軟件it網(wǎng)站建設(shè)方案,本機網(wǎng)站環(huán)境搭建,百度平臺商家app下載,成都網(wǎng)絡(luò)營銷1.機器數(shù) 機器數(shù) 是指一個數(shù)在計算機內(nèi)部的二進制表示形式數(shù)字化符號#xff1a;用 0 表示正號#xff08;#xff09;#xff0c;用 1 表示負號#xff08;-#xff09;。這個符號位通常放在二進制序列的最高位#xff08;對于定點數(shù)#xff09;。位數(shù)固定#xff1a…1.機器數(shù)機器數(shù) 是指一個數(shù)在計算機內(nèi)部的二進制表示形式數(shù)字化符號用 0 表示正號用 1 表示負號-。這個符號位通常放在二進制序列的最高位對于定點數(shù)。位數(shù)固定機器數(shù)的長度位數(shù)是固定的由計算機硬件如寄存器、ALU的位數(shù)決定。例如8位、16位、32位、64位。編碼規(guī)則多樣同一個真值根據(jù)不同的編碼規(guī)則原碼、反碼、補碼、移碼可以得到不同的機器數(shù)。表示范圍有限由于位數(shù)固定機器數(shù)能表示的范圍是有限的超出則發(fā)生溢出。例子假設(shè)用8位二進制表示整數(shù) 11 和 -11真值 11 的二進制絕對值是 1011。原碼機器數(shù)00001011 最高位0表示正后面是數(shù)值 補碼機器數(shù)00001011 正數(shù)的原、反、補碼相同真值 -11 的二進制絕對值是 1011。原碼機器數(shù)10001011 最高位1表示負后面是數(shù)值 補碼機器數(shù)11110101 符號位為1數(shù)值部分取反加1 核心機器數(shù)是真值在計算機中的“化身”是計算機存儲和運算的實際對象。2. 真值機器數(shù)對應(yīng)的實際數(shù)值3.定點表示法好的這是一個計算機組成原理中的核心基礎(chǔ)概念。我們來系統(tǒng)地解釋一下這三個緊密相關(guān)的概念。1. 真值真值是指一個數(shù)本身真實的數(shù)值也就是我們?nèi)粘Ｉ钪袝鴮懞屠斫獾臄?shù)值。它包含符號 或 -和絕對值兩部分。表示形式通常用 “”、“-” 號加絕對值表示。例子1011(十進制 11)-1011(十進制 -11)0.1011(十進制 0.6875)-0.1011(十進制 -0.6875)核心真值是原始的、未編碼的數(shù)值。計算機無法直接存儲“”和“-”號所以需要將真值轉(zhuǎn)換為機器數(shù)。2. 機器數(shù)機器數(shù)是指一個數(shù)在計算機內(nèi)部的二進制表示形式。它是將真值的符號和數(shù)值一起進行數(shù)字化編碼后的結(jié)果。它有幾個關(guān)鍵特點數(shù)字化符號用0表示正號用1表示負號-。這個符號位通常放在二進制序列的最高位對于定點數(shù)。位數(shù)固定機器數(shù)的長度位數(shù)是固定的由計算機硬件如寄存器、ALU的位數(shù)決定。例如8位、16位、32位、64位。編碼規(guī)則多樣同一個真值根據(jù)不同的編碼規(guī)則原碼、反碼、補碼、移碼可以得到不同的機器數(shù)。表示范圍有限由于位數(shù)固定機器數(shù)能表示的范圍是有限的超出則發(fā)生溢出。例子假設(shè)用8位二進制表示整數(shù)11和-11真值11的二進制絕對值是1011。原碼機器數(shù)00001011最高位0表示正后面是數(shù)值補碼機器數(shù)00001011正數(shù)的原、反、補碼相同真值-11的二進制絕對值是1011。原碼機器數(shù)10001011最高位1表示負后面是數(shù)值補碼機器數(shù)11110101符號位為1數(shù)值部分取反加1核心機器數(shù)是真值在計算機中的“化身”是計算機存儲和運算的實際對象。3. 定點表示法定點表示法是規(guī)定計算機中小數(shù)點位置固定不變的一種數(shù)據(jù)表示方法。它是機器數(shù)的一種具體組織方式。定點數(shù)主要分為兩類a) 定點整數(shù)小數(shù)點固定在最低有效位LSB之后。格式符號位 數(shù)值位純整數(shù)部分表示范圍以n位補碼為例-2^(n-1)到(2^(n-1) - 1)例子機器數(shù)000010118位定點整數(shù)補碼表示真值11。b) 定點小數(shù)小數(shù)點固定在符號位之后最高數(shù)值位之前。格式符號位. 數(shù)值位純小數(shù)部分。注意這個“.”是隱含的并不實際存儲。表示范圍以n位補碼為例-1到(1 - 2^-(n-1))例子假設(shè)機器數(shù)10110000是一個8位定點小數(shù)補碼其最高位1是符號位其后是小數(shù)部分.0110000。經(jīng)過換算它表示的真值是一個負數(shù)具體值需根據(jù)補碼規(guī)則計算。