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1、第第2章运算方法和运算器章运算方法和运算器第1页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 2 页页21 数据与文字的表示方法数据与文字的表示方法211 数据格式数据格式n计算机中常用的数据表示格式有两种：计算机中常用的数据表示格式有两种：n定点格式定点格式n浮点格式浮点格式n其中：其中：定点格式容许的数值范围有限，要求的处理硬件比较简单。定点格式容许的数值范围有限，要求的处理硬件比较简单。浮点格式容许的数值范围很大，要求的处理硬件比较复杂。浮点格式容许的数值范围很大，要求的处理硬件比较复杂。第2页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二
2、章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 3 页页1定点数的表示方法定点数的表示方法n定点格式：定点格式：n约定机器中所有数据的小数点位置是固定不变的。约定机器中所有数据的小数点位置是固定不变的。n小数点不使用记号小数点不使用记号“”来表示。来表示。n原理上讲，小数点位置固定在哪一位都可以，但是原理上讲，小数点位置固定在哪一位都可以，但是通常将数据表示成纯小数通常将数据表示成纯小数或纯整数或纯整数。n若用一个若用一个n+1位字来表示一个定点数位字来表示一个定点数x，其中一位，其中一位x0用来表示数的符用来表示数的符号，其余位数代表它的量值。则：号，其余位数代表它的量值。则：n符号位符号位
3、x0放在最左位置，并用数值放在最左位置，并用数值0和和1分别代表正号和负号，这样，对于任分别代表正号和负号，这样，对于任意定点数意定点数x=x0 x1x2xn，在定点机中可表示为如下形式：，在定点机中可表示为如下形式：x0X1 x2 xn-1 xn符号符号量值（尾数）量值（尾数）第3页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 4 页页n小数点：小数点：n如果数如果数x表示的是纯小数，那么小数点位于表示的是纯小数，那么小数点位于x0和和x1之间。之间。n如果数如果数x表示的是纯整数，那么小数点位于最低位表示的是纯整数，那么小数点位于最低位xn的
4、右边的右边.n目前计算机中多采用定点纯整数表示，因此将定点数表示的运算简称目前计算机中多采用定点纯整数表示，因此将定点数表示的运算简称为为整数运算整数运算。第4页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 5 页页2浮点数的表示方法浮点数的表示方法n把一个数的有效数字和数的范围在计算机的一个存储单元中分别予以把一个数的有效数字和数的范围在计算机的一个存储单元中分别予以表示。表示。n相当于数的小数点位置随比例因子的不同而在一定范围内可以自由浮动。相当于数的小数点位置随比例因子的不同而在一定范围内可以自由浮动。n表示方法：表示方法：n在计算机中一个
5、任意进制数在计算机中一个任意进制数N可以写成可以写成NREmn其中：其中：m称为浮点数的尾数，是一个纯小数。称为浮点数的尾数，是一个纯小数。e是比例因子的指数，称为浮点的指数，是一个整数。是比例因子的指数，称为浮点的指数，是一个整数。R是比例因子的基数，对二进计数制的机器是一个常数，一般规定是比例因子的基数，对二进计数制的机器是一个常数，一般规定R为为2，8或或16。第5页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 6 页页n在机器中表示一个浮点数时：在机器中表示一个浮点数时：n一是要给出尾数一是要给出尾数用定点小数形式表示。用定点小数形式表示
6、。尾数部分给出有效数字的位数，因而决定了浮点数的表示精度。尾数部分给出有效数字的位数，因而决定了浮点数的表示精度。n二是要给出指数（二是要给出指数（阶码阶码）用整数形式表示，常称为阶码。用整数形式表示，常称为阶码。阶码指明小数点在数据中的位置阶码指明小数点在数据中的位置决定了浮点数的表示范围。决定了浮点数的表示范围。n浮点数也要有符号位。一个机器浮点数的组成：浮点数也要有符号位。一个机器浮点数的组成：阶码阶码尾数尾数符号位符号位第6页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 7 页页n为便于软件移植，按照为便于软件移植，按照IEEE754的标
