C語言1 數(shù)的存儲形式

1、C語言1、數(shù)在computer中的存在形式中山大學(xué)理工學(xué)院2011級微電子2+2 伍裕平版權(quán)所有 Copyright reserved1由于程序就是數(shù)據(jù)的輸入輸出和對數(shù)據(jù)的一系列運(yùn)算，所以學(xué)習(xí)編程之前，我們最好了解一下數(shù)據(jù)在電子計算機(jī)中的存儲方式。本PPT內(nèi)的知識在“數(shù)字電路”課程中還將遇到2位、字節(jié)、（單）字、雙字計算機(jī)使用二進(jìn)制數(shù)據(jù)以二進(jìn)制的形式儲存、傳送和運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的一個位（a binary digit）叫做“位”（bit），如：0、18個連續(xù)的位稱為1字節(jié)（byte）：000010101 byte = 8 bits兩個連續(xù)字節(jié)的字節(jié)稱為1個字（word）1 word = 2 byte

2、s = 16 bits兩個連續(xù)的字稱為1個雙字（double word，簡稱dword）1 dword = 2 words = 4 bytes = 32 bits3位、字節(jié)、（單）字、雙字Windows 7的計算器的“程序員”視圖4表示整數(shù)5溢出6表示整數(shù)的范圍數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)無符號數(shù)范圍有符號數(shù)范圍1字節(jié)（1 byte）1字（1 word）1雙字（1 dword）1四字（1 qword）（1 quad word）7表示整數(shù)的范圍8表示整數(shù)的范圍9表示整數(shù)的范圍10表示整數(shù)的范圍11表示整數(shù)的范圍12表示負(fù)數(shù)計算機(jī)不能直接存儲一個負(fù)號，要表示一個負(fù)數(shù)，就要在數(shù)的最前面拿出1位作為符號位（為什么是最前面

3、1位？學(xué)了下面的補(bǔ)碼表示，你應(yīng)該就能理解了），若符號位=0，則表示非負(fù)數(shù)；若符號位=1，則表示負(fù)數(shù)。13表示負(fù)數(shù)為了運(yùn)算方便，計算機(jī)用補(bǔ)碼來表示負(fù)數(shù)。二進(jìn)制數(shù)的補(bǔ)碼 = 反碼 + 1例如：0011的補(bǔ)碼是1101（= 1100 + 1）因?yàn)橛醚a(bǔ)碼表示法表示負(fù)數(shù)，直接進(jìn)行加減運(yùn)算就可直接得到正確的結(jié)果。例如：70111 +-3+ 11014 10100注意：舍去超出的114為什么用補(bǔ)碼你此時很可能對補(bǔ)碼一頭霧水。不過不著急，馬上為你解釋補(bǔ)碼的來歷。首先回到怎么表示負(fù)數(shù)的問題。最直觀的方法就是把第一位作為符號位，其余的位表示數(shù)的絕對值。例如：+30011-3101115為什么用補(bǔ)碼這種方法雖然看起

4、來簡單，但比起補(bǔ)碼表示法有兩個缺點(diǎn)。一是0的表示方法不唯一：0000和1000這會造成存儲空間的浪費(fèi)。二是額外需要一個減法電路來做減法。而用補(bǔ)碼表示法，減法可以容易地變成加法，只需先對減數(shù)求補(bǔ)（相當(dāng)于取相反數(shù)）即可。16為什么用補(bǔ)碼17為什么用補(bǔ)碼確實(shí)，在一般的數(shù)學(xué)里面，9876加上一個正數(shù)不會等于5555，但在計算機(jī)里，存儲數(shù)據(jù)的位數(shù)是有限的（聯(lián)想到“溢出”）。這里正要利用溢出。假如數(shù)據(jù)寄存器只能存4個十進(jìn)制數(shù)位，那么只要找到一個正數(shù)，使9876加上這個數(shù)的和是15555（請思考為什么不選25555、35555）。由于最高位的1會因?yàn)椤耙绯觥倍鵁o效，結(jié)果會變成5555。18為什么用補(bǔ)碼相當(dāng)于

5、反碼19為什么用補(bǔ)碼相當(dāng)于反碼不要把這些看成數(shù)（number），而應(yīng)該看成編碼（code）20為什么用補(bǔ)碼相當(dāng)于反碼21為什么用補(bǔ)碼22為什么用補(bǔ)碼23為什么用補(bǔ)碼按這樣的規(guī)定（補(bǔ)碼表示法），數(shù)據(jù)的最高位如果是0，則代表數(shù)本身（非負(fù)數(shù)）；最高位如果是1，則代表負(fù)數(shù)（該位置能表示的數(shù)的數(shù)量（如256）減去數(shù)本身（如255）的差（如1）的相反數(shù)（如-1）這與前面“符號位+絕對值”表示法規(guī)定正數(shù)的最高位是0，負(fù)數(shù)的最高位是1不謀而合。而且還很好地解決了0有兩種表示方法的問題，10002被用來表示最小的負(fù)數(shù)。24為什么用補(bǔ)碼25為什么用補(bǔ)碼26為什么用補(bǔ)碼27原碼、補(bǔ)碼、補(bǔ)碼表示10進(jìn)制數(shù)（number）8位二進(jìn)制數(shù)（number）二進(jìn)制代碼（code），數(shù)的8位補(bǔ)碼表示（原碼）原碼的補(bǔ)碼（本質(zhì)是code）28補(bǔ)碼29CPU的位數(shù)30操作系統(tǒng)的位數(shù)31講整數(shù)講了這么一大段（主要是令人糾結(jié)的補(bǔ)碼），但是，我們還有小數(shù)。而更令人糾結(jié)的是，計算機(jī)存儲小數(shù)是用浮點(diǎn)（float）。用浮點(diǎn)數(shù)表示很多數(shù)都是不準(zhǔn)確的。用物理學(xué)的術(shù)語來說，浮點(diǎn)數(shù)是量子化的，只能取一些分立的值。32二進(jìn)制小數(shù)33浮點(diǎn)數(shù)34浮點(diǎn)數(shù)格式3532位（單精度）浮點(diǎn)數(shù)格式省略這個1省略這個13632位（單精度）浮點(diǎn)數(shù)3732位（單精度）