《计算机组成原理》课程电子教案（PPT课件讲稿）第二章 计算机中的信息表示

第二章计算机中的信息表示 数据信息 数值型数据 非数值型数据 控制信息一指令信息等 第一节数据信息的表示 2.1.1表示数据的大小 二进制、八进制、十六进制、二十进制 21.2表示数据的符号 原码、补码、反码 213表示小数点 定点、浮点

第二章 计算机中的信息表示 数据信息 控制信息 数值型数据 非数值型数据 指令信息等 第一节 数据信息的表示 2.1.1 表示数据的大小 二进制、八进制、十六进制、二-十进制 2.1.2 表示数据的符号 原码、补码、反码 2.1.3 表示小数点 定点、浮点

1定点表示法 无府号数0m0:m (0) (255) 111l1l原01111lll原 定点整数 (-127) (127) 10000000补011111ll补 (-128) (127) 1l1lll1原0.11l原 定点小数12 (1-2) 10000001米 (-1) (1-27)

1. 定点表示法 无符号数 定点整数 定点小数 00000000 11111111 （0） （255） 11111111 01111111 原 原 （-127） （127） 10000000 01111111 补 补 （-128） （127） 1.1111111 0.1111111 原 原 -(1-2 -7 ) (1-2 -7 ) 1.0000000 0.1111111 补 补 （-1） (1-2 -7 ) 类型

2.浮点表示法 浮点数真值:N=±R×M 浮点数机器格式:EfE1…|mMM,73 阶符阶码数符尾数 R:阶码底,隐含约定。 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1

E 浮点数真值：N = + R ×M 阶码 浮点数机器格式： Ef E1 …Em Mf M1 …Mn 阶符 数符 尾数 R：阶码底，隐含约定。 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1 2. 浮点表示法

第二节指令信息的表示 指令:指示计算机执行某类操作的信息的集合。 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 221指令格式 指令基本格式操作码θ地址码D 个 个或几个

第二节 指令信息的表示 指令：指示计算机执行某类操作的信息的集合。 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 2.2.1 指令格式 指令基本格式 操作码θ 地址码 D 一个 一个或几个

1.指令字长 建长令式王用存空 2.操作码结构 (1)定长操作码 各指令0的位置、位数固定相同。 (2)扩展操作码 各指令0的位置、位数不固定,根据需要 变化。关键在设置扩展标志

1. 指令字长 定长指令格式 变长指令格式 便于控制 （1） 定长操作码 各指令θ的位置、位数固定相同。 （2）扩展操作码 各指令θ的位置、位数不固定，根据需要 变化。 合理利用存储空间 2. 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学 个地址,每个地址占4位。 操作码地址码 87~43~0 0000XY 1110 X Y Z 三地址指令15条 1110000 1111110YZ 二地址指令15条 1110000Z 一地址指令15条 111111111110Z 10000 零地址指令16条 1111111

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~ 12 11~ 8 7 ~ 4 3 ~ 0 0000 X Y Z 1110 X Y Z ... ... ... ... 1111 0000 Y Z 1111 1110 Y Z ... ... ... ... 三地址指令 15条 二地址指令 15条 1111 1111 0000 Z 1111 1111 1110 Z ... ... ... ... 一地址指令 15条 1111 1111 1111 0000 1111 1111 1111 1111 ... ... ... ... 零地址指令 16条

(3)复合型操作码 操作码分为几部分,每部分表示一种操作。 例某机算逻指令 基本操作进位移位回送跳|操作数 3.地址结构 指令中提供的地址数< 存储单元地址码 寄存器编号 (1)指令提供地址的方式直接或间接给出 显地址方式:指令中明显指明地址。 隐地址方式地址隐含约定,不出现在指令中

（3）复合型操作码 操作码分为几部分，每部分表示一种操作。 例.某机算逻指令 3. 地址结构 0 1 2 3 4 5 6 7 8 15 基本操作 进位 移位 回送 判跳 操作数 指令中提供的地址数 存储单元地址码 寄存器编号 （1）指令提供地址的方式 显地址方式 隐地址方式 :指令中明显指明地址。 :地址隐含约定,不出现在指令中。 直接或间接给出

使用隐地址可以减少指令中的地址数,简化 地址结构。 (2)地址结构的简化 ○四地址结构指令 格式:[6DD2D3D4 功能:(D1)(02)→D3 (D4)下条指令 用指令计数器Pc指示指令地址

（2） 地址结构的简化 操作数 地址 ● 四地址结构指令 格式： 使用隐地址可以减少指令中的地址数，简化 地址结构。 θ D1 D2 D3 D4 结果 地址 下条指 令地址 功能：(D1)θ(D2) D3 (D4) 下条指令 用指令计数器PC指示指令地址

●三地址结构指令 格式:[6D1D2D3 数结果 地址 功能:(D1)2)→D3下条指令地址 (P)+1—P转移时,用转移 地址修改PG內容。 二地址结构指令 格式:[6D1D2 源/目的目的源 功能:(D1)0(D2)→D2/D1 (PC)+1一PC

●三地址结构指令 格式： 操作数 地址 θ D1 D2 D3 结果 地址 功能： 下条指令地址 转移时，用转移 地址修改PC内容。 (D1)θ(D2) D3 (PC) + 1 PC 源/目的 ●二地址结构指令 格式：θ D1 D2 目的/源 功能：(D1)θ(D2) D2/D1 (PC) + 1 PC

一地址结构指令 格式:[6D1 含约定 功能:双操作数:(D1)0(A)一A (PC)+1→PG 单操作数:θ(01)→D1 (PC)+1→Pc 零地址结构指令 “格式:[6 功能:用于堆栈或特殊指令操作

双操作数： ●一地址结构指令 格式： θ D1 隐含约定 单操作数： 功能： ●零地址结构指令 格式： (D1)θ(A) A (PC) + 1 PC θ(D1) D1 (PC) + 1 PC θ 功能：用于堆栈或特殊指令操作