7、准，的标准，32位浮点数和位浮点数和64位浮点数的标准位浮点数的标准格式如上图所示。格式如上图所示。32位的浮点数中：位的浮点数中：S是浮点数的符号位，占是浮点数的符号位，占1位，安排在最高位。位，安排在最高位。S=0表示正数表示正数S1表示负数表示负数M是尾数，放在低位部分，占用是尾数，放在低位部分，占用23位，用小数表示。位，用小数表示。小数点放在尾数域的最小数点放在尾数域的最前面前面。E是阶码，占用是阶码，占用8位，阶符采用隐含方式，即采用移码方法来表示正位，阶符采用隐含方式，即采用移码方法来表示正负指数。负指数。采用这种方式时，将浮点数的指数真值采用这种方式时，将浮点数的指数真值e变成
8、阶码变成阶码E时，应将指时，应将指数数e加上一个固定的偏移值加上一个固定的偏移值127（01111111），即），即E=e+127。第7页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 8 页页n一个规格化的一个规格化的32位浮点数位浮点数x的真值可表示为的真值可表示为x(-1)s(1.M)2E-127 eE-127 (25)n其中尾数域所表示的值是其中尾数域所表示的值是1.M。因为规格化的浮点数的尾数域最左位。因为规格化的浮点数的尾数域最左位(最高有最高有效位效位)总是总是1，故这一位经常不予存储，而认为隐藏在小数点的左边。，故这一位经常不予存储
9、，而认为隐藏在小数点的左边。n一个规格化的一个规格化的64位浮点数位浮点数X的真值为的真值为X(-1)S(1.M)2E-1023 eE-1023 (26)n若不对浮点数的表示作出明确规定，同一个浮点数的表示就不是惟一的。例若不对浮点数的表示作出明确规定，同一个浮点数的表示就不是惟一的。例如如0.5也可以表示成也可以表示成005101，5010-2等等。等等。为了提高数据的表示精为了提高数据的表示精度，当尾数的值不为度，当尾数的值不为0时，时，其绝对值应其绝对值应05，即尾数域的最高有效位应为，即尾数域的最高有效位应为1，否则要以修改阶码同时左右移小数点的办法，使其变成这一要求的表示，否则要以修
10、改阶码同时左右移小数点的办法，使其变成这一要求的表示形式，这称为浮点数的规格化表示。形式，这称为浮点数的规格化表示。第8页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 9 页页n当一个浮点数的尾数为当一个浮点数的尾数为0，不论其阶码为何值，或者当阶码的值遇到，不论其阶码为何值，或者当阶码的值遇到比它能表示的最小值还小时，不管其尾数为何值，计算机都把该浮点比它能表示的最小值还小时，不管其尾数为何值，计算机都把该浮点数看成零值，称为数看成零值，称为机器零机器零。n浮点数所表示的范围远比定点数大。浮点数所表示的范围远比定点数大。n假设机器中的数由假设机
11、器中的数由8位二进制数表示位二进制数表示(包括符号位包括符号位)：在定点机中这在定点机中这8位全部用来表示有效数字位全部用来表示有效数字(包括符号包括符号)；在浮点机中若阶符阶码占在浮点机中若阶符阶码占3位，数符尾数占位，数符尾数占5位。位。在此情况下，若只考虑正数值：在此情况下，若只考虑正数值：定点机小数表示的数的范围是定点机小数表示的数的范围是0.0000000到到0.1111111，相当于十进制数的相当于十进制数的0到到127128，浮点机所能表示的数的范围是浮点机所能表示的数的范围是2-110.0001到到2110.1111，相当于十进制数的，相当于十进制数的1128到到7.5。显然，
12、都用显然，都用8位，浮点机能表示的数的范围比定点机大得多。位，浮点机能表示的数的范围比定点机大得多。第9页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 10页页n一台计算机中究竟采用定点表示还是浮点表示，要根据计算机的使用一台计算机中究竟采用定点表示还是浮点表示，要根据计算机的使用条件来确定。条件来确定。n一般在高档微机以上的计算机中同时采用定点、浮点表示，由使用者进行选一般在高档微机以上的计算机中同时采用定点、浮点表示，由使用者进行选择。择。n而单片机中多采用定点表示。而单片机中多采用定点表示。第10页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章
