授課教案 2_7

1、1第一單元第七講運算器總結(jié)和復習2內(nèi)容提要運算器功能：處理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表示：原碼、反碼、補碼、檢錯糾錯功能實現(xiàn)：加減乘除電路設計：加法器、運算器基本設計：運算器實例：Am2901提高運算器性能：3數(shù)據(jù)類型 邏輯型數(shù)據(jù) 真（1）、假（0） 字符型數(shù)據(jù) 單字符 ASCII、UNICODE 字符串 字符的拼接、存儲 數(shù)值型數(shù)據(jù) 整數(shù)、定點小數(shù)、浮點數(shù) 原碼表示、反碼表示、補碼表示4數(shù)據(jù)檢錯和糾錯 原理 增加冗余線路，使合法碼字帶有某種特征。 檢查碼字，是否保持這種特征。 如果還能指出是哪一位出錯，則可糾錯。 方法 奇偶校驗碼、海明校驗碼、循環(huán)冗余碼5海明碼數(shù)據(jù)位與校驗位關(guān)系1. 數(shù)據(jù)位有k位，校驗位有r

2、位，如要求可發(fā)現(xiàn)并改正一位錯，則：2r個不同的編碼中，至少 有1個編碼來表示沒有錯誤； 有k+r個編碼來表示其中哪一為出錯。即： 2r k+r+12. 如果還需要發(fā)現(xiàn)兩位錯，則r位中，至少需要有一位來表示是1位錯還是2位錯，剩下的r-1位來表示1位錯中哪一位出錯。 則：2r-1 k+r 6海明碼數(shù)據(jù)位與校驗位關(guān)系 若海明碼的最高位為m，最低位為1，即編碼完成后的整個碼字為HmHm-1H1。 校驗位和數(shù)據(jù)位共有m位，其中，校驗位Pi在海明碼中被分配的位號為2i-1號，其余的位為數(shù)據(jù)位。 海明碼的每一位編碼Hi由多個校驗位校驗，其關(guān)系是被校驗的每一位位號要等于校驗它的各個校驗位的位號之和。7海明碼

3、數(shù)據(jù)位與校驗位關(guān)系例： 數(shù)據(jù)位有8位，校驗位有5位，才能發(fā)現(xiàn)并改正一位錯，并發(fā)現(xiàn)兩位錯。共13位編碼，校驗位為其中第1、2、4、8和13位。其余為數(shù)據(jù)位。P5D8D7D6D5P4D4D3D2P3D1P2P1。他們的校驗關(guān)系為（偶校驗）： P1=D1 D2D4 D5 D7 S1= P1 D1 D2D4 D5 D7 P2= D1 D3D4 D6 D7 S2= P2 D1 D3D4 D6 D7 P3= D2D3 D4 D8 S3= P3 D2D3 D4 D8 P4= D5D6 D7 D8 S4= P4 D5D6 D7 D8 P5= D1 D2D3 D4 D5 D6 D7 D8 P1 P2 P3 P4

4、 S5= P5 D1 D2D3 D4 D5 D6 D7 D8 P1 P2 P3 P48檢錯糾錯碼檢錯糾錯碼1. K位碼有位碼有2K 個編碼狀態(tài)，全用于表示合個編碼狀態(tài)，全用于表示合法碼法碼,則任何一位出錯則任何一位出錯, 均會變成另一個均會變成另一個合法碼合法碼,不具有檢錯能力不具有檢錯能力2. 從一個合法碼變成另一個合法碼從一個合法碼變成另一個合法碼,只少只少要改變幾位碼的值要改變幾位碼的值,稱為稱為最小碼距最小碼距(碼距碼距)3. K+1 位碼位碼,只用其只用其 2K 個狀態(tài)，可使碼距個狀態(tài)，可使碼距 為為 2 , 如果一個合法碼中的一位錯了，如果一個合法碼中的一位錯了， 就成為就成為非法

5、碼非法碼，通過檢查，通過檢查碼字的合法性碼字的合法性，就就得到檢錯能力得到檢錯能力，這就是奇偶校驗碼。，這就是奇偶校驗碼。9檢錯糾錯能力檢錯糾錯能力4. 對對 k 位數(shù)據(jù)位，當給出位數(shù)據(jù)位，當給出 r 位校驗位時，位校驗位時，要發(fā)現(xiàn)并改正一位錯，要發(fā)現(xiàn)并改正一位錯， 須須 滿滿 足足 如如 下下 關(guān)關(guān) 系：系： 2r = k + r +1 ，要發(fā)現(xiàn)并改正一位錯，要發(fā)現(xiàn)并改正一位錯， 也能發(fā)現(xiàn)兩位錯也能發(fā)現(xiàn)兩位錯,則應則應： 2r-1 = k + r , 此時碼距為此時碼距為 4。 10數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的格式數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的格式定點小數(shù)定點小數(shù): N = N N N .Ns-1-n-2整整

