西安邮电大学计算机学院微型计算机原理课件 第2章（1）.pptVIP

二进制数据在计算机内存中的表示 注意：十六进制计数法是为了克服二进制计数法书写麻烦而引入的一种进位计数制；在编写汇编语言源程序时，如果一个十六进制数的最高位为A?F中的一个数字符号时，该数前面必须加0，以与变量名区别；不论数据以什么数制表示，最终在计算机内部都将以二进制形式表示。 ADD AL, 10 ADD AL, 0AH ADD AL, 设这三条汇编语言指令中的源操作数都是无符号数，虽然它们在汇编语言指令中是以不同的数制表示，但其对应的实际上是同一条机器指令。 请看例子（21.asm） 带符号数(机器数)的表示举例 设下面指令中源操作数是有符号数,查看它们在指令(也就是在计算机)中是如何表示的. ADD AL,-10 ADD AL,-0001010B ADD AL, -0AH ADD AL,-128 ADD AL,-0 ADD AL, +0 见例22.asm 可以看出，8位二进制原码表示数的范围为-127?+127，16位二进制原码表示数的范围为-32767?+32767；“0”的原码有两种表示法示+0示-0。 原码表示法简单直观，且与真值的转换很方便，但不便于在计算机中进行加减运算。如进行两数相加，必须先判断两个数的符号是否相同。如果相同，则进行加法运算，否则进行减法运算。如进行两数相减，必须比较两数的绝对值大小，再由大数减小数，结果的符号要和绝对值大的数的符号一致。按上述运算方法设计的算术运算电路很复杂。因此，计算机中通常使用补码进行加减运算，这样就引入了反码表示法和补码表示法。 2. 反码 设数x的反码记作[x]反，如机器字长为n，则反码定义如下： 正数的反码与其原码相同。例如，当机器字长n=8时： [+0]反=[+0]原 [+127]反=[+127]原 当机器字长n=16时： [+8]反=[+8]原=0000000000001000B [+127]反=[+127]原=0000000001111111B 负数的反码是在原码基础上，符号位不变（仍为1），数值位按位取反。例如，当机器字长n=8时： [-0]反=(28-1)-0 [-127]反=(28-1)-127 反码表示数的范围是：8位二进制反码表示数的范围为 -127?+127，16位二进制反码表示数的范围为-32767?+32767；“0”的反码有两种表示法示+0示-0。 3. 补码 设数x的补码记作[x]补，如机器字长为n，则补码定义如下： 正数的补码与其原码、反码相同。例如，当机器字长n=8时： [+8]补=[+8]反=[+8]原 [+127]补=[+127]反=[+127]原 当机器字长n=16时： [+8]补=[+8]反=[+8]原=0000000000001000B [+127]补=[+127]反=[+127]原=0000000001111111B 负数的补码是在原码基础上，符号位不变（仍为1），数值位按位取反，末位加1；或在反码基础上末位加1。例如，当机器字长n=8时： [-8]原 [-127]原 [-8]反 [-127]反 [-8]补=28-8 [-127]补=28-127 可以看出，8位二进制补码表示数的范围为-128?+127，16位二进制补码表示数的范围为-32768?+32767。8位二进制数的原码、反码和补码如表2.1所示。 表2.1 8位二进制数的原码、反码和补码表 ? 二进制数 ? 无符号十进制数 带 符 号 数 原码 反码 补码 0000 0000 0000 0001 0000 0010 ? 0111 1110 0111 1111 1000 0000 1000 0001 ?? 1111 1101 1111 1110 1111 1111 0 1 2 ?? 126 127 128 129 ?? 253 254 255 +0 +1 +2 ? +126 +127 -0 -1 ? ? -125 -126 -127 +0 +1 +2 ? +126 +127 -127 -126 ?? -2 -1 -0 +0 +1 +2 ? +126 +127 -128 -127 ?? -3 -2