13、第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 11页页第11页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 12页页3十进制数串的表示方法十进制数串的表示方法n大多数通用性较强的计算机都能直接处理十进制形式表示的数据。大多数通用性较强的计算机都能直接处理十进制形式表示的数据。n十进制数串在计算机内主要有两种表示形式：十进制数串在计算机内主要有两种表示形式：(1)字符串形式字符串形式即一个即一个字节字节存放一个十进制的数位或符号位。存放一个十进制的数位或符号位。为了指明这样一个数，需要给出该数在主存中的起始地址和位数为了指明这样一个数，需要给
14、出该数在主存中的起始地址和位数(串的长串的长度度)。主要用在非数值计算的应用领域中。主要用在非数值计算的应用领域中。(2)压缩的十进制数串形式压缩的十进制数串形式即一个字节存放两个十进制的数位。即一个字节存放两个十进制的数位。比前一种形式节省存储空间，又便于直接完成十进制数的算术运算。比前一种形式节省存储空间，又便于直接完成十进制数的算术运算。是被广泛采用的较为理想的方法。是被广泛采用的较为理想的方法。第12页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 13页页n用压缩的十进制数串表示一个数用压缩的十进制数串表示一个数占用主存连续的多个字节。占
15、用主存连续的多个字节。每个数位占用半个字节每个数位占用半个字节(即即4个二进制位个二进制位)。其值可用二其值可用二十编码十编码(BCD码码)数字符的数字符的ASCII码的低码的低4位位符号位也占半个字节并放在符号位也占半个字节并放在最低数字位之后最低数字位之后。其值选用四位编码中的六种冗余状态中的有关值，其值选用四位编码中的六种冗余状态中的有关值，如用如用12(0Ch)表示正号，用表示正号，用13(0Dh)表示负号。表示负号。在这种表示中，规定数位加符号位之和必须为偶数，当和不为偶数在这种表示中，规定数位加符号位之和必须为偶数，当和不为偶数时，应在最高数字位之前补一个时，应在最高数字位之前补一
16、个0。此时，表示一个数要占用该偶数值的一半那么多个字节。此时，表示一个数要占用该偶数值的一半那么多个字节。例如例如+123和和-12分别被表示成：分别被表示成：123c(+123)012d(-12)第13页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 14页页符号位在数字位之后。符号位在数字位之后。要指明一个压缩的十进制数串，须给出它在主存中的首地址和数字位个要指明一个压缩的十进制数串，须给出它在主存中的首地址和数字位个数数(不含不含符号位符号位)，又称位长，位长为，又称位长，位长为0的数其值为的数其值为0。十进制数串表示法的优点是：十进制数串表
17、示法的优点是：位长可变，许多机器中规定该长度从位长可变，许多机器中规定该长度从0到到31，有的甚至更长。，有的甚至更长。第14页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 15页页4自定义数据表示自定义数据表示n在传统的计算机体系结构中，用指令本身来说明操作数据的类型。在传统的计算机体系结构中，用指令本身来说明操作数据的类型。n如定点加法表示操作数是纯小数或纯整数；如定点加法表示操作数是纯小数或纯整数；n浮点加法表示操作数是浮点数；浮点加法表示操作数是浮点数；n十进制加法表示操作数是十进制加法表示操作数是BCD数。数。n自定义数据表示则用数据本
18、身来说明数据类型。自定义数据表示则用数据本身来说明数据类型。n表示形式有两种，即：表示形式有两种，即：标志符数据表示标志符数据表示描述符数据表示描述符数据表示第15页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 16页页n其中：其中：n标志符数据表示标志符数据表示要求对每一个数据都附加标志符。要求对每一个数据都附加标志符。其格式如右：其格式如右：其中：其中：标志符指明后面的数据所具有的类型。如整数、浮点数、标志符指明后面的数据所具有的类型。如整数、浮点数、BCD数、数、字符串等。字符串等。标志符数据表示的优缺点：标志符数据表示的优缺点：优点是：能
19、简化指令系统，便于程序调试和查错优点是：能简化指令系统，便于程序调试和查错缺点是：数据区域占用的存储空间增加，并使指令执行的速度减慢。缺点是：数据区域占用的存储空间增加，并使指令执行的速度减慢。标志符标志符数数 据据第16页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 17页页n描述符数据表示描述符数据表示主要用来描述多维结构的数据类型，如向量、矩阵、记录等。主要用来描述多维结构的数据类型，如向量、矩阵、记录等。其格式为：其格式为：描述符标志位部分指明这是一个数据描述符；描述符标志位部分指明这是一个数据描述符；特征标记部分指明数据的各种特征；特征
