计算机组成原理第二章考点

DokayCoral

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于 2022-05-31 22:18:30 首次发布

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文章目录

3.定点整数的补码、反码、原码、移码表示法

前言

计算机组成原理第二章，内容仅限本校考试考点！！

一、定点数

1.教学要求

掌握数据的定点表示和格式，定点整数的表达范围，有符号数和无符号数

2.数据的定点表示和格式

定点格式即约定机器中所有数据的小数点位置是固定不变的。在定点机中定点数可表示为如下形式：

纯小数：小数点位于 $x_{n}$ 和 $x_{n-1}$ 之间。

纯整数：小数点位于最低位 $x_{0}$ 的最右边。

3.定点整数的表达范围

使用定点格式表示的纯整数的表示范围（有符号）： $0\leq \left \| x \right \|\leq2^{n}-1$ ,其中n表示机器字长。

4.有符号数和无符号数

有符号定点数：数值需要专门取一位数据作为符号位

无符号定点数：数值在机器中的字长的全部二进制位中没有符号位，全都是数值位。

二、浮点数

1.教学要求

掌握浮点格式的表达，熟悉浮点数的规格化，掌握规格化单精度浮点数与实数的相互转换。

2.浮点格式的表达

在计算机中一个任意的二进制数N可以写成 $N=2^{e}.M$ 或 $N=2^{E}.M$ ,其中e为比例因子系数，称为浮点数的指数，是一个整数；E为阶码；e和E决定浮点数的表示范围，e与E的转换关系为：E=e+偏移值，32位浮点数的偏移值为127，64位浮点数的偏移值为1023；M为尾数，决定浮点数的表示精度。

3.浮点数的规格化

当尾数的值不为0时，尾数域的最高有效位应为1，这称为浮点数的规格化表示。

一个规格化的32位浮点数x的真值表示为： $x=(-1)^{S}*(1.M)*2^{E-127},e=E-127$ 。

一个规格化的64位浮点数x的真值表示为： $x=(-1)^{S}*(1.M)*2^{E-1023},e=E-1023$ 。

4.规格化单精度浮点数与实数的相互转换

确定题给字长判断规格化的浮点数格式，确定S、E、M，最终根据SEM把问腿转换成进制转换。

三.机器码

1.教学要求

理解真值和机器数，掌握定点整数的补码、反码、原码和移码表示法。

2.真值和机器数

真值：一般书写表示的数。

机器数/机器码：在机器中编码表示的数。

3.定点整数的补码、反码、原码、移码表示法

原码：数值位十进制转二进制，符号位置1或0。

反码：除符号位，其余各位按位取反。

补码：反码末位+1.

移码：补码的符号位取反

四.字符与字符串的表示方法

1.教学要求

掌握BCD码、ASCII码的编码规律

2.BCD码

用4位二进制数来表示1位十进制数，包括8421码、5421码、2421码、余3码、余3循环码、格雷码。

3.ASCII码

ASCII码包括10个十进制数码，26个英文字母和一定数量的专用符号共128个元素。ASCII共8位，七位二进制编码加一个偶校检位。

ASCII码规定8个二进制位的最高一位为0，余下的7位可以给出128个编码，表示128个不同的字符，其中包括95个可键入并显示、打印的字符，33个控制码字符。

五.汉字的表示方法

1.教学要求

区别汉字输入编码、机内码、字模码和汉字交换码

2.汉字输入编码

数字编码：常用的是国际区位码，用数字串代表一个汉字输入。

拼音码：拼音码是以汉语拼音位基础的输入方法。

字形编码：字形编码是用汉字的形状来进行的编码。

3.汉字内码

汉字内码是用于汉字信息的存储、交换、检索等操作的机内代码，一般采用两个字节表示。英文字符的机内代码是七位的ASCII码，当用一个字节表示时，最高位为0。为了与英文字符相区别，汉字机内代码中两个字节的最高位均规定为1。有些系统中字节的最高位用于奇偶校验位，这种情况下用三个字节表示汉字内码。

4.汉字字模码

字模码是用点阵表示的汉字字形代码，它是数字的输出形式。常用于汉字显示与打印。

5.汉字交换码

汉字交换码是指不同的具有汉字处理功能的计算机系统之间在交换汉字信息时所使用的代码标准。自国家标准 GB2312 － 80 公布以来，我国一直延用该标准所规定的国标码作为统一的汉字信息交换码。

GB2312-80 标准包括了 6763 个汉字，按其使用频度分为一级汉字 3755 个和二级汉字 3008 个。一级汉字按拼音排序，二级汉字按部首排序。此外，该标准还包括标点符号、数种西文字母、图形、数码等符号 682 个。

区位码的区码和位码均采用从 01 到 94 的十进制，国标码采用十六进制的 21H 到 7EH （数字后加 H 表示其为十六进制数）。区位码和国标码的换算关系是：区码和位码分别加上十进制数 32 。如“国”字在表中的 25 行 90 列，其区位码为 2590 ，国标码是 397AH 。

六.校验码

1.教学要求

理解校验码的作用，掌握奇偶校验以及检错能力

2.校验码的作用

元件故障、噪声干扰等各种因素常常导致计算机在处理信息过程中出现错误。为了放置这种错误，可将信号采用专门的逻辑电路进行编码以检测错误，甚至校正错误。通常的方法是，在每个字上添加一些校检位，用来确定字中出现错误的位置。

3.奇偶校检

最简单且应用广泛的检错码是采用一位校检位的奇校检和偶校检。设 $X=(x_{0}x_{1}...x_{n-1})$ 是一个n位字，则奇校验位 $\overline{C}$ 定义为： $\overline{C}=x_{0}\bigoplus x_{1}\bigoplus...x_{n-1}$ ， $\bigoplus$ 代表按位加，表明只有当X中包含奇数个1时，才能使 $\overline{C}$ =1，即偶校检码C=0。

4.使用奇偶校检码检错

假设一个字X从部件A传到部件B，在原点A可计算出校检码，与X合并送到B，假设在B真正接收到的是 $X=({x_{0}}'\bigoplus {x_{1}}'\bigoplus...\bigoplus {x_{n-1}}')$ ，然后计算 $F = x_{0}'\bigoplus x_{1}'\bigoplus ...\bigoplus x_{n}'\bigoplus C'$ 。若F=1，意味收到信息有错，反之表示正确。