第1章 數(shù)據(jù)格式及其轉(zhuǎn)換

教材：IBM-PC匯編語言程序設(shè)計(jì)主講教師：陳宏聯(lián)系方式：chenhong@

匯編語言程序設(shè)計(jì)1.沈美明，溫冬嬋.80X86匯編語言程序設(shè)計(jì)[M].

北京：清華大學(xué)出版社.2.PeterAbel.IBMPCAssemblerLanguageandProgramming[M].Prentice—HALL,Inc.3.溫冬嬋,沈美明.IBMPC匯編語言與程序設(shè)計(jì)例題習(xí)題集[M]北京：清華大學(xué)出版社.4.王成端.匯編語言程序設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社.參考書目FORTRANBASICCOBOLPASCALC/C++JAVA...匯編語言高級(jí)語言機(jī)器語言計(jì)算機(jī)語言的發(fā)展

面向機(jī)器的低級(jí)語言，通常是為特定的計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)系列專門設(shè)計(jì)的。保持了機(jī)器語言的優(yōu)點(diǎn)，具有直接和簡(jiǎn)捷的特點(diǎn)。可有效地訪問、控制計(jì)算機(jī)的各種硬件設(shè)備,如磁盤、存儲(chǔ)器、CPU、I/O端口等。目標(biāo)代碼簡(jiǎn)短，占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快，是高效的程序設(shè)計(jì)語言。經(jīng)常與高級(jí)語言配合使用，應(yīng)用十分廣泛。匯編語言的特點(diǎn)第1章數(shù)據(jù)格式及其轉(zhuǎn)換1.熟悉數(shù)制的基本概念和計(jì)算機(jī)中常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制,掌握R進(jìn)制的表達(dá)和相互轉(zhuǎn)換；2.了解機(jī)器數(shù)和帶符號(hào)數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼表示，掌握ASCII碼和BCD碼的表達(dá)及應(yīng)用；本章要求1.計(jì)算機(jī)中數(shù)制基本概念、數(shù)制之間相互轉(zhuǎn)換；2.計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)的基本類型等；本章主要內(nèi)容計(jì)劃學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)

表示一個(gè)數(shù)值數(shù)據(jù)要有三個(gè)要素：

進(jìn)位計(jì)數(shù)制、小數(shù)點(diǎn)和數(shù)的正負(fù)符號(hào)。按進(jìn)位方式計(jì)數(shù)的數(shù)制叫做進(jìn)位計(jì)數(shù)制，簡(jiǎn)稱進(jìn)位制。一個(gè)任意的R進(jìn)制數(shù)N，都可寫成：

N＝KnKn-1…K1K0.K-1K-2…K-m

＝Kn·Rn+Kn-1·Rn-1+…+K0·R0+K-1·R-1+…+K-m·R-m

式中m、n為正整數(shù)；Ri是對(duì)應(yīng)位的位權(quán)；R為對(duì)應(yīng)進(jìn)制的基數(shù)。1.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制【例】：

二進(jìn)制數(shù)1101.1B=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1

【例】：

十進(jìn)制數(shù)567.32D=5×102+6×101+7×100+3×10-1+2×10-2

進(jìn)位計(jì)數(shù)制基數(shù)簡(jiǎn)寫數(shù)碼二進(jìn)制2B0，1八進(jìn)制8O0，1，2，3，4，5，6，7十進(jìn)制10D0，1，2，3，4，5，6，7，8，9十六進(jìn)制16H0，1，2，3，4，5，6，7，8，9A，B，C，D，E，F(xiàn)

所謂基數(shù)，就是指在該計(jì)數(shù)制中每個(gè)數(shù)位Ki可能用到的數(shù)字符號(hào)的個(gè)數(shù)，其系數(shù)可為0～（R－1）。每個(gè)數(shù)位計(jì)滿R后就向高位進(jìn)位，即“逢R進(jìn)一”，在R進(jìn)制數(shù)中相鄰兩個(gè)數(shù)位的權(quán)相差R倍，亦即當(dāng)小數(shù)點(diǎn)向左移一位時(shí)，數(shù)值縮小R倍；而當(dāng)小數(shù)點(diǎn)向右移一位時(shí)，數(shù)值擴(kuò)大R倍。常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制的基數(shù)和符號(hào)D01234567B00000001001000110100010101100111H01234567D89101112131415B10001001101010111100110111101111H89ABCDEF二進(jìn)制、十進(jìn)制及十六進(jìn)制對(duì)應(yīng)關(guān)系二進(jìn)制、八進(jìn)制對(duì)應(yīng)關(guān)系B000001010011010101110111O012345671.2各種數(shù)制間的相互轉(zhuǎn)換1.2.1R進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)【解】：