20、标记部分指明数据的各种特征；长度部分指明数组中元素个数；长度部分指明数组中元素个数；起始地址部分指明数据块的首地址。起始地址部分指明数据块的首地址。描述符标识位描述符标识位特征标记特征标记数据块长度数据块长度数据块起始地址数据块起始地址第17页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 18页页标志符与描述符表示的区别是：标志符与描述符表示的区别是：(1)标志符与每个数据相连，二者合起来存放在一个存储单元，而描述标志符与每个数据相连，二者合起来存放在一个存储单元，而描述符要和数据分开存放。符要和数据分开存放。(2)描述符表示中，先访问描述符，后
21、访问数据，至少增加一次访存。描述符表示中，先访问描述符，后访问数据，至少增加一次访存。(3)描述符是程序的一部分，而不是数据的一部分。描述符是程序的一部分，而不是数据的一部分。第18页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 19页页212 数的机器码表示数的机器码表示n在计算机中对数据进行运算操作时，为了妥善地处理好符号位的表示、在计算机中对数据进行运算操作时，为了妥善地处理好符号位的表示、运算等问题，产生了把符号位和数值位一起编码来表示相应的数的各运算等问题，产生了把符号位和数值位一起编码来表示相应的数的各种表示方法，如种表示方法，如原码
22、、补码、反码、移码原码、补码、反码、移码等。等。n为了区别一般书写表示的数和机器中这些编码表示的数，通常将前者为了区别一般书写表示的数和机器中这些编码表示的数，通常将前者称为真值，后者称为机器数或机器码。称为真值，后者称为机器数或机器码。第19页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 20页页1原码表示法原码表示法n若若定点小数：定点小数：n原码形式为原码形式为x0 x1x2xn，则原码表示的定义是：，则原码表示的定义是：n式中：式中：x原原是机器数是机器数x是真值是真值n例如：例如：x+0.1001，则则x原原=0.1001x-0.100
23、1，则则x原原1.1001第20页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 21页页n一般情况下：一般情况下：对于正数对于正数x+0.x1x2xn，则有，则有x原原=0.x1x2xn对于负数对于负数x-0.x1x2xn，则有，则有x原原1.x1x2xn对于对于0，原码机器中往往，原码机器中往往有有“+0”、“-0”之分，故有两种形式：之分，故有两种形式：+0原原0.0000-0原原1.0000n若定点整数：若定点整数：n原码形式为原码形式为x0 x1x2xnn则原码表示的定义是：则原码表示的定义是：n采用原码表示法简单易懂，但它的最大缺点是加
24、法运算复杂。采用原码表示法简单易懂，但它的最大缺点是加法运算复杂。第21页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 22页页n式中：式中：x补为机器数补为机器数x为真值为真值n例如：例如：x+0.1011，则则x补补0.1011x-0.1011，则则x补补10+x10.0000-0.10111.01012补码表示法补码表示法n在定点小数机器中在定点小数机器中n以以2为模数。为模数。n若定点小数补码形式为若定点小数补码形式为x0 x1x2xn，则补码表示的定义是：，则补码表示的定义是：第22页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运
25、算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 23页页n一般情况下，对于正数一般情况下，对于正数x=+0 x1x2xn，则有，则有x补补=0 x1x2xnn对于负数对于负数x-0 x1x2xn，则有，则有x补补10000-0 x1x2xn (mod 2)n对于对于0，在补码情况下，则有，在补码情况下，则有+0补补=-0补补=00000 (mod 2)注意，注意，0的补码表示只有一种形式。的补码表示只有一种形式。n对定点整数对定点整数n补码表示的定义是补码表示的定义是第23页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 24页页3反码表示法反码表示法n
