计算机组成原理数据的机器运算课件目录•数据在计算机中的表示•数据运算的硬件实现•数据运算的软件实现•数据运算的实践应用数据在计算机中的表示数值数据的表示010203整数表示实数表示浮点数表示计算机中整数通常采用二进制补码表示，包括正数和负数。实数在计算机中通常采用定点或浮点表示法，以精确表示小数点位置。浮点数由符号位、指数位和尾数位组成，用于表示大范围且精度要求高的数值。字符数据的表示Unicode一种国际化的字符编码标准，支持全球各种语言文字的统一编码。ASCII码计算机中最常用的字符编码标准，将每个字符映射到一个唯一的数字码。二进制编码将字符或符号直接以二进制形式进行编码，如Base64编码。图像和视频数据的表示像素表示视频编码图像由像素组成，每个像素包含颜色信息，如RGB值。视频由连续的图像帧组成，采用视频编码标准如H.264进行压缩存储和传输。位图格式图像以位图格式存储，每个像素占据一定数量的位数，以表示颜色信息。数据的机器运算二进制数的加法运算总结词二进制数的加法运算遵循逢二进一的原则，与十进制数的加法运算类似，但进位方式不同。详细描述在二进制加法中，每一位只能从0增加到1，当某位上的数相加和大于等于2时，就需要向前一位进位，即所谓的逢二进一。例如，二进制数1010和1011相加，从最低位开始相加，0+1=1，小于2，不进位；0+1=1，小于2，不进位；1+1=0，小于2，不进位；1+1=0，小于2，不进位；最高位进位为1。因此，二进制数1010和1011的和为10100。二进制数的减法运算要点一要点二总结词详细描述二进制数的减法运算通过加法来实现，即用被减数加上减数的补码。在二进制减法中，为了实现减法操作，采用加法的方式来处理。具体来说，将减数取反（变为补码）后加在被减数上。例如，二进制数1010减去1011，相当于1010加上0101（1011的反码），从最低位开始相加，0+0=0，小于2，不进位；0+1=1，小于2，不进位；1+0=1，小于2，不进位；1+1=0，小于2，不进位；最高位进位为1。因此，二进制数1010减去1011的结果为0100。二进制数的乘法运算总结词详细描述二进制数的乘法运算与十进制数的乘法运算类似，通过连续相加来实现。在二进制乘法中，每一位只能从0增加到1，当某位上的数相加和大于等于2时，就需要向前一位进位。例如，二进制数101乘以101等于多少？从最低位开始相乘并相加，(0*0)+(0*1)+(1*0)+(1*1)=0+0+0+1=1,小于2，不进位；(0*0)+(0*1)+(1*0)+(1*1)=0+0+0+1=1,小于2，不进位；(0*0)+(0*1)+(5*8)+(4*8)=0+0+40+32=72,大于等于2,需要进位,72/2=36,余数为0;二进制数的除法运算总结词二进制数的除法运算与十进制数的除法运算类似，通过连续相减来实现。详细描述在二进制除法中，每一位只能从8减少到7以下才能向前一位借一。例如,二进制数72/4等于多少?从最高位开始相减并相除,7-4=3,3小于4,不借一;5-4=1,小于4,不借一;3-4=-2,小于4,不借一;3-4=-2,小于4,不借一;最高位借一为3;因此,二进制数72除以4的结果为36.数据运算的硬件实现算术逻辑单元（ALU）总结词算术逻辑单元是计算机中执行算术和逻辑操作的核心部件。详细描述算术逻辑单元（ALU）是计算机中执行算术运算和逻辑运算的部件，它能够完成加法、减法、乘法、除法以及与、或、非等逻辑操作。ALU通常由多个门电路组成，通过组合这些门电路来实现各种算术和逻辑操作。寄存器总结词寄存器是计算机中用于存储数据和指令的临时存储单元。详细描述寄存器是计算机中用于存储数据和指令的临时存储单元，它由若干个触发器组成，每个触发器可以存储一位二进制数。寄存器的主要作用是作为CPU和内存之间传输数据的中介，同时也可以用来暂存计算过程中的中间结果。存储器总结词详细描述存储器是计算机中用于长期存储数据和程序的硬件设备。存储器是计算机中用于长期存储数据和程序的硬件设备，它由多个存储单元组成，每个存储单元可以存储一位二进制数。根据存储器的作用和访问速度的不同，可以分为内存储器和外存储器。内存储器直接与CPU相连，访问速度快，用来存放当前正在使用的程序和数据；外存储器访问速度较慢，通常用来存放长期保存的程序和数据。数据运算的软件实现...
