第一章 补充材料2.ppt
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1、第一章补充材料第一章补充材料2 计算机中数的表示和编码计算机中数的表示和编码内容内容:一、一、N进制数进制数1N进制数的表示法进制数的表示法2N进制数与十进制数的转换进制数与十进制数的转换3二进制与十六进制数的转换二进制与十六进制数的转换二、二进制数和十六进制数运算二、二进制数和十六进制数运算 1算术运算算术运算2逻辑运算逻辑运算三、计算机内数的表示三、计算机内数的表示1无符号数无符号数2带符号数带符号数(1)求补运算求补运算(2)补码补码(3)补码的真值计算)补码的真值计算(4)用补码表示带符号数的意义)用补码表示带符号数的意义38位、位、16位数的表示范围位数的表示范围4进位、借位、溢出的
2、判断进位、借位、溢出的判断四、二进制编码四、二进制编码ASCII(美国标准信息交换码美国标准信息交换码)1第一章补充材料第一章补充材料2 计算机中数的表示和编码计算机中数的表示和编码一、一、N进制数进制数二、二、二进制数和十六进制数运算二进制数和十六进制数运算三、三、计算机内数的表示计算机内数的表示四、四、二进制编码二进制编码2一、一、N进制数进制数1N进制数的表示法进制数的表示法2N进制数与十进制数的转换进制数与十进制数的转换3二进制与十六进制数的转换二进制与十六进制数的转换31.N进制数的表示法进制数的表示法l 十进制数十进制数 基数基数10,遵循逢遵循逢10进位进位数码数码10个态个态:
3、0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 如:如:(123.5)10 或或123.5D 或或 123.5数值大小计算数值大小计算:123.5 =1 102 +2 101 +3 100 +5 10-14l N进制数进制数基数基数N,遵循逢遵循逢N进位进位数码数码N个个:0,1,2,、,N-1数值大小计算数值大小计算:(AnAn-1、A0.A-1A-2、A-m)N=An Nn+An-1 Nn-1+、+A1 N1+A0N0+A-1 N-1+A-2 N-2+、+A-m N-m对于任意进制对于任意进制:N=A i N iN进制数有二个要素:进制数有二个要素:(基数基数,位权位权.)R 基数基数,逢逢R进一
4、进一N i 位权位权5l二进制数二进制数基数基数2 ,遵循逢遵循逢2进位进位数码数码2个个:0,1 二进制数二进制数数值大小计算:数值大小计算:(1011011)2 或或 1011011 B=1 25+0 24+1 23+1 22+0 21+1 20 +1 2-1 =455D二进制数二进制数 十进制数十进制数 6l 十六进制数十六进制数 基数基数16 ,遵循逢遵循逢16进位进位 数码数码16个个:0,1,、,、,9,A,B,C,D,E,F十六进制数十六进制数数值大小计算:数值大小计算:(BF3C8)16 或或 BF3C8 H=11 163+15 16 2+3 161+12 160+8 16-1
5、=489565D十六进制数十六进制数 十进制数十进制数 十六进制数十六进制数ABCDEF十进制数十进制数10111213141572.N进制数与十进制数的转换进制数与十进制数的转换(1)N进制数进制数 十进制数十进制数 (按表示法展开按表示法展开)方法方法:与数值大小计算过程相同。与数值大小计算过程相同。例:例:1011011 B =1 25+0 24+1 23+1 22+0 21 +1 20+1 2-1 =455 D BF3C8 H =11 163+15 16 2+3 161+12 160+8 16-1 =489565D8(2)十进制数十进制数 N进制数进制数用除法和乘法完成用除法和乘法完成
6、 整数部分:除整数部分:除N取余,商零为止,结果先低后高取余,商零为止,结果先低后高 小数部分:乘小数部分:乘N取整,到零为止,结果先高后低取整,到零为止,结果先高后低位数取决于要求精度位数取决于要求精度或或9整数部分:除整数部分:除N取余,商零为止,结果先低后高取余,商零为止,结果先低后高例例1 十进制数十进制数 二进制数二进制数125.125D 二进制数二进制数 2 125 取余取余 2 62 1 低位低位 2 31 0 2 15 1 2 7 1 2 3 1 2 1 1 0 1 高位高位 先低后高先低后高,故:故:125D=111 1101B商为商为 010小数部分:乘小数部分:乘N取整,
7、到零为止,结果先高后低取整,到零为止,结果先高后低(即乘(即乘2取整取整法,位数取决于要求精度)法,位数取决于要求精度)取整取整 0.125 2=0.25 0 高位高位 0.25 2=0.5 0 0.5 2=1.0 1 低位低位 先高后低先高后低,故故:0.125D=0.001B将整数部分和小数部分结合起来,将整数部分和小数部分结合起来,故:故:125.125D=111 1101.001B(0.613)10 2=1.226 k-1=1(0.226)10 2=0.452 k-2=0 (0.452)10 2=0.904 k-3=0 (0.904)10 2=1.808 k-4=1(0.1001)2=
8、(0.5625)10(0.808)10 2=1.616 k-5=1(0.10011)2=(0.609375)10(0.616)10 2=1.232 k-6=1 (0.613)10=(0.1001)2 k-7=0小数为小数为 011例例2 十进制数十进制数 十六进制数十六进制数 125.125D 十六进制数十六进制数12整数部分:除整数部分:除N取余,商零为止,结果先低后高取余,商零为止,结果先低后高 16 125 取余取余 16 7 13 低位低位 0 7 高位高位 故:故:125D=7DH 小数部分:乘小数部分:乘N取整,到零为止,结果先高后低取整,到零为止,结果先高后低 取整取整 0.12