26、所谓反码，就是二进制数的各位数码所谓反码，就是二进制数的各位数码0变为变为1，1变为变为0。n也就是说：也就是说：若若xi=1，则反码为，则反码为not(x)0若若xi0，则反码为，则反码为not(x)1n数值上面的一横表示反码的意思。数值上面的一横表示反码的意思。n在计算机中用触发器寄存数码，容易得到的。在计算机中用触发器寄存数码，容易得到的。n对定点小数对定点小数n反码表示的定义为：反码表示的定义为：n其中其中n代表数的位数。代表数的位数。n在一些文献中，这种以在一些文献中，这种以2为基数的反码又称为为基数的反码又称为“1的补码的补码”。第24页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第
27、二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 25页页n一般情况下，对于正数一般情况下，对于正数x+0 x1x2xn，则有，则有x反反0 x1x2xnn对于负数对于负数x=-0 x1x2xn，则有，则有x反反1x1x2xnn对于对于0，有，有+0反反=-0反反之分：之分：+0反反0000-0反反1111n通过反码求补码的重要公式：通过反码求补码的重要公式：x补补x反反+2-n即：若要一个负数变补码，其方法是符号位置即：若要一个负数变补码，其方法是符号位置1，其余各位，其余各位0变变1，1变变0，然后在最末位，然后在最末位(2-n)上加上加1。第25页，共45页，编辑于2022年，星期一第二
28、章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 26页页n对定点整数，反码表示的定义是对定点整数，反码表示的定义是第26页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 27页页4移码表示法移码表示法 n移码通常用于表示浮点数的阶码。由于阶码是个移码通常用于表示浮点数的阶码。由于阶码是个n位的整数，所以假位的整数，所以假定定点整数移码形式为定定点整数移码形式为x0 x1x2xn时，移码的定义是：时，移码的定义是：nx移移2n+x，2nx-2n n式中式中x移移为机器数，为机器数，x为真值。为真值。n例：若阶码数值部分为例：若阶码数值部分为5位
29、，以位，以x表示真值，则表示真值，则nx移移25+x，25x-25第27页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 28页页n例如例如n当正数当正数x+10101时：时：x移移1，10101；n当负数当负数x-10101时：时：x移移25+x=25-101010，01011。n逗号逗号表示左边一位是符号位表示左边一位是符号位。n移码中符号位移码中符号位x0表示的规律与原码、补码、反码相反。表示的规律与原码、补码、反码相反。第28页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 29页页n在数据四种
30、机器表示法中：在数据四种机器表示法中：n移码表示法主要用于表示浮点数的阶码。移码表示法主要用于表示浮点数的阶码。n目前机器中目前机器中广泛广泛采用补码表示法采用补码表示法。补码表示对加减运算十分方便补码表示对加减运算十分方便在这类机器中，数用补码表示，补码存储，补码运算。在这类机器中，数用补码表示，补码存储，补码运算。n有些机器，数有些机器，数用原码进行存储和传送，运算时改用补码用原码进行存储和传送，运算时改用补码。n还有些机器在做还有些机器在做加减法时用补码运算，在作乘除法时用原码运算加减法时用补码运算，在作乘除法时用原码运算。第29页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方
31、法和运算器运算方法和运算器(1)第第 30页页第30页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 31页页第31页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 32页页第32页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 33页页第33页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 34页页213 字符与字符串的表示方法字符与字符串的表示方法n目前国际上普遍采用的一种字符系统是七单位的目前国际上普遍采用
