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1、计算机概论 第一次习题课3、4、5 KeyPoints Explanation 作业中的问题n抄袭现象严重n拖拖拉拉。本周布置的作业必须在下周 三之前交完。n作业不认真、应付了事：省略步骤，或 者一些同学直接写“同理，所以”n邮件名称以及附件命名格式：姓名_学号 _chapter_班级3、4章n需要掌握的主要知识点：十进制-二进制（整数、浮点数）整数的表示方式：原码、反码、补码浮点数规范化表示方式和在内存中的表示方式算术运算：利用补码做加减法（整数、浮点数 ）：进位与溢出逻辑运算：AND、OR、XOR；MASK应用和移位操作3、4章n容易出错的部分：浮点数 小数部分二进制-十进制整数算术运算中
2、进位的处理（十六进制部分）浮点数如何做算术运算逻辑运算：按位操作逻辑运算符意义以及mask的作用浮点数 二进制-十进制n四步根据指数的大小，移动小数点到合适位置将二进制的整数部分十进制整数将二进制小数部分十进制小数添加小数点和符号（+，-）十进制小数部分表示0. 1 2 3 0 0 1 0 110-1 10-2 10-3 . . . . . . 10-7 10-81*10-1+2*10-2+0*10-7+1*10-8=0.12300101十进制浮点数 二进制-十进制（续 ）将二进制小数部分十进制形式0. 1 1 1 0 0 1 0 12-1 2-2 2-3 . . . . . . 2-7 2-
3、81*2-1+1*2-2+0*2-7+1*2-8=0.78203125十进制小数二进制小数算术运算：用原码运算n原码 19-23=-（23-19）=-419：00010011 -23：10010111Carry 0 0 1 0 1 1 1 230 0 1 0 0 1 1 - 19- 19- Result0 0 0 0 1 0 0 -4算术运算：用反码运算n反码：19-23=19+（-23）=-4 19：00010011 -23：11101000 Carry 0 0 0 1 0 0 1 1 191 1 1 0 1 0 0 0 + -23+ -23- Result1 1 1 1 1 0 1 1 -
4、40 0 0 0 0 1 0 0 （-4原码）算术运算：用补码运算n补码：19-23=19+（-23）=-4Carry 10 0 0 1 0 0 1 1 + + 191 1 1 0 1 0 0 1 -23- Result1 1 1 1 1 1 0 0 -40 0 0 0 0 1 0 0算术运算n原码：19-19=+0；-19+19=-0n反码：19-19=-0；-19+19=-0n补码：19-19=0； -19+19=0原码：19-19=+019：00010011 -19：10010011 Carry0 0 1 0 0 1 1 190 0 1 0 0 1 1 19 0 0 0 0 0 0 0
5、+0/-0反码：19-19=-019：00010011 -19：11101100 19-19=19+（-19）=？ Carry0 0 0 1 0 0 1 11 1 1 0 1 1 0 0 + 1 1 1 1 1 1 1 1 （-0的反码）补码：19-19=019： 00010011 -19：11101101 19-19=19+(-19)=?Carry 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 1 0 0 1 11 1 1 0 1 1 0 1 + -0 0 0 0 0 0 0 0 -0有符号数运算时的溢出问题n请大家来做两个题目两正数相加怎么变成了负数？ 1）（+127）+（+3）=？ 0 1
6、1 1 1 1 1 1 B +127+ 0 0 0 0 0 0 1 1 B +31 0 0 0 0 0 1 0 B -126两负数相加怎么会得出正数？ （-83）+（-80）=？1 0 1 0 1 1 0 1 -83+ 1 0 1 1 0 0 0 0 -80 0 1 0 1 1 1 0 1 +93原因：n溢出：试图将一个数存储到存储空间不能表示的范围 中如果计算机的字长为n位，n位二进制数的最高位为符 号位，其余n-1位为数值位，采用补码表示法时，可表 示的数X的范围是 -2n-1X2n-1-1当n=8时，可表示的有符号数的范围为-128+127。 两个有符号数进行加法运算时，如果运算结果超出
7、可 表示的有符号数的范围时，就会发生溢出，使计算结 果出错。很显然，溢出只能出现在两个同符号数相加 或两个异符号数相减的情况下。 Twos complement numbers visualization浮点数的算术运算n检查符号位：符号位相同：相加其值，添加符号位给结果符号位不同：比较其绝对值，绝对值大的减去绝对值 小的，结果的符号位与绝对值大的符号位相同n比较两个规范化表示的浮点数的指数部分，指数小的 左移其小数点使得指数部分和指数大的相同。n相加或者相减尾数部分（包括小数点之前的1或者0）n规范化表示结果（注意添加符号位）n检查是否溢出 进位处理：当符号相同时，保留最高位进位；符号不同
