计算机组成与体系结构第三章ppt课件.ppt
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1、认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目第三章第三章 信息编码与数据表示信息编码与数据表示 数值数据的表示数值数据的表示3.13.1 浮点机器数的表示方法浮点机器数的表示方法 数据格式数据格式3.23.2 定点机器数的表示方法定点机器数的表示方法3.33.33.43.4 非数值数据的表示非数值数据的表示3.53.5 校验码校验码3.63.6 现代计算机系统的数据表示现代计算机系统的数据表示3.73.7 本章小结本章小结2认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展
2、开了“精准扶贫”项目3.1 3.1 数值数据的表示数值数据的表示 进位计数制进位计数制一一 不同数制之间的相互转换不同数制之间的相互转换二二 十进制数的编码十进制数的编码三三3认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目一、进位计数制一、进位计数制v数制的两大要素:基数R:指在这种进位制中允许使用的基本数码个数。基数为R的数制称为R进制数。R进制数的主要特点就是逢R进1。权Wi:权也称位权,指某一位i上的数码的权重值,即权与数码所处的位置i有关。Wi Ri。v假设任意数值N用R进制数来表示,形式为:N=(Dm1Dm-2D
3、0 D-1D-2 D-k)R 其中,Di为该进制的基本符号,Di0,R-1,i=-k,-k+1,m-1,m;小数点在D0和D-1之间。4认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目一、进位计数制一、进位计数制v则数值N的实际值为:v例如:例如:R R1010,即十进制数。它的每一位上的数码,即十进制数。它的每一位上的数码D Di i只能取只能取0 0,1 1,2 2,99;各个数码的;各个数码的权为权为1010i i,i i指示指示数码所处的位置,个位数码所处的位置,个位i i0 0,十位,十位i i1 1,百位,百位i
4、 i2 2,依此类推。,依此类推。v思考:二进制、八进制、十六进制?思考:二进制、八进制、十六进制?5认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目一、进位计数制一、进位计数制v例1:(2345.459)102103 3102 41015100 410-1 510-2 910-3v例2:(11011.011)2124 123 022121 12-0 02-1 12-2 12-3=(27.375)10v例3:(123.67)8182 281 38068-1 78-2=(83.859375)106认识到了贫困户贫困的根本原因,
5、才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目二、不同数制之间的相互转换二、不同数制之间的相互转换 常用的几种数制的对应关系常用的几种数制的对应关系1 1 二、八、十六进制转换为十进制二、八、十六进制转换为十进制2 2 十进制转换为二、八、十六进制十进制转换为二、八、十六进制3 37认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目(1 1)常用的几种数制的对应关系)常用的几种数制的对应关系十十进制制 二二进制制八八进制制十六十六进制制十十进制制 二二进制制八八进制制十六十六进制制0
6、0000000000 00 08 81000100010108 81 1000100011 11 19 91001100111119 92 2001000102 22 21010101010101212A A3 3001100113 33 31111101110111313B B4 4010001004 44 41212110011001414C C5 5010101015 55 51313110111011515D D6 6011001106 66 61414111011101616E E7 7011101117 77 71515111111111717F F1616100001000020
7、2010108认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目(2 2)二、八、十六进制转换为十进制)二、八、十六进制转换为十进制v转换方法:转换方法:加权求和。加权求和。(按式按式4 41)1)例:(例:(5AC.E65AC.E6)1616=516=5162 2 1016 10161 1 121612160 0 141614161 1 616 6162 2 (1452.89843751452.8984375)1010v十进制(十进制(DecimalDecimal)、二进制()、二进制(BinaryBinary)、八进制)、
8、八进制(OctalOctal)、十六进制()、十六进制(HexdecimalHexdecimal)数分别用)数分别用D D、B B、Q Q、H H来标志。来标志。v例如:(例如:(10111011)2 2(10111011)B B1011B1011b1011B1011b(123.45123.45)2 2(123.45 123.45)D D 123.45D 123.45D 123.45123.45(2B.D2B.D)1616=(2B.D2B.D)H H=(43.812543.8125)1010=(53.64)=(53.64)Q Q9认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近
