计算机组成原理与汇编语言程序设计第2章.ppt

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1、计算机组成原理与汇编语言程序设计（第2版）徐洁俸远桢主编第2章第2章计算机中的信息表示数据信息指令信息数值型数据非数值型数据产生控制信号的基本依据第1节数据型数据的表示2.1.1进位计数制要求掌握二进制数、八进制数、十六进制数、十进制数之间的相互转换。2.1.2带符号数的表示1、真值与机器数机器数：在计算机中使用的连同数符一起数码化的数。真值：正负号加绝对值表示的数值。常用的机器数表示形式有原码、补码和反码。例如：设机器字长为8位，有如下真值的原、补、反码真值x[x]原[x]补[x]反110100001101000011010000110100000000000000000

2、00000000-0100000000000000011111111-1101100011011111001111110010无符号整数定点整数定点小数00000000～111111110～25511111111～01111111原原-127～127补10000000～01111111补-128～1271.1111111～0.1111111原原-(1-2-7)～(1-2-7)1.0000000～0.1111111补补-1～(1-2-7)12-72.1.3定点数与浮点数1、定点数设机器字长8位，则一些定点数的表示范围如下：分辨率E浮点数真值：N=+R×M浮点数机器格式：阶码M

3、sEsE1…EkM1…Mn尾数阶符数符R：阶码底，隐含约定，与尾数基数相同。E：阶码，为定点整数，补码或移码表示。其位数决定数值范围；阶符表示数的大小。M：尾数，为定点小数，原码或补码表示。其位数决定数的精度；数符表示数的正负。尾数规格化：1/2≤M＜1最高有效位绝对值为12、浮点数（1）典型浮点数格式Ms：尾数的符号位，也是整个浮点数的符号位。（2）表示范围表示范围：-231～231(1-2-9)例：某规格化浮点数用补码表示，其中阶码6位，含1位阶符；尾符1位，尾数9位。阶符1位，阶码k位，补码表示，以2为底；数符1位，尾数n位，补码表示，规格化。绝对值最大浮点负数：最大

4、浮点正数：最小浮点正数：阶码为最大数：2-1k尾数为绝对值最大的负数：-1尾数为最大数：阶码为最大数：2-1k1-2-n阶码为最小数：-2k尾数为最小正数：2-1最小绝对值：2-33（3）实用浮点数格式IEEE754标准的32位浮点数格式为：阶码S尾数数符313023220阶码：8位以2为底，阶码=阶码真值+127。尾数：23位，采用隐含尾数最高位1的表示方法，实际尾数24位，尾数真值=1+尾数S：数符，0正1负。这种格式的非0浮点数真值为：（-1）2（1+尾数）S阶码-127（3）实用浮点数格式例如：试将-（0.11）用IEEE短实数浮点格式表示出来。阶码S尾

5、数数符313023220阶码：阶码=阶码真值+127=-1+127=126=（01111110）尾数：为0.10002解：-（0.11)=-（1+0.1）22-1数符：为12该浮点代码为1,01111110,1000阶码8位尾数23位第2节字符的表示2.2.1ASCII码美国国家信息交换标准代码，简称ASCII码。0~9共10个数字字符：30H~39H26个大写英文字母：41H~5AH一些通用符号和控制符号128个ASCII码字符包括通常一个字符的ASCII码占用主存一个字节单元，字符序列则占用连续的主存单元。26个小写英文字母：61H~7AH第3节指令信息的表示指令

6、：指示计算机执行某种操作的信息的集合。本节主要讨论：一般指令格式常用寻址方式面向用户指令类型2.3.1指令格式指令基本格式操作码地址码1、指令中的基本信息：操作码，操作数地址，操作结果地址，下一条指令地址操作数地址和操作结果地址2、地址结构使用隐地址可以减少指令中的地址数，简化地址结构。（1）三地址指令格式：操作数地址OPA1A2A3结果地址下条指令地址功能：转移时，用转移地址修改PC内容。(A1)OP(A2)A3(PC)+nPC目的地址（2）二地址指令格式：OPA1A2源地址功能：(A1)OP(A2)A1(PC)+nPC双操作数：（3）一地址指令格式：OPA隐含约定单操作

7、数：功能：(AC)OP(A)AC(PC)+nPCOP（A）A(PC)+nPC（4）零地址指令格式：OP这种指令不含操作数，有两种可能：不需要操作数的指令；所需操作数都是隐含指定。（1）固定长度操作码各指令操作码的位置、位数固定相同。（2）可变长度操作码各指令操作码的位置、位数不固定，根据需要变化。3.操作码结构关键在设置扩展标志。例：指令字长16位，可含有3、2、1或0个地址，每个地址占4位。操作码地址码15~1211~87~43~00000XYZ1110XYZ............11110000YZ111