匯編語言課件第1章

第一章數(shù)值及其編碼表示1.1二進(jìn)制數(shù)值的編碼表示1.2二—十進(jìn)制的編碼表示1.3定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)1.4非數(shù)值信息的表示習(xí)題一1.1二進(jìn)制數(shù)值的編碼表示1.1.1原碼表示

原碼（TrueForm）是比較容易理解的一種數(shù)值編碼。原碼用0表示正號，用1表示負(fù)號。原碼的碼值等于真值的絕對值。根據(jù)原碼的表示方法可知：［+0］原＝000…0，［-0］原＝100…0。就是說真值0在原碼表示中不唯一，換句話說［X］原與真值X不是一一對應(yīng)的。由真值轉(zhuǎn)換為原碼，則將正號用0表示，負(fù)號用1表示，數(shù)值位照寫即可。由原碼轉(zhuǎn)換為真值，則將符號位0寫成+，1寫成-，數(shù)值位不變，可簡單表示為：原碼表示簡單、直觀，但用原碼進(jìn)行加減運(yùn)算比較復(fù)雜。下面介紹應(yīng)用更為廣泛的另一種編碼——補(bǔ)碼。1.1.2補(bǔ)碼表示

與原碼相同，補(bǔ)碼(Two'sComplement)也用0表示正號，用1表示負(fù)號。當(dāng)真值X≥0時，補(bǔ)碼的碼值等于真值X；當(dāng)真值X＜0時，補(bǔ)碼的碼值是將真值X各數(shù)值位按位取反，末位加1。根據(jù)補(bǔ)碼的表示方法可推知補(bǔ)碼具有以下特點(diǎn)：（1）零的補(bǔ)碼是唯一的，即［0］補(bǔ)＝000…0，換句話說，［X］補(bǔ)與X是一一對應(yīng)的，在這點(diǎn)上補(bǔ)碼優(yōu)于原碼。（2）根據(jù)補(bǔ)碼的表示方法可推知補(bǔ)碼與真值、原碼之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。當(dāng)真值X≥0時，正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼形式相同，碼值等于真值，由真值求其補(bǔ)碼和原碼，只需將“+”用“0”表示，數(shù)值位照寫即可，反過來由補(bǔ)碼或原碼求真值，將符號位（最高位）的“0”寫成“+”，數(shù)值位也照寫即可求得，可簡單表示為：當(dāng)真值X＜0，即將負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換為真值時，只需將符號位1寫為負(fù)號(-)，數(shù)值各位按位取反，末位加1即可，簡單表示如下：因?yàn)樵a體現(xiàn)的是絕對值，除了用“1”表示符號“-”以外，數(shù)值位與真值相同，故可將負(fù)數(shù)補(bǔ)碼與原碼之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系表示為：例1.1

已知真值X1=+0.1011，X2=0，X3=-0.1101，若用5位二進(jìn)制數(shù)表示，求其原碼及補(bǔ)碼。

解：

［X1］原

=0.1011 ［X1］補(bǔ)

=0.1011

［X2］原

=0.0000 或［X2］原

=1.0000［X2］補(bǔ)=0.0000

［X3］原

=1.1101 ［X3］補(bǔ)

=1.0011

例1.2

已知整數(shù)補(bǔ)碼［X1］補(bǔ)

=01010，［X2］補(bǔ)

=10101，［X3］補(bǔ)

=10000，最高位代表符號，若用5位二進(jìn)制數(shù)表示，求其真值及原碼。

解：真值X1=+01010=+10D ［X1］原

=01010

真值X2=-01011=-11D ［X2］原

=11011

真值X3=-10000=-16D ［X3］原超出表示范圍（3）補(bǔ)碼的算術(shù)右移。算術(shù)右移就是除以2的運(yùn)算。由［X］補(bǔ)求 的簡便方法是把［X］補(bǔ)連同符號位在內(nèi)各位右移一位，同時符號位保持不變，可簡單表示為：例1.3

已知［X1］補(bǔ)

=0.1110，［X2］補(bǔ)

=1.0110，［X3］補(bǔ)

=1.0000，若用5位二進(jìn)制數(shù)表示，求解：

（4）補(bǔ)碼的算術(shù)左移。算術(shù)左移就是乘以2的運(yùn)算，與算術(shù)右移不同，左移有可能產(chǎn)生溢出。由［X］補(bǔ)求［2X］補(bǔ)的簡便方法是將［X］補(bǔ)的各位左移一位，末位補(bǔ)0，可簡單表示為：

例1.4

已知補(bǔ)碼［X1］補(bǔ)

=0.0101，［X2］補(bǔ)

=1.0101，若用5位二進(jìn)制數(shù)表示，求［2X1］補(bǔ)

