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1、北京信息科技大学北京信息科技大学信息管理学院信息管理学院实实 验验 报报 告告课程名称课程名称 信息系统基础 实验项目实验项目 实验一 计算机数据信息化和指令执行过程实验仪器实验仪器 PC、Office2003 专专 业业 * 班级班级/ /学号学号 * 学生姓名学生姓名 * 实验日期实验日期 * 实验地点实验地点 1-3-607 成成 绩绩 指导教师指导教师 卢慧雅 一、实验目的1了解计算机中数值型数据的二进制表示形式并掌握不同进制数据之间的转换；了解数的原码、反码、补码的概念及表示；了解浮点数在内存中的存储方法，理解精度、有效位和表示范围的概念，了解数据溢出现象及造成影响。2理解标准信息交
2、换码，了解西文字符、数字、符号的输入及查找过程；了解汉字编码用途，区别机内码、国标码、区位码、字形码和汉字库的不同意义，掌握常用汉字编码规则及其应用。3理解计算机指令的基本概念；跟踪指令执行的全过程，明确取指令、分析指令和执行指令的三个过程所涉及的部件及同步控制关系；理解程序自动执行的基本原理；观察指令执行过程中，计算机内 CPU 内存中存储内容的变化，以及三大总线的控制信号流和数据信号流的流向。二、实验内容1数值型数据在计算机中二进制表示；不同进制数据与二进制之间的转换；数的原码、反码、补码表示；二进制算术运算与数据溢出。2西文字符的输入、查找与显示；汉字的输入、查找与显示；汉字编码与汉字库
3、。3一条加法指令在计算机中的执行过程。三、实验要求 1理解并掌握数据在计算机中的表示方法及特性，掌握二进制算数运算和逻辑运算。2了解用户单击按键到显示字符的信息转换过程，了解不同的汉字输入法如何实现从输入到汉字的映射。3通过“指定操作数取指令指令译码取操作数加法计算”五个环节动画演示，理解并熟练掌握指令执行全过程。4对实验内容进行总结和思考，详细填写实验过程和实验总结，实验报告的文件名格式为“实验报告一_学号_班号_姓名.doc” ，例如：“实验报告一_2017012999_管科 1701_张三.doc” 。四、实验准备1一台电脑。2Office2003 及以上软件环境。3BIT-VRLab
4、软件。五、实验过程一、计算机中的数据表示与计算1数值型数据在计算机中的二进制表示（P25 表 2-1）十进制整 数分类输入十进制整数 （+32767-32768）内存二进制整型数据（16 位）内存地址号任意正整 数1000001010 0000000000010001 00010002 任意负整 数-211111110 1111111100010003 00010004 最大数3276711111111 0111111100010005 00010006 最小数-3276800000000 1000000000010007 00010008 绝对值最 小数000000000 000000000
5、0010009 0001000A 绝对值最 大数-3276800000000 100000000001000B 0001000C 十进制实 数分类输入十进制实数 （+99.9999-99.9999）内存实型数据 （32 位）尾数部分阶码 （移位 前）阶码的数学 表示 （移位存储 后） 任意正实 数0.500000000000000000000000-101111110任意负实 数-0.500000000000000000000000-101111110最大数99.999910001111111111111110011610000101 最小数-99.9999100011111111111111
6、10011610000101 绝对值最 小数000000000000000000000000000000000绝对值最 大数99.9999100011111111111111100116100001012不同进制与二进制数据的转换（P25 表 2-2）不同进制数据实验数据（正实型数据）对应的二进制 十进制2.510.1 八进制4.5100.101 十A1010进制3数的原码、反码和补码（P25 表 2-3）正十进制数58负十进制数-58 原码00111010原码10111010 反码00111010反码11000101 补码00111010补码110001104二进制算术运算与数据溢出（P25