32、的一种字符系统是七单位的ASCII码码(美国国家美国国家信息交换标准字符码信息交换标准字符码)。n它包括：它包括：10个十进制数码个十进制数码26个英文字母个英文字母一定数量的专用符号，如一定数量的专用符号，如$，+，二等，二等，n总共总共128个元素。个元素。n二进制编码需要二进制编码需要7位，加上一个偶校验位，共位，加上一个偶校验位，共8位，刚好为一个字节。位，刚好为一个字节。n如图：如图：第34页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 35页页nASCII编码和编码和128个字符的对应关系如上表所示。表中编码符号的个字符的对应关系如上
33、表所示。表中编码符号的排列次序为排列次序为b7b6b5b4b3b2b1b0，其中，其中b7恒为恒为0，表中未给出，表中未给出，b6b5b4为高位部分，为高位部分，b3b2b1b0为低位部分。为低位部分。n可以看出，十进制的可以看出，十进制的8421码可以去掉码可以去掉b6b5b4(=011)而得到。而得到。第35页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 36页页n字符串是指连续的一串字符，通常方式下，它们占用主存中连续的多字符串是指连续的一串字符，通常方式下，它们占用主存中连续的多个字节，每个字节存一个字符。个字节，每个字节存一个字符。n当
34、主存字由当主存字由2个或个或4个字节组成时，在同一个主存字中，既可按从低位字节向个字节组成时，在同一个主存字中，既可按从低位字节向高位字节的顺序存放字符串内容，也可按从高位字节向低位字节的次序顺序高位字节的顺序存放字符串内容，也可按从高位字节向低位字节的次序顺序存放字符串内容。存放字符串内容。n这两种存放方式都是常用方式，不同的计算机可以选用其中任何一种。这两种存放方式都是常用方式，不同的计算机可以选用其中任何一种。第36页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 37页页214 汉字的表示方法汉字的表示方法1汉字的输入编码汉字的输入编码n为
35、了能直接使用西文标准键盘把汉字输入到计算机，就必须为汉字设为了能直接使用西文标准键盘把汉字输入到计算机，就必须为汉字设计相应的输入编码方法。计相应的输入编码方法。n当前采用的方法主要有以下三类：当前采用的方法主要有以下三类：n数字编码数字编码常用的是国标区位码，用数字串代表一个汉字输入。常用的是国标区位码，用数字串代表一个汉字输入。区位码是将国家标准局公布的区位码是将国家标准局公布的6763个两级汉字分为个两级汉字分为94个区，每个个区，每个区分区分94位，实际上把汉字表示成二维数组，每个汉字在数组中的下位，实际上把汉字表示成二维数组，每个汉字在数组中的下标就是区位码。区码和位码各两位十进制数
36、字，因此输入一个汉字标就是区位码。区码和位码各两位十进制数字，因此输入一个汉字需按键四次。需按键四次。例如例如“中中”字位于第字位于第54区区48位，区位码为位，区位码为5448。数字编码输入的优点是无重码，且输入码与内部编码的转换比较方便，数字编码输入的优点是无重码，且输入码与内部编码的转换比较方便，缺点是代码难以记忆。缺点是代码难以记忆。第37页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 38页页n拼音码拼音码拼音码是似汉语拼音为基础的输入方法。拼音码是似汉语拼音为基础的输入方法。但汉字同音字太多，输入重码率很高，因此按拼音输入后还必须进行
37、同但汉字同音字太多，输入重码率很高，因此按拼音输入后还必须进行同音字选择，影响了输入速度。音字选择，影响了输入速度。n字形编码字形编码字形编码是用汉字的形状来进行的编码。字形编码是用汉字的形状来进行的编码。把汉字的笔划部件用字母或数字进行编码，按笔划的顺序依次输入，就把汉字的笔划部件用字母或数字进行编码，按笔划的顺序依次输入，就能表示能表示1个汉字。个汉字。例如五笔字型编码是最有影响的一种字形编码方法。例如五笔字型编码是最有影响的一种字形编码方法。n除了上述三种编码方法之外，为了加快输入速度，在上述方法基础上，除了上述三种编码方法之外，为了加快输入速度，在上述方法基础上，发展了发展了词组输入、
38、联想输入等多种快速输入方法词组输入、联想输入等多种快速输入方法。但是都利用了键盘。但是都利用了键盘进行进行“手动手动”输入。输入。n理想的输入方式是利用语音或图像识别技术理想的输入方式是利用语音或图像识别技术“自动自动”将拼音或文本输将拼音或文本输入到计算机内，使计算机能认识汉字，听懂汉语，并将其自动转换为入到计算机内，使计算机能认识汉字，听懂汉语，并将其自动转换为机内代码表示。目前这种理想已经成为现实。机内代码表示。目前这种理想已经成为现实。第38页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 39页页2汉字内码汉字内码n汉字内码是用于汉字信息