101101.01B=1×25+1×23+1×22+1×20+1×2-2=45.2510

權(quán)數(shù)碼【例】：把101101.01B轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)?！纠浚簩⑹M(jìn)制數(shù)3A9.3CH轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)?！窘狻浚海?A9.3C）16=3×162+10×161+9×160+3×16－1+12×16-2=768+160+9+0.1875+0.046875=(937.234375)10

方法：按權(quán)相加

N＝Kn·Rn+Kn-1·Rn-1+…+K0·R0+K-1·R-1+…+K-m·R-m

1.2.2十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)●降冪法

轉(zhuǎn)換方法:先給出要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù),其次寫出所有小于此數(shù)的各位二進(jìn)制權(quán)值,然后用要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)減去與它最相近的二進(jìn)制權(quán)值,如夠減則減去并在相應(yīng)位記1;否則,該位記0并跳過此位;如此反復(fù),直到該數(shù)為0為止?！癯耍ㄐ?shù)）除（整數(shù)）法除法：把要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制的整數(shù)部分不斷除以2，并記下余數(shù)，直到商為0為止。乘法：把要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制的小數(shù)部分不斷乘以2，并記下其整數(shù)部分，直到結(jié)果小數(shù)部分為0或達(dá)到精度要求為止?！窠祪绶ㄐ∮?17D的二進(jìn)制權(quán)為：

6432168421轉(zhuǎn)換結(jié)果：計(jì)算過程：

117-26=117-64=53（a6=1)1

53-25=53-32=21（a5=1)

53-24=21-16=5（a4=1)11

5-22=5–4=1（a2=1)1-20=1–1=0（a0=1)

（a3=0)

（a1=0)0101【例】：把N=117D轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)?！癯ㄉ逃鄶?shù)計(jì)算過程117/2=58（a0=1)58/2=29（a1=0)29/2=14（a2=1)14/2=7（a3=0)7/2=3（a4=1)3/2=1（a5=1)1/2=0（a6=1)【例】：把N=117D轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)?！?/p>

N=117D=1110101B。【例】：把N=48956D轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。●降冪法小于N的十六進(jìn)制權(quán)值為：4096256161計(jì)算過程：

48956-11×4096=3900

3900-15×256=6060-3×16=1212-12×1=0∴N=48956D=BF3CH1.2.3十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換結(jié)果(H)

B

F

3

C【例】：把N=48956D轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。●除法計(jì)算過程：余數(shù)48956/16=3059（a0=12→C)3059/16=191（a1=3→3)191/16=11（a2=15→F)11/16=0（a3=11→B)∴N=48956D=BF3CH十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換方法:（B→H）

由于十六進(jìn)制數(shù)是2的冪,所以這兩種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換十分容易,即4個(gè)二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)。具體方式，以小數(shù)點(diǎn)為中心，整數(shù)部分從小數(shù)點(diǎn)開始往左，4個(gè)二進(jìn)制數(shù)為一組，不足位補(bǔ)零。小數(shù)部分從小數(shù)點(diǎn)開始往右，4個(gè)二進(jìn)制數(shù)為一組，不足為補(bǔ)零?！纠?把11010110111111.010011B轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。0011，0101，1011，1111.0100，110035BF4C∴

11010110111111.010011B

=35BF.4CH1.2.4二進(jìn)制和十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換方法:（H→B）