7、 表 2-4，P26 表 2-5）操作数一操作数二运算符是否溢出实验结果正确结果溢出对结 果产生了 什么影响 1225+否37 100100+是-56200 100127+是-29227结果不正 确问题简要回答 什么时候出现溢出情况？当结果超过了 8bit 所能表示的值的范围时会溢出二、字符编码与信息交换1西文字符的输入、查找与显示（P35 表 3-1）输入字符ASCII 码 （十进制数）内存信息 （二进制数）显示字形码 （十六进制） 553001101010FE008000800 A6501000001000000800140 60001111000000000600182汉字字符的输入、查
8、找与显示（P35 表 3-2）编码类型输入字符 1：“字”输入字符 2：“形” 汉字输入法全拼双拼 汉字输入码ziX: 机内码（十六进制）D7D6D0BE 国标码（十六进制）5756503E 区位码（十六进制）3736301E 字形码的第 4 行（十六进制）0000C0000000703C3汉字编码与汉字库（P35 表 3-3）字体“字”的字形码第 5 行信息 （十六进制表示）“形”的字形码第 6 行信息 （十六进制表示）宋体0000C00001830060 黑体000380001FFFC0E0 隶书0000000000000000三、一条指令执行过程记录表（P45 表 4-1）步骤 1 用户
9、指定两个加数 加数 1，加数 22,3 PC 中存储的指令地址00000000,00001010 RAM 中对应指令地址中的指令编码00011101,00110110 RAM 中加数 1 的编码与内存地址00000000,00000010,0x0034,0x0035 RAM 中加数 2 的编码与内存地址00000000,00000011,0x0036,0x0037步骤 2 取指令 CPU 使用哪根总线将 PC 中的内存地址送至 RAM？ABRAM 将 CPU 传来的指令地址存储在哪里？地址储存器 地址存储器中存放的是什么？具体的二进制编码是 什么？指令编码 0001110100110110地址
10、存储器中二进制编码对应的内存地址是什么？ 该内存地址中存放了什么数据？该数据放在哪个寄 存器中？000A 指令编码 指令寄存器PC 被访问后其中的内容发生了什么变化？为什么？指令地址自动加 1，因为这一指令 完后要执行下一次指令 PAM 将数据存储器中的数据通过哪条总线传送给 CPU？DBCPU 将 RAM 传来的指令存放在哪里？IR IR 中存放的指令二进制编码是什么？000111010010110步骤 3 指令译码 IR 中的操作码和两个操作数的内存地址分别是什么？ （分别用六位二进制数和四位十六进制数表示）000001 0001 操作数 1：110100 0034 操作数 2：11011
11、0 0036 译码在哪里进行？通过哪组总线把该操作传递给 RAM？CU 控制器 CB步骤 4 取数据 CPU 通过哪组总线传送地址？RAM 将这个地址存 放在哪里？AB 地址储存器RAM 把第一个操作数存放在哪里？通过哪组总线 传送给 CPU？数据寄存器 DBCPU 把取到的第一个操作数存放在哪里？GR 步骤 5 加法计算 CPU 把两个加数放入哪里进行加法计算？ALU 计算器 当两个加数相加结束后，CPU 把相加结果存放在哪 里？加数 1 所在的通用寄存器中六、实验总结：1计算机在进行 8 个字节的数的计算时，即使计算范围不超过 127-128结果也有可能显示溢出，因为补码有可能在进行计算时
12、已经超过了 8 个字节，即使它本身所表示的真值不超过 8 个字节的范围。2一条指令的执行过程感觉很复杂，实验不太之冠，填表有困难，不过老师讲的比较清楚。3还有就是字形，那行列看不清。4七、教师评语：说明： 1.实验名称、实验目的、实验内容、实验要求实验名称、实验目的、实验内容、实验要求由教师确定，实验前由教师事先填好，然后作为实验报告模版供学生使用； 2.实验准备实验准备由学生在实验或上机之前填写，教师应该在实验前检查； 3.实验过程实验过程由学生记录实验的过程，包括操作过程、遇到哪些问题以及如何解决等； 4.实验总结实验总结由学生在实验后填写，总结本次实验的收获、未解决的问题以及体会和建议等；
