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文档介绍:计 算 机 系 统 结 构
数据表示

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数据表示与数据结构
自定义数据表示
浮点数的设计方法
主要内容

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数据类型和数据表示
计算机中常用数据:
用户定义的数据 这类数据通常是由程序设计语言所确定的
系统数据 它是程序在执行时由计算机系统蕴含生成的
指令数据 即被执行的程序可看成是数据的复合
数据类型:指一组数据值的集合,并定义了可作用于这个集合上的操作集。

从系统结构看可分为:基本数据类型、结构数据类型、访问指针和抽象数据类型。

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基本数据类型
二进制数位及位串、整数及自然数、实数(浮点数)、逻辑数、十进制数、字符等。
结构数据类型
一组由相互有关的数据元素复合而成的数据类型,这些数据元素可以是基本数据类型中的元素,也可以是结构化数据类型本身中的元素。
多媒体扩展技术(Multi-Media eXtensions,MMX)

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数据表示:指在计算机中能由硬件直接识别,指令系统可以直接调用的数据类型。
数据结构:数据的组织方式,它反应了应用中各种数据元或信息元间的结构关系。它必须通过软件映象,变换成机器中所具有的(存储于一维存储器内)各种数据表示来实现的。
数据表示实质上是一个软、硬件取舍的问题。
基本数据表示

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一是缩短程序的运行时间
二是减少CPU与主存储器之间的通信量
三是这种数据表示的通用性和利用率
数据表示在不断扩大,如字符串、向量、堆栈、图、表
确定数据表示的原则

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例1:计算C=A+B,其中,A、B、C均为 200×200的矩阵。分析采用向量数据表示的作用。
解:如果在没有向量数据表示的计算机上实现,一般需要6条指令,其中有4条指令要循环4万次。因此,CPU与主存储器之间的通信量:
取指令:2+4×40,000条
读或写数据:3×40,000个
共要访问主存储器:7×40,000次以上
如果有向量数据表示,只需要一条指令。
减少访问主存(取指令)次数4×40,000次
用软件和硬件结合的方法实现新的数据表示
用字节编址支持字符串数据表示
用变址寻址方式来支持向量数据表示

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数据表示与数据结构
自定义数据表示
浮点数的设计方法

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例2: 两个数相加
C语言
float a,b;
a=a+b;
传统的机器语言程序
无论a和b是否是浮点数,都按浮点数对待
增加了编译的负担
为了缩短机器语言同高级语言对数据属性的说明之间的语义差距,引入了自定义数据表示。
浮加
a
b

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自定义数据表示:由数据本身来表明数据类型,使计算机内的数据具有自定义能力。
分类:
★ 带标志符的数据表示
★ 数据描述符
带标志符的数据表示:描述简单数据,标志符是和每个数据值相连,存在同一存贮单元内。
数据标志位
数据值
带有标志符的数据表示方式

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上传人:wxc6688 2021/1/21 文件大小:2.71 MB

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