9、5 16=2.0 2 故:故:0.125D=0.2H将整数部分和小数部分结合,将整数部分和小数部分结合,125.125D=7D.2H小数为小数为 0商为商为 013若小数部分永不为零,可取近似值。若小数部分永不为零,可取近似值。例例 0.7 D =?H 0.7 16=11.2 0.2 16=3.2 0.2 16=3.2故故 0.7 D =0.B333 H143.二进制数与十六进制数的转换二进制数与十六进制数的转换(1)二进制数与十六进制数间的关系二进制数与十六进制数间的关系(2)二进制数二进制数 十六进制数十六进制数(3)十六进制数十六进制数 二进制数二进制数 (4)二进制数二进制数 BCD数
10、数15(1)二进制数与十六进制数间的关系二进制数与十六进制数间的关系 十六进制数的基数十六进制数的基数 16=24 1位十六进制数对应位十六进制数对应4位二进制数位二进制数16(2)二进制数二进制数 十六进制数十六进制数方法:方法:以小数点为基准,分别向左和向右每以小数点为基准,分别向左和向右每4位划为一组,位划为一组,不足不足4位用位用0补,每一组用其对应的十六进制数代替。补,每一组用其对应的十六进制数代替。例:例:11110.01B=0001 1110.0100 B =1 E.4 H1111101.001B=0111 1101.0010 B =7 D.2 H 17(3)十六进制数十六进制数
11、 二进制数二进制数 方法:方法:将每位十六进制数用其对应的将每位十六进制数用其对应的4位二进制数代替即可。位二进制数代替即可。例例:1E.4H=0001 1110.0100B=11110.01B7D.2H=0111 1101.0010B=111 1101.001B18 十进制数与二进制数之间的转换需计算,不直观;十进制数与二进制数之间的转换需计算,不直观;l 二进制表示的数位多不便于书写、阅读;二进制表示的数位多不便于书写、阅读;l 十六进制数与二进制数间转换方便、直观,十六进制数与二进制数间转换方便、直观,相对于二进制数,十六进制数书写、阅读相对方便。相对于二进制数,十六进制数书写、阅读相对
12、方便。思考:思考:计算机采用二进制形式表示数据和指令,计算机采用二进制形式表示数据和指令,在书写,显示上在书写,显示上引进十六进制的意义引进十六进制的意义是什么?是什么?计算机内部使用十六进制吗?计算机内部使用十六进制吗?19D:DEBUG ;进入进入DEBUG R ;显示各寄存器内容显示各寄存器内容AX=0000 BX=0000 CX=0000 DX=0000 AX=0000 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000DS=1271 ES=1271 SS=1271
13、 CS=1271 IP=0100DS=1271 ES=1271 SS=1271 CS=1271 IP=0100NV UP EI PL NZ NA PO NCNV UP EI PL NZ NA PO NC1271:0100 B83412 MOV AX,12341271:0100 B83412 MOV AX,1234 D 0:0 ;显示内存显示内存07Fh单元的单元的内容内容0000:0000 90000:0000 9E 0F C9 D8 65 04 70 00-16 00 13 08 65 04 70 00 E 0F C9 D8 65 04 70 00-16 00 13 08 65 04 70
14、00 0000:0010 65 04 70 00 54 FF 00 F0-58 7F 00 F0 F5 E7 00 F00000:0010 65 04 70 00 54 FF 00 F0-58 7F 00 F0 F5 E7 00 F00000:0020 00 00 00 D0 28 00 13 08-6F EF 00 F0 6F EF 00 F00000:0020 00 00 00 D0 28 00 13 08-6F EF 00 F0 6F EF 00 F00000:0030 6F EF 00 F0 6F EF 00 F0-9A 00 13 08 65 04 70 000000:0030 6F
15、 EF 00 F0 6F EF 00 F0-9A 00 13 08 65 04 70 000000:0040 07 00 70 D0 4D F8 00 F0-41 F8 00 F0 07 25 61 FD0000:0040 07 00 70 D0 4D F8 00 F0-41 F8 00 F0 07 25 61 FD0000:0050 39 E7 00 F0 40 02 5C 02-2D 04 70 00 28 0A 5C 030000:0050 39 E7 00 F0 40 02 5C 02-2D 04 70 00 28 0A 5C 030000:0060 A4 E7 00 F0 2F 00
16、 D4 08-6E FE 00 F0 04 06 5C 030000:0060 A4 E7 00 F0 2F 00 D4 08-6E FE 00 F0 04 06 5C 030000:0070 1D 00 00 D0 A4 F0 00 F0-22 05 00 00 34 12 00 C00000:0070 1D 00 00 D0 A4 F0 00 F0-22 05 00 00 34 12 00 C020(4)二进制数二进制数 BCD数数 BCD数:数:常用常用8421码,每一位码,每一位十进制数十进制数用用四位二进制编码表示。四位二进制编码表示。1 1 1 1B 9D1001BCD 8 4 2