6、 數(shù)數(shù) : N = N N N . N N01snn-1浮點數(shù)浮點數(shù): N = M E E .E E M M .M ssm-110-1-2-n符號位符號位 階碼位階碼位 尾數(shù)數(shù)碼位尾數(shù)數(shù)碼位 總位數(shù)總位數(shù) 短浮點數(shù)短浮點數(shù): 1 8 23 32長浮點數(shù)長浮點數(shù): 1 11 52 64 臨時浮點數(shù)臨時浮點數(shù): 1 15 64 80IEEE 標準：標準： 階碼用移碼，階碼用移碼，尾數(shù)用原碼尾數(shù)用原碼 基為基為 211定點小數(shù)表示定點小數(shù)表示: Ns N1 N2 Nn X = X = X =原原 X 1 - X -1 X 0反反 X(2 - 2 )+ X-n0 X 1-1 X 0補補 X 2 + X

7、Mod ( 2 - 2 )0 X 1-1 X 0Mod 20 X 0，則上商1，余數(shù)左移1位， Ri+1 =2 Ri -Y 。 若Ri 0，則上商1，余數(shù)左移1位， Ri+1 =2 Ri -Y 。 若Ri = t + l + 1 ( l = t )奇偶檢錯碼奇偶檢錯碼海明檢錯糾錯碼海明檢錯糾錯碼33第一單元第一單元 教學內(nèi)容教學內(nèi)容 復習與總結(jié)復習與總結(jié)進位記數(shù)法與進制轉(zhuǎn)換進位記數(shù)法與進制轉(zhuǎn)換N 代表一個數(shù)值代表一個數(shù)值r 是這個數(shù)制的基是這個數(shù)制的基 (Radix，該數(shù)制所用的符號個數(shù)，該數(shù)制所用的符號個數(shù))i 表示這些符號排列的位序號表示這些符號排列的位序號Di 是位序號為是位序號為i i

8、的位上的一個符號的位上的一個符號是位號為是位號為i i的位上的一個的位上的一個 1 1 代表的值，稱為位權(quán)代表的值，稱為位權(quán)ri表示對表示對 m+k m+k 位的值求累加和位的值求累加和 N N=i=m-1*-k Diri*是第是第i i位上的符號所代表的實際值位上的符號所代表的實際值riDi34數(shù)值數(shù)據(jù)格式數(shù)值數(shù)據(jù)格式二二 十進制十進制八八 二二 十六進制十六進制八八 十十 十六進制十六進制定點小數(shù)定點小數(shù): N = N N N Ns-1-n-2 整整 數(shù)數(shù) : N = N N N . N N01snn-1浮點數(shù)浮點數(shù): N = M E E .E E M M .M ssm-110-1-2-n

9、 短浮點數(shù)短浮點數(shù): 1 8 23 32長浮點數(shù)長浮點數(shù): 1 11 52 64 臨時浮點數(shù)臨時浮點數(shù): 1 15 64 80第一單元第一單元 教學內(nèi)容教學內(nèi)容 復習與總結(jié)復習與總結(jié)進制轉(zhuǎn)換進制轉(zhuǎn)換與與35第一單元第一單元 教學內(nèi)容教學內(nèi)容 復習與總結(jié)復習與總結(jié) X 1 - X -1 X 00 X 1X原原 = X(2 - 2-n )+ X0 X 1-1 X 0Mod (2-2-n)X反反 = X 2 + X0 X 1-1 X 0Mod 2X補補 = X 2n - XX原原 =X移移 = 2n + X整整數(shù)數(shù)定點小數(shù)定點小數(shù)一位符號，一位符號，n位數(shù)值位數(shù)值 2n+1 + X XX補補 =0 X 2n-2n X 036第一單元第一單元 教學內(nèi)容教學內(nèi)容 復習與總結(jié)復習與總結(jié)運算器部件的功能、組成、設計、操作與控制運算器部件的功能、組成、設計、操作與控制Am2901芯片的內(nèi)部組成芯片的內(nèi)部組成4 片片 Am2901 構(gòu)成構(gòu)成 16 位的運算器的設計位的運算器的設計2 片片 Am2901 構(gòu)成構(gòu)成 8 位的運算