計算機中信息的表示及存儲形式


 

計算機內部均采用二進制來表示各種信息。

 

一、數的位置計數法及進制的概念

① 數制只采用R個基本符號——基R數制,R稱為數制的“基數”。

② 數制中每一位(e.g.十進制的個十百千位等)對應的單位稱為“權”,權即以R為底的冪。

③ 每一位數的數值=數碼×權,數碼為0~R-1。

 

二、數制之間的轉換

① R轉十

按權展開求和。

② 十轉R

整數部分采用除基數取余法,小數部分采用乘基數取整法。

【個人理解】小數部分權值的指數為負——R-1,除相當於乘以R。

可帶入公式:數值=數碼×權,數碼即為待求量。

 

 

三、計算機中數的表示(定點數,原碼,反碼,補碼)

① 計算機中數據分為數值數據和非數值數據,數值數據分為無符號數和有符號數。

無符號數多用於表示字符、地址以及邏輯值等。

有符號數的最高位作為符號位,“0”表示正,“1”表示負,即把符號數值化,這樣的數稱為“機器數”,機器數對應的原來有正負號的數稱為“真值”。

有符號數分為定點數和浮點數。定點數分為定點整數(純整數)和定點小數(純小數)。

 

② 機器數三種表示形式——原碼、反碼、補碼

原碼:整數X的原碼為,符號位為0表示正,為1表示負,數值部分就是X的絕對值的二進制數。

反碼:正數的反碼與原碼相同;對負數,符號位不變,其數值位(X的絕對值位)按位取反。

補碼:正數補碼與原碼相同,對負數,符號位不變,數值位(X的絕對值位)按位取反后在最低位加1。

補碼運算簡單方便,符號位可作為數據的一位參與運算,不必單獨處理,且最后結果的符號位仍然有效

 

 

四、計算機中實數的浮點表示

① 實數X的浮點形式(科學表示法)若采用二進制表示為:X=±M×2±E,M為X的尾數,采用二進制純小數形式(0.xxxxx),代表X的全部有效數字,其位數反映了數據的精度。

E為X的階碼,表示2的幾次方,通常采用二進制整數形式,決定了數的范圍。

M和E都可以是正數或者負數,即階碼和尾數都是帶符號的數,可以采用不同的碼制表示法,例如尾數可以用原碼或補碼表示,階碼用補碼表示。

② 浮點數的具體格式隨機器不同而有區別。

IEEE754標准。

 

五、數的表示范圍

機器中數的表示范圍與數據位數及表示方法有關。

一個m位整數(包括一位符號位),如果采用原碼或反碼表示,范圍是2m-1-1到-(2m-1-1);若采用補碼表示,范圍是2m-1-1到-2m-1

 


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