計算機組成PPT

1、2022-3-81/21計算機組成原理計算機學(xué)院計算機組成原理計算機組成原理 運算方法和運算器運算方法和運算器浙江工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院2022-3-82/21計算機組成原理計算機學(xué)院非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示 字符和字符串的表示 漢字的表示十進制數(shù)和數(shù)串的表示校驗技術(shù) 奇偶校驗 海明校驗碼本篇主要內(nèi)容本篇主要內(nèi)容2022-3-83/21計算機組成原理計算機學(xué)院非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示（非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示（1 1） 西文字符的編碼 ASC碼 選用了128個常用字符 只用了7位二進制編碼 + 最高位“0”/奇偶校驗位 UNICODE編碼 16位長，65536個碼點2022-3-84/21計算機組成原理計算機學(xué)院ASCI

2、IASCII碼碼a 97 01100001A 65 01000001 字符是計算機表達信息的主要方式，字符的主體部分是美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼 ASCII，現(xiàn)代的 ASCII 是一個七位的編碼標(biāo)準(zhǔn)，包括可打印符號、控制符號等。2022-3-85/21計算機組成原理計算機學(xué)院 向量法存儲：字符串的所有字符在物理上是鄰接的，在存儲器中占用一片連續(xù)的空間。 特點：存儲方式簡單，可節(jié)約存儲空間，但特點：存儲方式簡單，可節(jié)約存儲空間，但刪除和插入操作需花費大量時間。刪除和插入操作需花費大量時間。 串表法存儲：以指針的方式，在每個字符代碼后有一個鏈接字，用以指出下一個字符的存儲單元地址。 特點：易于進行刪除和插

3、入操作，但鏈接字特點：易于進行刪除和插入操作，但鏈接字占有太多的空間，使主存的有效利用率下降。占有太多的空間，使主存的有效利用率下降。字符串的存放字符串的存放2022-3-86/21計算機組成原理計算機學(xué)院 漢字的編碼 漢字輸入碼 拼音碼、字形碼、音形結(jié)合 漢字交換碼（國標(biāo)碼） 主要用于漢字信息處理系統(tǒng)之間或通信系統(tǒng)之間交換信息 GB2312，由兩個字節(jié)構(gòu)成一個漢字字符編碼 漢字內(nèi)部碼（機內(nèi)碼） 雙字節(jié)編碼方式 漢字機內(nèi)碼漢字國標(biāo)碼8080H（每個字節(jié)最高位加1）非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示（非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示（2 2）2022-3-87/21計算機組成原理計算機學(xué)院十進制數(shù)和數(shù)串的表示（十進制數(shù)和數(shù)串的表

4、示（1 1） 十進制數(shù)編碼(BCD碼)用4位二進制數(shù)來表示一位十進制數(shù)的方式 8421碼（有權(quán)碼）D = 8b3 + 4b2 + 2b1 + 1b0非法碼：1010 1111 2421碼（有權(quán)碼）D = 2b3 + 4b2 + 2b1 + 1b0對9的自補碼非法碼： 0101 1010 余3碼（無權(quán)碼）對9的自補碼非法碼： 0000 0010、1101 11118421碼2421碼余3碼000000000001110001000101002001000100101300110011011040100010001115010110111000601101100100170111110110108

5、10001110101191001111111002022-3-88/21計算機組成原理計算機學(xué)院十進制數(shù)和數(shù)串的表示（十進制數(shù)和數(shù)串的表示（2-12-1） 十進制數(shù)串 非壓縮的十進制數(shù)串 一個字節(jié)存放一個十進制數(shù)位或符號的ASCII碼 前分隔數(shù)字串 +135-2678 用于非數(shù)值處理2B3133352D323637382022-3-89/21計算機組成原理計算機學(xué)院十進制數(shù)和數(shù)串的表示（十進制數(shù)和數(shù)串的表示（2-22-2） 十進制數(shù)的編碼 壓縮的十進制數(shù)串 BCD碼 半個字節(jié)存放一個十進制數(shù)位或符號 1100表示正號，1101表示負(fù)號，放最低位之后 所有位數(shù)之和必須是偶數(shù)，否則最高位補0+1