8、时，舍弃最高位进位。浮点数的算术运算例子1-12.00067 + 451.00 = 451.00 - 12.00067 = 111000011.0 - 1100.00000000001010111 = 28 x 1.11000011 - 23 x 1.10000000000001010111 = 28 x 1.11000011 - 28 x 0.0000110000000000001010111 = 28 x ( 1.1100001100000000000000000 + l.1111001111111111110101001 ) = 28 x1.10110110111111111101010
9、01 = 110110110.11111111110101001 = 438.99933浮点数的算术运算例子2-344.23 - 123.8902 = -( 344.23 + 123.8902 ) = -( 101011000.0011101 + 1111011.11100011111001 ) =-( 28 x 1.010110000011101 + 26 x 1.11101111100011111001 ) =-( 28 x ( 1.010110000011101 + 0.0111101111100011111001 ) ) =-( 28 x ( 1.1101010000011101111
10、001 ) ) = -111010100.00011101111001 = -468.11676025390625逻辑运算：按位操作Target Target 1 0 0 1 1 0 0 01 0 0 1 1 0 0 0 XORXOR0 0 1 1 0 1 0 10 0 1 1 0 1 0 1- Result Result 1 0 1 0 1 1 0 11 0 1 0 1 1 0 1Target Target 1 0 0 1 1 0 0 01 0 0 1 1 0 0 0 OROR0 0 1 1 0 1 0 10 0 1 1 0 1 0 1- Result Result 1 0 1 1 1 1
11、0 11 0 1 1 1 1 0 1逻辑运算：例子n出错地方：两个数值整体做逻辑操作n正确做法：按位做逻辑运算x99 AND x99 = 10011001 AND 10011001 = 10011001 x99 OR xFF = 10011001 OR 11111111 = 11111111 x99 XOR xFF = 10011001 XOR 11111111 = 01100110 逻辑运算符的固有属性逻辑操作和移位操作的应用n问题：利用逻辑和移位操作来提取一个无符号数值的第四和第五 位。n方法一：先移位运算再逻辑运算 Mask: 00000001 Number: abcdefghOpera
12、tions: Step 1: Shift to the right by 3, which gives us 000abcde. Step 2: 000abcde AND 00000001 = 0000000e (if the result is 1, the bit was set) Step 3: Shift once more to the right, which gives us 0000abcd. Step 4: 0000abcd AND 00000001 = 0000000d (if the result is 1, the bit was set)方法二：先逻辑运算再移位运算
13、Number:abcdefgh Operation: （1）检验第4位： mask1:00001000step1:00001000ANDabcdefgh=0000e000,step2:Shift to the right by 3, which gives us 0000000e.(if the result is 1,the bit was set) （2）检验第5位: Mask2:00010000 Step1:00010000ANDabcdefgh=000d0000 Step2:shift to the right by 4, which gives us 0000000d.(if the result is 1,the bit was set)5章n主要知识点计算机的主要组成部分：CPU+Memory+I/OCPU的主要组成部分及其作用三种总线结构、作用以及如何计算总线位数理解地址空间以及如何计算地址空间大小两种I/O设备寻址方式：独立I/O寻址和内存-映 射I/O寻址注意区分位和字（b
