通信專業(yè)綜合能力計(jì)算機(jī)中表示的數(shù)據(jù)

6.3.2 計(jì)算機(jī)中表示的數(shù)據(jù)

計(jì)算機(jī)中表示的數(shù)據(jù)分為兩大類，即數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)（符號(hào)數(shù)據(jù)）。

數(shù)值數(shù)據(jù)用來表示數(shù)量的多少，它包括定點(diǎn)小數(shù)、整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)和十進(jìn)制數(shù)串4種類型。它們通常都帶有表示數(shù)值正負(fù)的符號(hào)位。

非數(shù)值數(shù)據(jù)（符號(hào)數(shù)據(jù)）則用于表示一些符號(hào)標(biāo)記，如英文字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)、漢字、圖形、語(yǔ)言信息等。由于在計(jì)算機(jī)中，這些數(shù)據(jù)都是用二進(jìn)制編碼的，所以，這里提到的數(shù)據(jù)的表示，實(shí)質(zhì)上是它們?cè)谟?jì)算機(jī)中的組成格式和編碼方法。

1.數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼

數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)用二進(jìn)制編碼表示，常用的編碼有原碼、反碼和補(bǔ)碼。這里僅介紹帶符號(hào)整數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼，并設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為8位。

(1)機(jī)器數(shù)與真值

通常，將表示一個(gè)數(shù)值數(shù)的機(jī)內(nèi)編碼稱為機(jī)器數(shù)，而它所代表的實(shí)際值稱為機(jī)器數(shù)的真值。

對(duì)于帶符號(hào)數(shù)，在機(jī)器中通常用較高位代表符號(hào)位，0表示正，1表示負(fù)。

　　(2)定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)

①設(shè)備限制機(jī)器數(shù)所表示數(shù)的范圍在計(jì)算機(jī)中，一般用若干個(gè)二進(jìn)制位表示一個(gè)數(shù)或一條指令，把它們作為一個(gè)整體來處理、存儲(chǔ)和傳送。這種作為一個(gè)整體來處理的二進(jìn)制位串，稱為計(jì)算機(jī)字。表示數(shù)據(jù)的字稱為數(shù)據(jù)字，表示指令的字稱為指令字。

②定點(diǎn)數(shù)計(jì)算機(jī)中運(yùn)算的數(shù)有整數(shù)也有小數(shù)，如何確定小數(shù)點(diǎn)的位置呢？通常有兩種約定：一種是規(guī)定小數(shù)點(diǎn)的位置固定不變，這時(shí)的機(jī)器數(shù)稱為定點(diǎn)數(shù)；另一種是小數(shù)點(diǎn)的位置可以浮動(dòng)，這時(shí)的機(jī)器數(shù)稱為浮點(diǎn)數(shù)。

③浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)表示法就是小數(shù)點(diǎn)在數(shù)中的位置是浮動(dòng)的。在以數(shù)值計(jì)算為主要任務(wù)的計(jì)算機(jī)中，由于定點(diǎn)表示法所能表示的數(shù)的范圍太窄，不能滿足計(jì)算問題的需要，因此就要采用浮點(diǎn)表示法。在同樣字長(zhǎng)的情況下，浮點(diǎn)表示法能表示的數(shù)的范圍擴(kuò)大了。

(3)原碼、反碼、補(bǔ)碼

①原碼表示法

原碼表示法是機(jī)器數(shù)的一種簡(jiǎn)單的表示法。其正數(shù)的符號(hào)位為0，負(fù)數(shù)的符號(hào)位為1，其他位按一般的方法表示數(shù)的絕對(duì)值，用這樣的表示方法得到的就是數(shù)的原碼。

②反碼表示法

機(jī)器數(shù)的反碼可由原碼得到。正數(shù)的反碼與其原碼相同，負(fù)數(shù)的反碼為其原碼除符號(hào)位外的各位按位取反（即是0的改為1，是1的改為0)。

③補(bǔ)碼表示法

機(jī)器數(shù)的補(bǔ)碼可由原碼得到。正數(shù)的補(bǔ)碼與其原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為其反碼在最低位加1。

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