2021/9/7102.1.1数据格式四、定点表示法所有数据的小数点位置固定不变理论上位置可以任意，但实际上将数据表示有两种方法（小数点位置固定-定点表示法

5、/定点格式）：纯小数纯整数定点数表示：带符号数不带符号数2021/9/7111、定点纯小数x0x1x2x3…xn-1xn表示数的范围是0≤

6、ｘ

7、≤1－2－n(最小数、最大数、最接近0的正数、最接近0的负数）符号量值小数点固定于符号位之后，不需专门存放位置2.1.1数据格式2021/9/7122.1.1数据格式x=0.00...0x=1.00...0x=0正0和负0都是0x=0.11...1x=1－2－n最大x=0.00...01x=2－n最接近0的正数x=1.00...01x=－2－n最接近0的负数x=1.11...1x

8、=－（1－2－n）最小2、纯小数的表示范围2021/9/7132.1.1数据格式3、定点纯整数x0x1x2x3…xn-1xn表示数的范围是0≤

9、ｘ

10、≤2n－1最小数、最大数、最接近0的正数、最接近0的负数呢符号量值小数点固定于最后一位之后，不需专门存放位置2021/9/7142.1.1数据格式4、定点表示法的特点定点数表示数的范围受字长限制，表示数的范围有限;定点表示的精度有限机器中，常用定点纯整数表示;如果用定点表示，则如何表示实数（包括小数和整数）呢？-------引入浮点2021/9/7152.1.1数据格式五、浮

11、点表示：小数点位置随阶码不同而浮动1、格式:N=RE.M2、机器中表示指数E基数R,取固定的值,比如10,2等尾数M阶符阶码数符尾数2021/9/7162.1.1数据格式3、IEEE754标准(规定了浮点数的表示格式,运算规则等)规则规定了单精度(32)和双精度(64)的基本格式.规则中,尾数用原码,指数用移码(便于对阶和比较)2021/9/7172.1.1数据格式IEEE754标准基数R=2，基数固定，采用隐含方式来表示它。32位的浮点数：S数的符号位，1位，在最高位，“0”表示正数，“1”表示负数。M是尾数，23位，

12、在低位部分，采用纯小数表示E是阶码，8位，采用移码表示。移码比较大小方便。规格化：若不对浮点数的表示作出明确规定，同一个浮点数的表示就不是惟一的。尾数域最左位(最高有效位)总是1，故这一位经常不予存储，而认为隐藏在小数点的左边。采用这种方式时，将浮点数的指数真值e变成阶码E时，应将指数e加上一个固定的偏移值127(0