=？［2X2］補(bǔ)

=？

解：

［2X1］補(bǔ)

=0.1010 未溢出［2X2］補(bǔ)

=10.1010 溢出（5）補(bǔ)碼的符號位擴(kuò)展。符號位的擴(kuò)展只對定點(diǎn)整數(shù)補(bǔ)碼而言，例如如何將一個8位表示的整數(shù)補(bǔ)碼擴(kuò)展為16位的整數(shù)補(bǔ)碼，而其真值不變。將整數(shù)補(bǔ)碼擴(kuò)大n位，并使其真值不變，只需將［X］補(bǔ)的符號位向左復(fù)制n位即可。

例1.5

已知［X1］補(bǔ)

=0101，［X2］補(bǔ)=1010。將其擴(kuò)展一個字節(jié)。

解：［X1］補(bǔ)

=00000101

［X2］補(bǔ)

=11111010要將n位純小數(shù)補(bǔ)碼變?yōu)?n位，只需在末尾添加n個“0”即可。1.2二—十進(jìn)制的編碼表示十進(jìn)制數(shù)的基是10，它不是2的整數(shù)冪，必須用二進(jìn)制數(shù)對十進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼。一位十進(jìn)制數(shù)由0～9共10個不同的數(shù)字字符表示，需要用四位一組的二進(jìn)制來編碼。而24=16＞10，這就使得二—十進(jìn)制有多種編碼方案，二—十進(jìn)制編碼簡稱為BCD碼（Binary-CodedDecimal）。二—十進(jìn)制編碼又可分為有權(quán)碼和無權(quán)碼兩種。有權(quán)碼與無權(quán)碼都有多種編碼方式。目前在計(jì)算機(jī)中應(yīng)用最廣泛的有權(quán)碼是8421碼，應(yīng)用較廣泛的無權(quán)碼有余三碼。這兩種編碼與十進(jìn)制數(shù)碼的對應(yīng)關(guān)系如表1-1所示。表1–1二—十進(jìn)制編碼對應(yīng)關(guān)系

8421碼4位二進(jìn)制的權(quán)依次為8，4，2，1，并由此得名。

8421碼中有效碼是0000～1001，1010～1111，共6種，為非法碼，其編碼簡單，每個碼相當(dāng)于十進(jìn)制數(shù)碼所對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。從表1-1中可看到余3碼中任何一個編碼的二進(jìn)制數(shù)都比它對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)多3，故稱為余3碼。余3碼的非法碼也有6個，即0000，0001，0010，1101，1110，1111。1.3定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)

1.3.1定點(diǎn)數(shù)

定點(diǎn)數(shù)是指小數(shù)點(diǎn)位置固定不變的數(shù)。小數(shù)點(diǎn)的位置通常只有兩種約定，小數(shù)點(diǎn)約定在最低數(shù)位右面的數(shù)稱為定點(diǎn)整數(shù)，可用來表示一個純整數(shù)。小數(shù)點(diǎn)約定在符號位右面，最高數(shù)位左面的數(shù)稱為定點(diǎn)小數(shù)，可用來表示一個純小數(shù)。無符號定點(diǎn)整數(shù)，即正整數(shù)，不需設(shè)符號位，所有各數(shù)位都用來表示數(shù)值大小，并約定小數(shù)點(diǎn)在最低數(shù)位右面。在定點(diǎn)整數(shù)或定點(diǎn)小數(shù)的表示法中，參加運(yùn)算的數(shù)以及運(yùn)算的結(jié)果必須在該定點(diǎn)數(shù)所能表示的數(shù)值范圍之內(nèi)，否則“溢出”。當(dāng)發(fā)生溢出時，CPU中的狀態(tài)標(biāo)志寄存器FR中的溢出標(biāo)志位OF置位（即1→OF），并轉(zhuǎn)入溢出處理。1.3.2浮點(diǎn)數(shù)

定點(diǎn)數(shù)的表示比較單一，要么純整數(shù)，要么純小數(shù)，表示數(shù)的范圍比較小，運(yùn)算過程中也很容易發(fā)生溢出。計(jì)算機(jī)中也引入了類似于十進(jìn)制的科學(xué)標(biāo)識法（如1.23456×104）來表示二進(jìn)制實(shí)數(shù)，這種方法用來表示值很大或很小的數(shù)，也可用它來表示既有整數(shù)又有小數(shù)的數(shù)。這種表示法稱為浮點(diǎn)表示法，其小數(shù)點(diǎn)的實(shí)際位置隨指數(shù)（階）的大小而浮動。浮點(diǎn)數(shù)由兩部分組成：階碼E（Exponent）和尾數(shù)M（Mantissa）。浮點(diǎn)數(shù)表示的數(shù)值為M×RE。若尾數(shù)M為m位，階碼E為e位，則典型的浮點(diǎn)數(shù)格式如圖1.1所示。圖1.1浮點(diǎn)數(shù)格式圖中，E是階碼，即指數(shù)，為帶符號定點(diǎn)整數(shù)，可用補(bǔ)碼表示。Es為階符，表示階的正負(fù)。階為正，小數(shù)點(diǎn)實(shí)際位置向右浮動，階為負(fù)，小數(shù)點(diǎn)實(shí)際位置向左浮動。

