计算机组成与体系结构第二章技术总结.ppt

计算机组成原理;第一章 计算机系统概论 第二章 运算方法和运算器 第三章 存储系统 第四章 指令系统 第五章 中央处理器 第六章 总线系统 第七章 外围设备 第八章 输入输出系统 第九章 并行组织;教材 白中英，计算机组成原理·网络版，科学出版社，2002 参考书 石磊，计算机组成原理·第2版, 清华大学出版社，2006 钱晓捷，微型计算机原理及应用, 清华大学出版社，2006 王爱英,计算机组成与结构·第3版, 清华大学出版社，2001 白中英 邝坚，计算机组织与结构·网络版，科学出版社，2003;第二章 运算方法和运算器;二进制数;十六进制数;二进制数或十六进制数转换为十进制数;十进制整数转换为二或十六进制数;十进制小数转换为二或十六进制数;十六进制数的加减运算;真值和机器数;没有符号位，使用全部字长来表示数值大小 字长N＝8时，编码11111111 取值范围：0～255（28-1） 字长N＝16时，编码：0000～FFFFH 取值范围：0～65535（216-1） 字长N＝32时，编码FFFFFFFFH 取值范围：0～232-1;2.1 数据与文字的表示方法;计算机中常用的数据表示格式有两种，一是定点格式，二是浮点格式 定点格式容许的数值范围有限，但要求的处理硬件比较简单 浮点格式容许的数值范围很大，但要求的处理硬件比较复杂;定点数的表示方法;定点数例;定点整数的表示范围;定点小数的表示范围;如何用定点数来表示非常大(e.g. 2×10+33 )的数和非常小(e.g. 9×10-28 )的数？;浮点数的表示方法;阶码和尾数;32位单精度浮点数;64位双精度浮点数;浮点数的规格化;尾数最高有效位为1，隐藏，并且隐藏在小数点的左边（即：1≤M＜2） 32位单精度浮点数规格化表示 ｘ＝ (-1)s×(1.Ｍ)× 2E-127 e＝Ｅ－127（Ｅ＝e＋127） 64位双精度浮点数规格化表示 ｘ＝ (-1)s ×(1.Ｍ)× 2E-1023 e＝Ｅ－1023（Ｅ＝e＋1023）;④ X＝(-1)s×1.M×2e ＝＋(1.011011)×23 ＝＋1011.011＝(11.375)10;例2：真值20.59375，求32位单精度浮点数;E＝1（0000 0001）~254（1111 1110） e＝-126~+127 表达的数据范围（绝对值）： 最小值： e＝-126，M＝0（1.M＝1） 十进制表达：2-126≈1.18×10-38 最大值： e＝127，M＝11…1（23个1） 1.M＝1.11…1 （23个1） ＝2－2-23 十进制表达：（2－2-23）×2127 ≈2×2127≈3.40×1038;E＝1~2046 e＝-1022~+1023 表达的数据范围（绝对值） ： 最小值： e＝-1022，M＝0（1.M＝1） 十进制表达：2-1022≈2.23×10-308 最大值： e＝1023，M＝11…1（52个1） 1.M＝1.11…1 （52个1） ＝2－2-52 十进制表达：（2－2-52）×21023 ≈ 2×21023 ≈1.79×10308;真值0的机器数（机器零） 阶码E＝0，尾数M＝0 正0：S＝0，负0：S＝1 非规格化浮点数：阶码E＝0，尾数M≠0 规格化浮点数：阶码E＝1～254 无穷大的机器数 阶码E＝全1 ，尾数M＝0 ＋∞：S＝0，－∞：S＝1 NaN（not a number，不是一个数） 阶码E＝全1 ，尾数M≠0 用来通知异常情况;?十进制数串的表示方法;BCD码（Binary Coded Decimal）;十进制数据表示;定点整数的原码表示;定点小数的原码表示;定点整数的补码;负数求补;定点整数的反码;定点整数的移码（偏移码）;真值;例5;例5之解;数的机器码表示;同一代码的不同含义;三种编码的比较 ;ASCII码（美国标准信息交换码）;表2.1 ASCII字符编码表;字符串的表示方法;小端方式和大端方式;32位数据的存储方式;汉字的输入编码;汉字交换码;汉字内码;;汉字的表示方法;校验码;例7：用奇校验和偶校验进行编码;计算机的数据表示;练习;运算方法和运算器;补码加法;补码加法特点;例8：ｘ＝0.1001，ｙ＝0.0101，求ｘ＋ｙ;例9：ｘ＝＋0.1011，ｙ＝－0.0101，求ｘ＋ｙ;补码减法;[x1]补＝1.0010 [- x1]补＝﹁[x1]补＋ 2-4 ＝0.1101＋0.0001＝0.1110 [x2]补＝0.1101 [-x2]补＝﹁[x2]补＋ 2-4