6、35-2678 用于直接的十進制運算00010011010111000000001001100111100011012022-3-810/21計算機組成原理計算機學(xué)院校驗技術(shù)（校驗技術(shù)（1 1） 常用的校驗技術(shù) 奇偶校驗碼海明校驗碼循環(huán)冗余校驗碼（CRC）2022-3-811/21計算機組成原理計算機學(xué)院校驗技術(shù)（校驗技術(shù)（2 2） 奇偶校驗碼奇校驗：使整個校驗碼中“1”的個數(shù)為奇數(shù)偶校驗：使整個校驗碼中“1”的個數(shù)為偶數(shù)D7D6D5D4D3D2D1D0 Peven Podd 偶校驗碼 奇校驗碼 10110010 0 1 101100100 101100101 01110110 1 0 011

7、101101 011101100D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Peven = 1 = 偶校驗錯D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Podd = 1 = 奇校驗錯奇偶校驗提供奇數(shù)個錯誤檢測，無法檢測偶數(shù)個錯誤，也無法判別錯誤信息的位置+2022-3-812/21計算機組成原理計算機學(xué)院 P4 P3 P2 P1D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1校驗技術(shù)（校驗技術(shù)（3-13-1） 海明校驗碼 (檢一糾一)原理：2 = N+K+1 (N:信息位位數(shù)，K:校驗位位數(shù))編碼：m = n + k，HmHm-1H2H1 校驗位 Pi 放于位號為2 位置 ki-1例：8

8、位信息位10101100，求海明編碼的生成a. N = 8, K = 4, m = n + k = 12b. H12 H11 H10 H9 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 P2, P1P3, P1P3, P2P3, P2, P1P4, P1P4, P2P4, P2, P1 H11出錯 = 1010011010112022-3-817/21計算機組成原理計算機學(xué)院P5 P4 P3 P2 P1 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 海明校驗碼 (檢二糾一)原理：2 = N+K+1 (N:信息位位數(shù)，K:校驗位位數(shù))編碼：m = n + k，HmHm-1H2H1 Pi 放于

9、位號為2 位置 k-1i-1例：8位信息位10101100，求海明編碼的生成a. N = 8, K = 5, m = n + k = 13b. H13 H12 H11 H10 H9 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 校驗技術(shù)（校驗技術(shù)（3-63-6）2022-3-818/21計算機組成原理計算機學(xué)院 海明校驗碼 (檢二糾一) 例：8位信息位10101100，求海明編碼的生成c. P1 = D1 D2 D4 D5 D7 = 1 + P2 = D1 D3 D4 D6 D7 = 1 + P3 = D2 D3 D4 D8 = 1+ P4 = D5 D6 D7 D8 = 0+d. 得到海明

10、碼: 1101001101011P5 P4 P3 P2 P1 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1b. H13 H12 H11 H10 H9 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 P5 = D1 D2 D3 D5 D6 D8 = 1 +校驗技術(shù)（校驗技術(shù)（3-73-7）2022-3-819/21計算機組成原理計算機學(xué)院校驗技術(shù)（校驗技術(shù)（3-3-8） 海明校驗碼 (檢二糾一)校驗：1、SKSK-1S2S1 = 全 0，則無錯2、 SKSK-1S2S1 有一位 = 0，則該Si對應(yīng)的Pi出錯3、 SKSK-1S2S1 有兩位 = 0，則兩位出錯4、 SKSK-1S2S1 有三

11、位 = 0，則該Sk-1 S1代碼對應(yīng)十進制值為出錯位的位號，將該位取反即得糾正5、 SKSK-1S2S1 有四位以上 = 0，則出錯嚴(yán)重例：帶8位信息位的海明碼在傳送后為1111001101011，其中有一位發(fā)生錯誤，請檢錯并糾正a. S1 = 1， S2 = 1， S3 = 0， S4 = 1， S5 = 0， b. S4S3S2S1 = 1011 = H11出錯 = 1010011010112022-3-820/21計算機組成原理計算機學(xué)院校驗技術(shù)（校驗技術(shù)（3-3-9） 例2-1設(shè)有16個信息位，如果采用海明檢驗，至少需要設(shè)置多少個校驗位？應(yīng)放在哪些位置。 2k = N+K+1，N=16，則則k=5 分別放在分別放在Pi=2i-1位置上位置上 H21 H20H19H18 H17H16H15 H14H13H12H11H10 H9 D16D15 D14D13 D12 P