39、的存储、交换、检索等操作的机内代码。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。n一般采用一般采用两个字节两个字节表示。表示。n为了与英文字符能相互区别，汉字机内代码中两个字节的最高位均规定为为了与英文字符能相互区别，汉字机内代码中两个字节的最高位均规定为“1”。n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。示汉字内码。3汉字字模码汉字字模码n是汉字的输出形式。是汉字的输出形式。n字模码是用点阵表示的汉字字形代码。字模码是用点阵表示的汉字字形代码。n根据汉字输出的要求不同，点阵的多少也不同。根
40、据汉字输出的要求不同，点阵的多少也不同。简易型汉字为简易型汉字为1616点阵。点阵。提高型汉字为提高型汉字为2424点阵、点阵、3232点阵，甚至更高。点阵，甚至更高。第39页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 40页页n字模点阵的信息量很大，所占存储空间也很大。字模点阵的信息量很大，所占存储空间也很大。以以1616点阵为例，每个汉字要占用点阵为例，每个汉字要占用32个字节，国标两级汉字要占用个字节，国标两级汉字要占用256K字节。字节。因此字模点阵只能用来构成因此字模点阵只能用来构成汉字库汉字库，而不能用于机内存储。，而不能用于机内存
41、储。字库中存储了每个汉字的点阵代码。字库中存储了每个汉字的点阵代码。当显示输出或打印输出时才检索字库当显示输出或打印输出时才检索字库，输出字模点阵，得到字形。，输出字模点阵，得到字形。下图示出了下图示出了“英英”字的点阵及编码。字的点阵及编码。注意，汉字的输入编码、汉字内码、字模码是计算机中用于输入、注意，汉字的输入编码、汉字内码、字模码是计算机中用于输入、内部处理、输出三种不同用途的编码，不要混为一谈。内部处理、输出三种不同用途的编码，不要混为一谈。第40页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 41页页215 校验码校验码n元件故障、噪
42、声干扰等各种因素常常导致计算机在处理信息过程中出元件故障、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。为了防止错误，可将信号现错误。为了防止错误，可将信号采用专门的逻辑线路进行编码以检采用专门的逻辑线路进行编码以检测错误测错误，甚至校正错误甚至校正错误。n通常的方法是：通常的方法是：n在每个字上添加一些校验位，用来确定字中出现错误的位置。计算机中常用在每个字上添加一些校验位，用来确定字中出现错误的位置。计算机中常用这种检错或纠错技术进行存储器读写正确性或传输信息的检验。这种检错或纠错技术进行存储器读写正确性或传输信息的检验。n我们仅介绍检错码。我们仅介绍检错码。第41页，共45页
43、，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 42页页第42页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 43页页第43页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 44页页22 逻辑门电路逻辑门电路n任何复杂的逻辑运算都可通过基本逻辑操作任何复杂的逻辑运算都可通过基本逻辑操作n“与与”、“或或”、“非非”来实现。来实现。n实现这三种基本逻辑操作的电路是三种基本逻辑门电路：实现这三种基本逻辑操作的电路是三种基本逻辑门电路：n“与与”门、门、“或或”门、门、“非非”门门(反相门反相门)。n把三种基本逻辑组合，可实现：把三种基本逻辑组合，可实现：n“与非与非”、“或非或非”、“与或非与或非”、“异或异或”、“同或同或”功能功能n把三种基本逻辑门串联组合，可形成实现：把三种基本逻辑门串联组合，可形成实现：n非门、或非门、与或非门、异或门、同或门非门、或非门、与或非门、异或门、同或门(异或非门异或非门)。第44页，共45页，编辑于2022年，星期一第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(1)第第 45页页n下图给出了这些门电路的图形符号。下图给出了这些门电路的图形符号。第45页，共45页，编辑于2022年，星期一