本文小编为大家详细介绍“计算机组成原理机器数概念与转换的方法是什么”,内容详细,步骤清晰,细节处理妥当,希望这篇“计算机组成原理机器数概念与转换的方法是什么”文章能帮助大家解决疑惑,下面跟着小编的思路慢慢深入,一起来学习新知识吧。二进制数和十进制数一样有正负之分。书写时可以用”+”和”-“来表示数据的符号,这种书写格式称为真值。例如:十进制的+3和-5,二进制的+011和-101都是真值。由于数据只有正、负两种符号,因此在计算机中很自然就采用二进制的0和1来表示数据的符号,由符号和数值一起编码表示的二进制数称为机器数或机器码。常用的机器数有原码、反码、补码和移码。例如:(这里的机器数都是原码)1,0001第一位表示符号位,1表示负数,逗号将符号位和数值位区分开,逗号后面的是数值位,0001是二进制,所以转换为十进制后,真值就是 -1;再比如 0,101表示的十进制数的真值是+5。原码就是符号化的数值,其编码规则简单直观:正数符号位用0表示,负数符号位用1表示,数值位保持不变。例如:x=+0.1101,则[x]原=0.1101;x=+1101,则[x]原=01101x= -0.1111,则[x]原=1.1111;x= -1111,则[x]原=11111原码数据表示简单直观,只需将符号位加上二进制数的绝对值即可。但原码存在两个机器0,这会给数据运算带来麻烦。另外原码的加减法运算复杂,符号位不能直接参与运算。加法运算需要“同号求和,异号求差”,减法运算需要“一号求和,同好求差”,求差时还需要先比较大小,然后用大数减去小数,最后结果的符号选择也相对复杂。显然,利用原码作为机器数在实现加减法运算方面是不方便的,原码在计算机中目前仅仅用于表示浮点数的尾码。反码又称1的补码,其符号位和原码相同,真值为正数时,反码和原码相同;真值为负数时,反码数值位为真值数值位取反。例如:x=+0.1101,则[x]反=0.1101;x=+1101,则[x]反=01101x= -0.1111,则[x]反=1.0000;x= -1111,则[x]反=10000反码的符号位和原码相同,当真值为负数时,数值位需要逐位取反。同样反码也存在+0和-0两个0.反码的加减运算较原码略简单,其符号位可以直接参与运算,加法免费云主机、域名运算直接将反码相加即可,但最高位进位要从运算结果最低位相加(循环进位)。减法运算只需要将被减数的反码加上减数负数的反码即可,同样也要采用循环进位的运算方法。但尽管如此,现代计算机中并没有采用反码进行数据表示和运算,这是因为人们找到了更好的编码——补码。计算机中的二进制数据都有字长的限制,数据最高位进位的位权值就是模数,运算结果超过模数的部分都会被自动舍弃,所以计算机二进制数据的运算属于典型的有模运算,非常适合采用补码进行表示和运算。例如:x=+0.0101,则[x]补=0.0101;x= -0.0101,则[x]补=1.1011;x= -0.0000,则[x]补=0.0000;x= -1.0000,则[x]补=1.0000;补码的表示相对原码更加复杂,但其只有唯一的0,符号位可以直接参与运算,运算时符号位的进位作为模会自动舍弃,其独特的表示方法使得减法运算可以转换成加法运算,大大方便了二进制的运算。目前计算机中普遍采用补码表示有符号整数。移码只用于定点整数的表示,通常用于表示浮点数的阶码。其编码方式是直接将真值x加一个常数偏移量。例如:x=+1010110,则[x]移=11010110;x= -1010110,则[x]移=00101010;移码具有以下特点:① 移码的符号位中0表示负数,1表示正数;② 同一数值的移码和补码除符号位相反外,其他各位相同;③ 移码中0的表示也唯一,具体表示为100000……。当原码的真值为正数时,反码的机器数就等于原码的机器数当原码的真值为负数时,反码的机器数等于原码的机器数取反(符号位不变)例如:x=+0.1101,则[x]反=0.1101;x=+1101,则[x]反=01101x= -0.1111,则[x]反=1.0000;x= -1111,则[x]反=10000当原码的真值为正数时,补码的机器数就等于原码的机器数当原码的真值为负数时,补码的机器数等于原码的机器数取反再加1(符号位不变)例如:x=+0.0101,则[x]补=0.0101;x= -0.0101,则[x]补=1.1011;x= -0.0000,则[x]补=0.0000;x= -1.0000,则[x]补=1.0000;简单来说,原码的反码加1就是补码当原码的真值为正数时,移码的机器数等于原码,但是符号位要改变当原码的真值为负数时,移码的机器数等于原码机器数取反加1(符号位取反)例如:x=+1010110,则[x]移=11010110;x= -1010110,则[x]移=00101010;简单来说,原码的补码数值位不变,符号位取反就是移码读到这里,这篇“计算机组成原理机器数概念与转换的方法是什么”文章已经介绍完毕,想要掌握这篇文章的知识点还需要大家自己动手实践使用过才能领会,如果想了解更多相关内容的文章,欢迎关注云技术行业资讯频道。
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