17、 1码码10D 0001 0000BCDBCD码与二进制数之间转换没有直接关系,码与二进制数之间转换没有直接关系,必须先转换成十进制必须先转换成十进制,然后转换成二进制。然后转换成二进制。例:例:1111111B=255D=0010,0101,0101BCD0010,0101,0101BCD255D=1111 1111B21 十进制十进制 二进制二进制 八进制八进制 十六进制十六进制 BCD 0 0 0 0 01 01 1 1 12 10 2 2 103 11 3 3 114 100 4 4 1005 101 5 5 1016 110 6 6 1107 111 7 7 1118 1000 10
18、 8 10009 1001 11 9 100110 1010 12 A 1000011 1011 13 B 1000112 1100 14 C 1001013 1101 15 D 1001114 1110 16 E 1010015 1111 17 F 1010116 10000 20 10 10110。11 。12 。(255)D 11111111B 377Q FFH (10,0101,0101)BCD看一下常用的几种数制写法:八位二进制数看一下常用的几种数制写法:八位二进制数22二、二进制数和十六进制数运算二、二进制数和十六进制数运算1.算术运算算术运算二进制数和十六进制数加、减、乘、除二进
19、制数和十六进制数加、减、乘、除,与十进制数类似与十进制数类似2.逻辑运算逻辑运算 二进制数运算,与、或、非、异或,特点:按位进行二进制数运算,与、或、非、异或,特点:按位进行231.1.算术运算算术运算(1)二进制数二进制数 加法加法 逢逢2进进1 减法减法 借借1为为28位运算器:参加运算的数及结果均以位运算器:参加运算的数及结果均以8位表示位表示,最高位产生的进位或借位在最高位产生的进位或借位在8位运算器中不保存,位运算器中不保存,而将其保存到标志寄存器中而将其保存到标志寄存器中 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 +1 0 0 0 1 1 1 1 -1 0 1
20、 0 0 1 0 1 进位进位 1 1 1 1 1 1 1 借位借位 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1例例 二进制运算二进制运算 (以以8位运算器为例)位运算器为例)24(2)十六进制数十六进制数 加法加法 逢逢16进进1 减法减法 借借1为为16 B 5 H 4 4 H +8 F H -A 5 H 进位进位 1 1 借位借位 1 1 4 4 H 9 F H例例 十六进制运算十六进制运算 1 0 1 1 0 1 0 1 B 0 1 0 0 0 1 0 0 B +1 0 0 0 1 1 1 1 B -1 0 1 0 0 1 0 1 B 进
21、位进位 1 1 1 1 1 1 1 借位借位 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 B 1 0 0 1 1 1 1 1 B结果与二进制计算相同:结果与二进制计算相同:25三、计算机内数的表示三、计算机内数的表示1无符号数无符号数2带符号数带符号数(1)求补运算求补运算(2)补码补码(3)补码的真值计算补码的真值计算(4)用补码表示带符号数的意义用补码表示带符号数的意义38位、位、16位数的表示范围位数的表示范围4进位、借位、溢出的判断进位、借位、溢出的判断261.无符号数无符号数 二进制数的各位均表示数值大小,最高位无符号意义。二进制数的各位均表示数值大小,最高位无符号意
22、义。例例 1111 0000 B=F0H=1516=240D 1001 0001 B=91H=916+1=145 D 应用场合:应用场合:处理的数全是正数时,如表示地址的数处理的数全是正数时,如表示地址的数272.带符号数带符号数l 数有正、负数有正、负 带符号数带符号数 通常数的最高位为符号位,对于字长通常数的最高位为符号位,对于字长8位机器数:位机器数:D7为符号位为符号位:0表示表示“+”,1表示表示“”。符号数码化了。符号数码化了。D6D0为数字位。为数字位。如如:X=(01011011)2=+91 X=(11011011)2=-91连同符号位在一起作为一个数称为机器数,连同符号位在一
23、起作为一个数称为机器数,机器数的数值称为的真值。机器数的数值称为的真值。如如:N1=+1011011 N2=-1011011 为真值为真值 0 1011011 1 101 1011 为机器数为机器数符号数码化了符号数码化了,对数据进行运算时,对数据进行运算时,符号位应如何处理?符号位应如何处理?把符号位和数值位一起编码:原码,反码,补码。把符号位和数值位一起编码:原码,反码,补码。28l 在计算机中符号也用二进制数表示在计算机中符号也用二进制数表示 把符号位和数值位一起编码:原码,反码,补码。把符号位和数值位一起编码:原码,反码,补码。原码原码:正数符号位用正数符号位用“0”表示,负数符号用表
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