由于十六進(jìn)制數(shù)是2的冪,所以一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)用4個(gè)二進(jìn)制數(shù)表示。具體方式，以小數(shù)點(diǎn)為中心，整數(shù)部分從小數(shù)點(diǎn)開始往左，1個(gè)十六進(jìn)制數(shù)符用4個(gè)二進(jìn)制數(shù)表示，零不能缺省。小數(shù)部分從小數(shù)點(diǎn)開始往右，1個(gè)十六進(jìn)制數(shù)符用4個(gè)二進(jìn)制數(shù)表示，零不能缺省。轉(zhuǎn)換完成后,整數(shù)部分最高位的零可以省略,小數(shù)部分最低位的零也可以省略?！纠?把7A9.64H轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。7A9.6401111010100101100100∴

7A9.64H

=11110101001.011001H二進(jìn)制和十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換r進(jìn)制數(shù)運(yùn)算基本規(guī)則：逢r進(jìn)一即：十進(jìn)制數(shù)：逢十進(jìn)一二進(jìn)制數(shù)：逢二進(jìn)一十六進(jìn)制數(shù)：逢十六進(jìn)一二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)則：加法：

0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=0（進(jìn)位1）乘法：

0×0=0，0×1=0，1×0=0，1×1=1二進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算十六進(jìn)制數(shù)運(yùn)算例：計(jì)算199H+51H=？199H

+51H

1EAH例：計(jì)算5C3H+3D25H=？05C3H

+3D25H

42E8H例：計(jì)算3D25H-5C3H=？3D25H

-05C3H

3762H1.3.1機(jī)器數(shù)與真值

在機(jī)器中,把一個(gè)數(shù)連同其符號(hào)在內(nèi)數(shù)值化表示的數(shù),稱為機(jī)器數(shù)。一般用最高有效位來表示數(shù)的符號(hào)（正負(fù)），正數(shù)用“0”表示，負(fù)數(shù)用“1”表示。

D0D7最高位機(jī)器字長(zhǎng)為8D0D15最高位機(jī)器字長(zhǎng)為161.3數(shù)的符號(hào)表示●機(jī)器數(shù)常用的碼制有原碼、反碼和補(bǔ)碼。

原碼表示法：符號(hào)+絕對(duì)值【例】：設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為n，若n=8，給出+3，-3，+0，-0的原碼。[+3]原碼=0000，0011=03H[-3]原碼=1000，0011=83H[+0]原碼=0000，0000=0H[-0]原碼=1000，0000=80H

◆◆注意：在原碼表示中，零不唯一！數(shù)的表示范圍（整數(shù)）：1.3.2數(shù)的原碼表示反碼表示法：正數(shù)的反碼同原碼，負(fù)數(shù)的反碼數(shù)值位與原碼相反，符號(hào)位為”1”。【例】：設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為n，若n=8，給出+3，-3，+0，-0的反碼。[+3]反碼=0000，0011=03H[-3]反碼=1111，1100=FCH[+0]反碼=0000，0000=0H[-0]反碼=1111，1111=FFH

數(shù)的表示范圍（整數(shù)）：注意：在反碼表示中，零不唯一！1.3.3反碼表示法1.3.4補(bǔ)碼表示法

正數(shù)的表示與原碼一樣。負(fù)數(shù)X的表示可以用公式描述：數(shù)的表示范圍（整數(shù)）：對(duì)不同機(jī)器字長(zhǎng)n=8，16，32，64，其表數(shù)范圍為：n=8：n=16：n=32：n=64：負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼表示

處理方法：（1）寫出與該負(fù)數(shù)相對(duì)應(yīng)的正數(shù)的補(bǔ)碼；（2）按位求反；（3）末位加一?！纠浚簷C(jī)器字長(zhǎng)為8位，則-64D的補(bǔ)碼表示為：+64D的補(bǔ)碼：01000000按位求反：10111111末位加1：11000000用十六進(jìn)制表示：C0【例】：機(jī)器字長(zhǎng)為16位，則N=-126D的補(bǔ)碼表示：+126D的補(bǔ)碼：0000000001111110

按位求反：1111111110000001

末位加1：1111111110000010

用十六進(jìn)制表示：FF82

【例】：機(jī)器字長(zhǎng)為16位，則N=-117D的補(bǔ)碼表示：+117D的補(bǔ)碼：0000000001110101按位求反：1111111110001010末位加1：1111111110001011用十六進(jìn)制表示：FF8B

