《计算机组成原理》第二版-浮点表示解析

"浮点表示-计算机组成课件（唐朔飞）第二版" 这篇课件主要讲解了计算机中浮点数的表示方法，这部分内容是计算机组成原理的一个重要知识点，由知名计算机教育家唐朔飞编著。浮点表示在计算机科学中用于表示较大或较小的数值，尤其在科学计算和工程应用中极为重要。以下是关于浮点表示的详细说明： 1. **浮点数的概念**：浮点数是一种科学记数法的数字表示方式，它可以表示非常大或非常小的数值。在计算机中，浮点数通常由三部分组成：符号位（S）、指数（阶码，j）和尾数（小数，即基数的幂，r的幂）。 2. **基数（基值，r）的选择**：在计算机中，基数通常是2，这是因为计算机使用二进制系统。但也有选择4、8、16等的情况，这些基数的选择影响了浮点数的表示范围和精度。 3. **浮点数的一般形式**：浮点数表示为S × r^j，其中S代表尾数的符号（1表示负数，0表示正数），r是基数，j是指数。这种表示方式允许尾数和指数分别处理，以达到不同的数值范围和精度。 4. **规格化数**：规格化数是一种优化的浮点数表示方法，其中尾数的最高位（最左边的位）始终为1，这样可以简化计算并提高精度。例如，二进制数1101.01可以规格化为1.10101×21，从而减少了存储空间的需求。 5. **浮点数的计算**：在计算机中，浮点数的加减乘除需要进行阶码调整和尾数运算，这涉及到指数的运算和尾数的对齐，通常需要考虑下溢、上溢和舍入误差等问题。 6. **浮点表示的优缺点**：浮点表示的优点是可以表示很大或很小的数，且在一定范围内具有较好的精度。缺点是运算复杂度高，速度相对较慢，且容易出现精度问题。 课件的其他章节涵盖了计算机系统概论、系统总线、存储器、输入输出系统、运算方法、指令系统、CPU结构和功能、控制单元等计算机组成原理的核心内容，旨在帮助学习者深入理解和掌握计算机硬件的基本构造和工作原理。课件设计考虑了教学的便利性，支持灵活的播放和导航，便于读者自我学习和复习。