微机原理教案3

《微机原理教案3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机原理教案3（30页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、单击以编辑,母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,码制,原码、反码与补码,第三讲 计算机中的数制和码制,主要内容,一、机器数与真值,二、无符号数与有符号数,三、有符号数的表示,原码,反码,补码,一、机器数与真值（,1,）,真值：,实际的数值（包括正负号）叫做,真值,。,如,：,+35,，,-1001110,B,，,-100101B,一、机器数与真值（,2,）,机器数,：,机器数,：数在计算机中的表示；,在计算机中，数只能用二进制表示，符号也用二进制数位表示；,是存放在寄存器或储存单元中的。,例如：,10000111,，,11001001,，,01100011

2、,二、无符号数与有符号数,无符号数：,全部二进制均代表数值，没有符号位。,有符号数：,用最高位作为符号位，“,0”,代表“,+”,，“,1”,代表“,-,”,；其余数位用作数值位，代表数值。,如：,+35,化为有符号机器数,+,35,+,100011,B,0100011,转换为,二进制,化成有符号数,（,00100011,）,（,0000000000100011,）,8位,16,位,三、有符号数的表示,原码,反码,补码,1,、原码,真值用二进制表示后，数的数值部分不变，在符号位上用“,0”,和“,1”,分别表示数的符号“,+”,和“,-,”,。,X,的原码一般表示为,X,原,如,:,+,100

3、1001,-,1100100,01001001,11100100,x,x,原,2,、反码,正数,的反码：与原码相同；,负数,的反码：符号位为“,1”,，数值位按位取反。,X,的反码一般表示为,X,反,如：,+,1001001,-,1100100,01001001,10011011,x,x,反,3,、补码,引入补码的目的,引入的思路,补码,的求法,补码的作用与效果,几点说明,溢出,补码,引入补码的目的,将加、减运算简化为单纯的相加运算，以便于在计算机中实现各种运算,。,补码,引入的思路（,1,）,由钟表拨表针的方法得到启示；,例如：把表上的,8,点钟改为,6,点钟,方法二：,顺时针拨,10,格,

4、方法一：,反时针拨,2,格,补码,引入的思路（,2,）,拨针方法小结：,8,-,2,=6,8+,10,=6,思考,：为什么会出现这种现象？计算机中是否也有这种现象？,(,表盘是圆的，可循环计时。,),方法二：,顺时针拨,10,格,方法一：,反时针拨,2,格,补码,引入的思路（,3,）,计算机储存一个数也有与钟表相同的特点：,循 环 计 数,因此对于计算机，要计算像,8,-,2,这样的减法式子，也可以化为加法形式来进行。,思考,：在计算机中,8,-,2,是否也可以化为,8+10,？,如果不行，那么应化为什么样的式子？,补码,引入的思路（,4,）,不同之处,：,表计时的最大数是,12,计算机计数的

5、最大数不是,12,（,思考,：那么是多少呢？）,我们把这个数称为,模,计算机的模与字长有关。,8,位机的模是,2,8,=256,n位,模,=12,模,=,2,n,补码,引入的思路（,5,）,观察钟表拨针的两种方法：,8,-,2,=6,8+,10,=6,我们可以看出，减去一个数,a,相当于加上（,模,-,a,）,一样，而在计算机中也有相同情况。,在,8,位字长的计算机中，减去一个数,a,相当于加上（,2,8,-,a,）,一样。,我们称（,2,8,-,a,）为,a,的,补数,，其二进制表示形式称为,补码,。,补码,补码的求法（,1,）,正数：与原码相同；,负数,：“,求反加一,”,例：,x=+10

6、01100B,，,则,x,补,=01001100,B=x,原,x=,-,1001100B,，则,x,补,=10110100,B,x=,-,1001100,时，,x,补,=2,8,-,1001100B,=256,-,1001100B,=255,-,1001100B+1,=11111111B,-,1001100B+1,=10110100B,11111111,01001100,10110011,1,10110100,求反,加,1,补码,补码的求法（,2,）,对于负数的补码求法，还有另一个更快速的办法：,符号位为,1,，真值中最后一个,1,以前的各位按位求反，而最后一个,1,及其后的,0,保持不变。,

7、11111111,01001100,10110011,1,10110100,符号位为,1,按位求反,最后一个,1,及其后的,0,不变,补码,补码的求法（,3,）,课堂练习,1,、求出下列各数的补码（,8,位）,(1),67,(2)+1011001B,(3),45,10111101,01011001,11010011,补码,补码的作用与效果,用补码表示计算机中的数后，加减运算均可统一为加法。,例：,设,x=+0000111,y=+0000100,计算式子：,x,y,(,先算出,x,补,=00000111,-,y,补,=,11111100,x,y=x+(,-,y),),+,00000011,1,自

8、然丢失,补码运算：,00000111,x,补,11111100,-,y,补,x-y,补,手工验算：,0000111,0000100,-,0000011,x,y,x-y,补码,几点补充说明（,1,）,微机内部，带符号数均用补码表示。,采用补码进行运算后，结果也是补码，欲得真值，需作转换。,转换方法,0,开头：将,0,换成“,+”,号，其余数位不变。,1,开头：,1,换成“,-,”,号，其余,方法,1,:,减,1,求反,方法,2,:,求反加,1,补码,几点补充说明（,2,）,如果已知,x,的,补码,x,补,，则求,-,x,补,的方法是：,对,x,补,连同符号位一起求反加,1,例：,已知,+35,的

9、补码是,00100011,，,则,-35,补,=11011101,补码,几点补充说明（,3,）,用补码运算时符号位也参与运算，有符号数与无符号数的运算是兼容的。,例：,10000110,00011010,+,10100000,二进制数相加,-,122,26,+,-,96,134,26,+,160,看成无符号数,看成补码,出现问题,错误的结果：,11001011,10010001,01011100,-,0110101,-,1101111,+,-,53,-,111,+,+92,+1011100,-,164,思考：为什么出现了错误？,补码,溢出,刚才出现的问题叫做,“,溢出,”,；,溢出的原因：,运

10、算结果超出了可表示的有符号数的范围。,溢出只会出现在两个同号数相加或两个异号数相减的情况下。,思考：如何判别溢出与正常进位？,补码,溢出的判别,(1),方法一：转换为真值，判断是否超出数值表示范围。,方法二：根据最高位的进、借位情况进行判断。,溢出：,“,有进无出,”,或,“,无进有出,”,正常：,“,有进有出,”,或,“,无进无出,”,补码,溢出的判别,(2),10010011,10101101,/-,图,c,无进有出,00010011,01101101,/-,图,d,有进无出,溢出,溢出,10010011,11101101,/-,10010011,01001101,/-,图,a,有进有出,

11、图,b,无进无出,正常,正常,补码,溢出的判别,(3),课堂练习,1,、请判断下列,8,位补码的运算是否会产生溢出？,11001001,11100111,10110000,有进有,出，无溢出,01100011,01001010,10101101,有,进无出，溢出,补 码,小 结,真值,机器数,无符号数,有符号数,原码,反码,补码,补码的求法,由补码求真值的方法,已知,x,补,求,-,x,补的方,法,补码的作用,溢出,END,0,0,0,0,0,0,0,0,7,6,5,4,3,2,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,2,255,0,循环计数,