通信專業(yè)綜合能力計算機中表示的數據

6.3.2 計算機中表示的數據

計算機中表示的數據分為兩大類，即數值數據和非數值數據（符號數據）。

數值數據用來表示數量的多少，它包括定點小數、整數、浮點數和十進制數串4種類型。它們通常都帶有表示數值正負的符號位。

非數值數據（符號數據）則用于表示一些符號標記，如英文字母、數字、標點符號、運算符號、漢字、圖形、語言信息等。由于在計算機中，這些數據都是用二進制編碼的，所以，這里提到的數據的表示，實質上是它們在計算機中的組成格式和編碼方法。

1.數值數據的編碼

數值數據在計算機內用二進制編碼表示，常用的編碼有原碼、反碼和補碼。這里僅介紹帶符號整數的原碼、反碼和補碼，并設機器字長為8位。

(1)機器數與真值

通常，將表示一個數值數的機內編碼稱為機器數，而它所代表的實際值稱為機器數的真值。

對于帶符號數，在機器中通常用較高位代表符號位，0表示正，1表示負。

　　(2)定點數和浮點數

①設備限制機器數所表示數的范圍在計算機中，一般用若干個二進制位表示一個數或一條指令，把它們作為一個整體來處理、存儲和傳送。這種作為一個整體來處理的二進制位串，稱為計算機字。表示數據的字稱為數據字，表示指令的字稱為指令字。

②定點數計算機中運算的數有整數也有小數，如何確定小數點的位置呢？通常有兩種約定：一種是規(guī)定小數點的位置固定不變，這時的機器數稱為定點數；另一種是小數點的位置可以浮動，這時的機器數稱為浮點數。

③浮點數浮點表示法就是小數點在數中的位置是浮動的。在以數值計算為主要任務的計算機中，由于定點表示法所能表示的數的范圍太窄，不能滿足計算問題的需要，因此就要采用浮點表示法。在同樣字長的情況下，浮點表示法能表示的數的范圍擴大了。

(3)原碼、反碼、補碼

①原碼表示法

原碼表示法是機器數的一種簡單的表示法。其正數的符號位為0，負數的符號位為1，其他位按一般的方法表示數的絕對值，用這樣的表示方法得到的就是數的原碼。

②反碼表示法

機器數的反碼可由原碼得到。正數的反碼與其原碼相同，負數的反碼為其原碼除符號位外的各位按位取反（即是0的改為1，是1的改為0)。

③補碼表示法

機器數的補碼可由原碼得到。正數的補碼與其原碼相同，負數的補碼為其反碼在最低位加1。

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