定點表示法的特點優(yōu)點硬件實現(xiàn)簡單運算速度快。早期的計算機和嵌入式系統(tǒng)中常見。缺點數(shù)值范圍與精度矛盾總位數(shù)固定的情況下整數(shù)部分位數(shù)多則范圍大但精度低小數(shù)部分位數(shù)多則精度高但范圍小。靈活性差難以同時表示非常大和非常小的數(shù)。為了克服這個缺點現(xiàn)代通用計算機普遍采用浮點表示法IEEE 754標準。核心要點對比表概念定義關(guān)注點例子負小數(shù)真值數(shù)本身的真實值符號、大小-0.6875機器數(shù)真值在計算機中的編碼符號數(shù)字化、位數(shù)固定、編碼格式10101000假設(shè)是8位補碼定點表示法小數(shù)點位置固定的表示方法小數(shù)點的隱含位置整數(shù)/小數(shù)規(guī)定10101000是定點小數(shù)符號位后即小數(shù)點簡單來說真值是現(xiàn)實定點表示法是規(guī)則機器數(shù)是遵循該規(guī)則在計算機世界里的存在形態(tài)。“小數(shù)點位置固定不變”解釋“小數(shù)點位置固定不變”并不是指計算機里真的存儲了一個小數(shù)點而是指程序員/硬件設(shè)計者在設(shè)計系統(tǒng)時事先約定好一個隱含的、統(tǒng)一的位置所有數(shù)據(jù)的小數(shù)點都對齊在這個位置上。這個“約定”體現(xiàn)在對二進制位的解釋方式上而不是存儲的位模式本身。一個生動的比喻價格標簽想象一個超市所有價格標簽都設(shè)計成4位數(shù)字的格式并且管理層規(guī)定規(guī)則A定點整數(shù)所有價格都是整數(shù)單位是“分”。小數(shù)點隱含在最后兩位數(shù)字之后。標簽0199表示01.99不對因為規(guī)則是“小數(shù)點在后”所以它表示0199.分即199分 1.99元。標簽1500表示1500.分 15.00元。這里小數(shù)點固定在整個數(shù)字的最右邊。規(guī)則B定點小數(shù)所有價格單位是“元”。小數(shù)點隱含在第一位數(shù)字之后。標簽0199表示0.199不對因為規(guī)則是“小數(shù)點在第一位數(shù)后”所以它表示0.199元即0.199元 1角9分9厘。標簽1500表示1.500元 1.5元。這里小數(shù)點固定在整個數(shù)字的最左邊符號位之后。關(guān)鍵點標簽機器數(shù)本身都是0199、1500這四位數(shù)字。數(shù)字沒有變但解釋規(guī)則不同它代表的真實價值真值就完全不同。一旦超市選定了一種規(guī)則所有標簽都必須統(tǒng)一按這個規(guī)則解讀。這個統(tǒng)一的解讀規(guī)則就是“小數(shù)點位置固定”。計算機中的具體例子假設(shè)我們有一個8位的存儲空間規(guī)定使用補碼表示。案例一定點整數(shù)小數(shù)點固定在最低位LSB之后約定最高位是符號位剩余7位是整數(shù)部分。小數(shù)點隱含在第0位最低位的右邊。機器數(shù)1000 0011如何解讀符號位1- 負數(shù)。數(shù)值部分因為是補碼負數(shù)需要轉(zhuǎn)換。000 0011是補碼形式求其原碼。補碼000 0011減1 -000 0010取反 -111 1101這是數(shù)值的絕對值二進制125。這個絕對值125是整數(shù)因為小數(shù)點固定在最后。所以真值是-125十進制。案例二定點小數(shù)小數(shù)點固定在符號位之后約定最高位是符號位它后面的7位是小數(shù)部分。小數(shù)點隱含在符號位和數(shù)值位之間。機器數(shù)1000 0011和上面案例一的二進制序列一模一樣如何解讀符號位1- 負數(shù)。數(shù)值部分小數(shù)部分補碼000 0011同樣需要轉(zhuǎn)換求原碼。得到絕對值小數(shù)部分的二進制原碼是.111 1101。將這個二進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制小數(shù).111 1101 (1/2) (1/4) (1/8) (1/16) (1/32) (0/64) (1/128) 0.5 0.25 0.125 0.0625 0.03125 0.0078125≈0.9765625所以真值 ≈-0.9765625十進制。對比總結(jié)項目案例一定點整數(shù)案例二定點小數(shù)相同的機器數(shù)1 00000111 0000011隱含小數(shù)點位置在最低位之后1 0000011 .在符號位之后1 . 0000011位模式解釋符號位 7位整數(shù)符號位 7位小數(shù)計算出的真值-125-0.9765625體現(xiàn)的“固定”系統(tǒng)中所有數(shù)都被當作符號位整數(shù)來運算系統(tǒng)中所有數(shù)都被當作符號位小數(shù)來運算