通信专业综合能力计算机中表示的数据

6.3.2 计算机中表示的数据

计算机中表示的数据分为两大类，即数值数据和非数值数据（符号数据）。

数值数据用来表示数量的多少，它包括定点小数、整数、浮点数和十进制数串4种类型。它们通常都带有表示数值正负的符号位。

非数值数据（符号数据）则用于表示一些符号标记，如英文字母、数字、标点符号、运算符号、汉字、图形、语言信息等。由于在计算机中，这些数据都是用二进制编码的，所以，这里提到的数据的表示，实质上是它们在计算机中的组成格式和编码方法。

1.数值数据的编码

数值数据在计算机内用二进制编码表示，常用的编码有原码、反码和补码。这里仅介绍带符号整数的原码、反码和补码，并设机器字长为8位。

(1)机器数与真值

通常，将表示一个数值数的机内编码称为机器数，而它所代表的实际值称为机器数的真值。

对于带符号数，在机器中通常用较高位代表符号位，0表示正，1表示负。

　　(2)定点数和浮点数

①设备限制机器数所表示数的范围在计算机中，一般用若干个二进制位表示一个数或一条指令，把它们作为一个整体来处理、存储和传送。这种作为一个整体来处理的二进制位串，称为计算机字。表示数据的字称为数据字，表示指令的字称为指令字。

②定点数计算机中运算的数有整数也有小数，如何确定小数点的位置呢？通常有两种约定：一种是规定小数点的位置固定不变，这时的机器数称为定点数；另一种是小数点的位置可以浮动，这时的机器数称为浮点数。

③浮点数浮点表示法就是小数点在数中的位置是浮动的。在以数值计算为主要任务的计算机中，由于定点表示法所能表示的数的范围太窄，不能满足计算问题的需要，因此就要采用浮点表示法。在同样字长的情况下，浮点表示法能表示的数的范围扩大了。

(3)原码、反码、补码

①原码表示法

原码表示法是机器数的一种简单的表示法。其正数的符号位为0，负数的符号位为1，其他位按一般的方法表示数的绝对值，用这样的表示方法得到的就是数的原码。

②反码表示法

机器数的反码可由原码得到。正数的反码与其原码相同，负数的反码为其原码除符号位外的各位按位取反（即是0的改为1，是1的改为0)。

③补码表示法

机器数的补码可由原码得到。正数的补码与其原码相同，负数的补码为其反码在最低位加1。

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