M是尾數(shù)，是帶符號的定點(diǎn)純小數(shù)，常用補(bǔ)碼表示。Ms是尾數(shù)的符號位，安排在最高位，表示該浮點(diǎn)數(shù)的正負(fù)。小數(shù)點(diǎn)的位置約定在階碼最低位的右面，尾數(shù)最高數(shù)值位的左面，如圖1.1所示。

R是階碼的底，也就是尾數(shù)M的基（Radix）。一般基定為2，它是隱含約定的。浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍主要由階碼的位數(shù)決定，精度則主要由尾數(shù)的位數(shù)決定。1.4非數(shù)值信息的表示1.4.1邏輯數(shù)據(jù)

邏輯數(shù)據(jù)是用一位二進(jìn)制數(shù)來表示的。因?yàn)橐晃欢M(jìn)制數(shù)只具有兩種可能的值：0或1，可以直接表示事物相對立的兩個方面。比如一個事件成立用“1”表示，不成立則用“0”表示，另外還有“真”和“假”、“是”和“否”、“有”和“無”，都可以看作邏輯數(shù)據(jù)。邏輯數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中雖然也具有“0”或“1”的形式，但是邏輯數(shù)據(jù)的“0”和“1”代表的是邏輯概念，完全沒有“0”和“1”的數(shù)值概念，而且邏輯數(shù)據(jù)的取值只有“0”和“1”兩個值，不可能再有其它值。邏輯數(shù)據(jù)表達(dá)的是事物的邏輯關(guān)系，而數(shù)值數(shù)據(jù)表達(dá)的是事物的數(shù)量關(guān)系。計(jì)算機(jī)便是建立在與、或、非等邏輯運(yùn)算基礎(chǔ)之上的。計(jì)算機(jī)通過對邏輯數(shù)據(jù)的比較、判斷、運(yùn)算，可以完成邏輯推理、定理證明等一系列復(fù)雜的工作。1.4.2字符編碼ASCII

計(jì)算機(jī)中除了使用數(shù)字外，還大量使用英文字母及一些符號，這些符號稱為“字符”。目前使用最廣泛的字符編碼方案是美國國家信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)，簡稱ASCII碼。ASCII碼選用了128個常用字符，用7位二進(jìn)制編碼，如果再加上一位奇偶校驗(yàn)位，則正好是用一個字節(jié)表示一個字符的ASCII碼。表1-2給出了128個字符與其ASCII碼的對應(yīng)關(guān)系，表中的ASCII碼用十六進(jìn)制碼表示。從表1-2中可以看出，ASCII碼包括0~9共10個數(shù)字字符(其值分別為30H加上相應(yīng)的數(shù)字值)，它與數(shù)據(jù)的二—十進(jìn)制編碼是兩回事，26個大寫英文字母(其值分別為４0H加上字母的順序號)，26個小寫英文字母(其值分別為６0H加上字母的順序號)，一些通用符號和一些控制字符。這些字符的種類可滿足各種程序設(shè)計(jì)語言、控制命令、西文文字等的需要。我國原電子部規(guī)定的一套部標(biāo)字符編碼與表1-2基本相同。在計(jì)算機(jī)中，一個字符的ASCII碼占用主存儲器的一個字節(jié)單元；如果是字符序列，則占用主存多個連續(xù)的字節(jié)單元。通用鍵盤的大部分鍵，與最常用的ASCII編碼的字符相對應(yīng)。當(dāng)敲擊鍵盤上某字符鍵時，由譯碼電路產(chǎn)生與該字符對應(yīng)的ASCII碼。計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果也常以ASCII碼形式輸出，供顯示與打印使用。習(xí)題一

1.1分別寫出下列各十進(jìn)制數(shù)的原碼和補(bǔ)碼，用8位二進(jìn)制小數(shù)表示（含一位符號位）：

1.2分別寫出下列各十進(jìn)制整數(shù)的原碼和補(bǔ)碼，用8位二進(jìn)制整數(shù)表示（含一位符號位）。

-128，+127，-127，105，-64，-1

1.3若認(rèn)為小數(shù)點(diǎn)約定在8位二進(jìn)制數(shù)的最右端（整數(shù)），試分別寫