9、年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目(3 3)十进制转换为二、八、十六进制)十进制转换为二、八、十六进制v转换方法转换方法:可以分为以下两种方法:可以分为以下两种方法直接转换:十进制直接转换:十进制二、八、十六进制二、八、十六进制间接转换:十进制间接转换:十进制二进制二进制 八、十六进制八、十六进制v(a a)十进制转化为)十进制转化为R R进制进制v(b b)二进制转化为八、十六进制)二进制转化为八、十六进制10认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目(a a)十进制转化为)十进制转化为R R进制
10、进制v转换方法转换方法整数部分:整数部分:除以除以R R取余,先得低位取余,先得低位,直到商为,直到商为0 0。小数部分:小数部分:乘乘R R取整,先得高位取整,先得高位,直到积为,直到积为0 0或或者达到精度要求为止。者达到精度要求为止。v例:(例:(123.75123.75)1010=(?)2 2(123.75123.75)1010=(?)8 81111011.11173.611认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目小数部分的精度要求小数部分的精度要求v当小数部分当小数部分不能整除为二进制不能整除为二进制时,则
11、乘以时,则乘以2 2取整取整的过程中,积不会为的过程中,积不会为0 0;或者;或者当小数部分转化为当小数部分转化为二进制位数很长二进制位数很长,这时由精度来决定二进制位数。,这时由精度来决定二进制位数。v例如:(例如:(0.350.35)1010(?)2 2无法整除无法整除(0.68750.6875)1010(?)2 2位数太长位数太长v若要求精度大于若要求精度大于1010,则表示,则表示“”左右两边的左右两边的十进制值的差的绝对值十进制值的差的绝对值1010。则我们只需取则我们只需取4 4位二进制小数即可满足要求,位二进制小数即可满足要求,因为因为10102d2 2时,校验码才具有时,校验码
12、才具有检错能力检错能力,当码距,当码距dd 3 3时,校验码才具有时,校验码才具有纠错纠错能力能力。码距:码距:一种码制的码距是指该码制中所有代码之一种码制的码距是指该码制中所有代码之间的最小间的最小距离距离。两个代码之间的距离两个代码之间的距离:在一种编码中,在任何两:在一种编码中,在任何两个代码之间逐位比较,对应位值不同的个数。个代码之间逐位比较,对应位值不同的个数。校验码的检错纠错能力与码距的关系如下:校验码的检错纠错能力与码距的关系如下:若码距若码距d d为奇数,如果只用来检查错误,则可为奇数,如果只用来检查错误,则可以发现以发现d d1 1位错误;如果用来纠正错误,则能位错误;如果用
13、来纠正错误,则能够纠正够纠正 位错误。位错误。若码距若码距d d为偶数,则可以发现为偶数,则可以发现 位错误,并能位错误,并能够纠正(够纠正()位错误。)位错误。66认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目3.6 3.6 校验码校验码v7 7、常见校验码:、常见校验码:奇偶校验码:奇偶校验码:码距码距d=2d=2,检错码,检错码,能检验奇数能检验奇数位错误位错误;通常用于磁带或者串行通信中。;通常用于磁带或者串行通信中。海明校验码:海明校验码:码距码距d=3d=3,纠错码,纠错码,能纠正能纠正1 1位位或多位错误或多
14、位错误;通常用于磁盘冗余阵列中。;通常用于磁盘冗余阵列中。CRCCRC校验码:校验码:码距码距d=3d=3,纠错码,纠错码,能纠正能纠正1 1位错位错误误;通常用于磁盘或数据块的校验。;通常用于磁盘或数据块的校验。67认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目v在有效信息位的前面或者后面添加一位奇(偶)校验在有效信息位的前面或者后面添加一位奇(偶)校验位就组成了奇(偶)校验码。位就组成了奇(偶)校验码。奇(偶)校验码的编码和译码在硬件上通常采用异奇(偶)校验码的编码和译码在硬件上通常采用异或非门(异或门)实现。或非门(
15、异或门)实现。1 1、编码、编码奇校验位的取值应该使整个奇校验码中奇校验位的取值应该使整个奇校验码中“1”“1”的的个数为奇数,偶校验位的取值应该使整个偶校个数为奇数,偶校验位的取值应该使整个偶校验码中验码中“1”“1”的个数为偶数。的个数为偶数。假设在发送端,要发送七位假设在发送端,要发送七位ASCIIASCII码(码(B6 B5 B4 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0B3 B2 B1 B0),在),在ASCIIASCII码前面添加一位奇校码前面添加一位奇校验位验位P P奇奇或偶校验位或偶校验位P P偶偶变为一个字节的奇偶校验变为一个字节的奇偶校验码,则它们的生成表达式为码,则它们的
16、生成表达式为二、奇偶校验码二、奇偶校验码68认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目2 2、译码、译码在接收端,必须检验接收到的校验码信息的奇偶在接收端,必须检验接收到的校验码信息的奇偶性,对于奇校验码,校验码中性,对于奇校验码,校验码中“1”“1”的个数应该为的个数应该为奇数,否则出错;对于偶校验码,校验码中奇数,否则出错;对于偶校验码,校验码中“1”“1”的个数应该为偶数,否则出错。设的个数应该为偶数,否则出错。设E E奇奇为奇校验码为奇校验码出错信号,出错信号,E E偶偶为偶校验码出错信号,为为偶校验码出错信号
17、,为1 1出错,为出错,为0 0正确,则它们的表达式为正确,则它们的表达式为奇偶校验的编码电路奇偶校验的编码电路奇偶校验的编码电路奇偶校验的编码电路 例如:例如:例如:例如:字符字符“A”“A”的的ASCIIASCII码为码为41H41H,奇校验码为,奇校验码为C1HC1H,偶校验码为偶校验码为41H41H。二、奇偶校验码二、奇偶校验码69认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目二、奇偶校验码二、奇偶校验码70认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准
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