這一章主要講述的內(nèi)容是在數(shù)字設(shè)備中進行算術(shù)運算的基本知識--數(shù)制和一些常用的編碼。
1、1 進位計數(shù)制
一:進位計數(shù)制 它的概念描述為:把數(shù)劃分為不同的位數(shù),逐位累加,加到一定數(shù)量之后,再從零開始,同時向高位進位 進位計數(shù)制有三個要素:數(shù)符、進位規(guī)律和進位基數(shù)。 什麼是進位基數(shù)呢?即計數(shù)制中每個數(shù)位所使用的數(shù)碼符號的總數(shù),它又被稱為進位模數(shù)。 我們經(jīng)常把數(shù)用每位權(quán)值與該位的數(shù)碼相乘展開。當(dāng)某位的數(shù)碼為“1”時所表征的數(shù)值即該位的權(quán)值。 例1:我們把十六進制數(shù)N=(1FA3.B3)H按權(quán)展開式子為? N=1*163+15*162+10*161+3*160+11*16-1+3*16-2
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二:常用的進位計數(shù)制 我們用進位計數(shù)制的三要素來描述一下二進制、八進制、十進制和十六進制。如下表所示:
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常用進制 |
英文表示符號 |
數(shù)碼符號 |
進位規(guī)律 |
進位基數(shù) |
二進制 |
B |
0、1 |
逢二進一 |
2 |
八進制 |
O |
0、1、2、3、4、5、6、7 |
逢八進一 |
8 |
十進制 |
D |
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 |
逢十進一 |
10 |
十六進制 |
H |
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F |
逢十六進一 |
16 |
1、2 數(shù)制轉(zhuǎn)換
1、3 二進制數(shù)的算術(shù)運算
一:二進制的四則運算 二進制也可以進行四則運算,它的運算規(guī)則如下所示:
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加運算
| 0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10 逢2進1 |
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減運算
| 1-1=0,1-0=1,0-0=1,0-1=1(向高位借1當(dāng)2) |
乘運算
| 0*0=0,0*1=0,1*0=0,1*1=1 |
除運算
| 二進制只有兩個數(shù)(0,1),因此它的商是1或0. |
例1:求(1011101)B與(0010011)B之和 |
例2: 求(1101)B與(0101)B的乘積 |
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通過例(1)我們再來介紹兩個概念:半加和全加。 |
半加是最低位的加數(shù)和被加數(shù)相加時,不考慮低位向本位進位。 全加是加數(shù)和被加數(shù)相加時,我們還要考慮低位向本位的進位。
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1、4 數(shù)的原碼、反碼及補碼
一:數(shù)的表示形式 在生活中表示數(shù)的時候一般都是把正數(shù)前面加一個“+”,負(fù)數(shù)前面加一個“-”,但是在數(shù)字設(shè)備中,機器是不認(rèn)識這些的,我們就把“+”用“0”表示,“-”用“1”表示。原碼、反碼和補碼。這三種形式是怎樣表示的呢?如下所示:
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真值 |
原碼 |
反碼 |
補碼 |
例1:求+12和-12八位原碼、反碼、補碼形式 它們的原碼分別為[+12]=00001100[-12]=100011 它們的反碼分別為[+12]*=00001100 [-12]*=(28-1)+(-1100)=11110011 它們的補碼分別為[+12]**=00001100 [-12]**=28+(-1100)=11110100
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正數(shù) |
+X |
0X |
0X |
0X |
負(fù)數(shù) |
-X |
1X |
(2n-1)+X |
2n+X |
二:原碼、反碼及補碼的算術(shù)運算 因為這三種數(shù)碼表示法的形成規(guī)則不同,所以算術(shù)運算方法也不相同。
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原碼:與我們的日常中算術(shù)運算相同。 反碼:先轉(zhuǎn)換為反碼形式,再進行加減運算。它的減法可以按A反+[-B]反的形式進行. 補碼:先轉(zhuǎn)換為補碼形式,再進行加減運算,其減法可以按A補+[-B]補進行.
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三:溢出及補碼運算中溢出的判斷 溢出可以描述為運算結(jié)果大于數(shù)字設(shè)備的表示范圍。這種現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)作故障處理。 判斷溢出是根據(jù)最高位的進位來判斷的。
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1、5 編碼
一:二——十進制(BCD)碼 |
用二進制碼表示的十進制數(shù),就稱為BCD碼。它具有二進制的形式,還具有十進制的特點它可作為人們與數(shù)字系統(tǒng)的聯(lián)系的一種間表示。BCD碼分為有權(quán)和無權(quán)編碼。
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(1)有權(quán)BCD碼:每一位十進制數(shù)符均用一組四位二進制碼來表示,而且二進制碼的每一位都有固定權(quán)值.下面我們用表列出幾種常見的編碼:
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十進制數(shù)
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常見的編碼 |
8421 |
5421 |
2421 |
631-1 |
余3碼 |
7321 |
0 |
0000 |
0000 |
0000 |
0000 |
0011 |
0000 |
1 |
0001 |
0001 |
0001 |
0010 |
0100 |
0001 |
2 |
0010 |
0010 |
1000 |
0101 |
0101 |
0010 |
3 |
0011 |
0011 |
1001 |
0100 |
0110 |
0011 |
6 |
0110 |
1001 |
1100 |
1000 |
1001 |
0111 |
8 |
1000 |
1011 |
1110 |
1101 |
1011 |
1001 |
9 |
1001 |
1100 |
1111 |
1100 |
1100 |
1010 |
(2)無權(quán)BCD碼:二進制碼中每一位都沒有固定的權(quán)值。 |
二: 奇偶校驗碼 |
在數(shù)據(jù)的存取、運算和傳送過程中,難免會發(fā)生錯誤,把“1”錯成“0”或把“0”錯成“1”。奇偶校驗碼是一種能檢驗這種錯誤的代碼。它分為兩部分;信息位和奇偶校驗位。 有奇數(shù)個“1”稱為奇校驗,有偶數(shù)個“1”則稱為偶校驗。
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