十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼稱為BCD碼。引入BCD碼的目的是為解決日常習(xí)慣的十進(jìn)制數(shù)與機(jī)器內(nèi)的二進(jìn)制數(shù)之間的矛盾，使十進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換更為方便。最常用的是8421BCD碼。它對(duì)每一位十進(jìn)制數(shù)碼用4位二進(jìn)制編碼來表示，十進(jìn)制數(shù)的0~9分別對(duì)應(yīng)于0000~1001。十進(jìn)制數(shù)的7368用8421BCD碼表示為：

0111

0011

0110

1000BCD碼有壓縮BCD碼和非壓縮BCD碼二種形式，壓縮BCD碼的每個(gè)字節(jié)存放兩位BCD碼，而非壓縮BCD碼的每個(gè)十進(jìn)制數(shù)字占用一個(gè)字節(jié)的低4位，其高4位的內(nèi)容不代表BCD的信息。1.3.5BCD碼【例】寫出十進(jìn)制數(shù)31的壓縮BCD碼和非壓縮BCD碼。

【解】

31的壓縮BCD碼為：0011

000131的非壓縮BCD碼為：00000011

00000001

十進(jìn)制數(shù)字的8421BCD碼十進(jìn)制數(shù)字8421BCD碼十進(jìn)制數(shù)字8421BCD碼00000501011000160110200107011130011810004010091001

標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼共128個(gè)字符，分為二類：非打印的和可打印的ASCII碼。非打印ASCII碼：這類編碼用于控制性代碼，共33個(gè)。如:BEL（響鈴，07H），

DEL（刪除，7FH），

CR（回車，0DH），

LF（換行，0AH）等。可打印ASCII碼：共有95個(gè)。其中有：數(shù)字0~9的編碼30H~39H

大寫字母A~Z的編碼41H~5AH

小寫字母a~z的編碼61H~7AH

空格（Space）的編碼20H

1.3.6字符編碼●求補(bǔ)運(yùn)算：對(duì)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)按位求反、末位加一的運(yùn)算稱為求補(bǔ)運(yùn)算。補(bǔ)碼數(shù)具有的特征：[X]補(bǔ)碼

[-X]補(bǔ)碼

[X]補(bǔ)碼也可以表示為：[[X]補(bǔ)]補(bǔ)=[-X]補(bǔ)

【例】：[117]補(bǔ)=0075H，[-117]補(bǔ)=FF8BH[117]補(bǔ)為0000000001110101

按位求反1111111110001010

末位加11111111110001011FF8B=[-117]補(bǔ)補(bǔ)碼的加法和減法求補(bǔ)求補(bǔ)【例】：[117]補(bǔ)=0075H，[-117]補(bǔ)=FF8BH[-117]補(bǔ)為：1111111110001011

按位求反：0000000001110100

末位加1：00000000011101010075=[117]補(bǔ)即：[117]補(bǔ)碼

[-117]補(bǔ)碼

[117]補(bǔ)碼也可以表示為：[[117]補(bǔ)]補(bǔ)=[-117]補(bǔ)

求補(bǔ)運(yùn)算根據(jù)補(bǔ)碼的這一特性，可以得到補(bǔ)碼加法和減法的表示：補(bǔ)碼的加法和減法補(bǔ)碼的加法規(guī)則：補(bǔ)碼的減法規(guī)則：設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)n=8[25]補(bǔ)=00011001[32]補(bǔ)=00100000[-25]補(bǔ)=11100111[-32]補(bǔ)=1110000025+32=5700011001

+001000000011100125+(-32)=-700011001

+1110000011111001-25-32=(-25)+(-32)=-5711100111

+11100000

111000111丟棄補(bǔ)碼的加法和減法進(jìn)位和溢出進(jìn)位:由于運(yùn)算結(jié)果超出了位數(shù),最高有效位向前的進(jìn)位，這一位自然丟失，一般不表示結(jié)果的對(duì)錯(cuò)。溢出：表示結(jié)果超出了字長(zhǎng)允許表示的范圍，一般會(huì)造成結(jié)果出錯(cuò)。例：仍設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為8(－64)1100000012701111111

＋6401000000

+100000001010000000012810000000

進(jìn)位

溢出補(bǔ)碼的加法和減法“與”運(yùn)算（AND）“或”運(yùn)算（OR）

ABA

BABA

B

000