计算机体系结构金星第二章数据表示与指令系统2.ppt

计算机体系结构金星第二章数据表示与指令系统2 本章节主要讲解计算机体系结构中的数据表示和指令系统。数据表示是指可由硬件直接辨认的数据类型，可以分为自定义数据表示、数据描述符、向量数据表示和堆栈数据表示四种类型。 自定义数据表示的特点是数据类型和数据本身直接联系在一起，优点是简化指令系统、简化编译、易于对编程查错、自动类型转换、方便程序调试，支持了数据库系统的实现与数据类型无关的要求。但是缺点是增加存储空间又使指令执行速度变慢。 数据描述符的特点是数据类型和数据分开存储，主要用来描述复杂和多维结构的数据类型。它与带标志符数据表示不同之处是标志符要与每个数据相连，两者合存在一个存储单元中；而描述符则和数据分开存放，在描述成块数据时节省空间，要访问数据时，必须先访问描述符，这就至少增加一级寻址。 向量数据表示是在硬件上支持向量的并行执行，具有基址、位移量、向量长度、元素步距等特点。堆栈数据表示支持高级语言编译和子程序功能调用，传统堆栈用通用寄存器实现，放在主存中，堆栈指令数少，速度低，堆栈机器用高速寄存器实现堆栈，具有寄存器的速度和主存堆栈的容量。 引入数据表示的原则是系统的效率是否提高，是否减少了实现时间和存储空间，其通用性和利用率是否高。 浮点数据尾数据基值大小是浮点数表示的重要组成部分，浮点数的表示数学符号是（-1）^mf* rp^e * rm^(-p)，其中mf是尾数的符号位，ef是阶码的符号位，e是阶码的值，m是尾数的值。讨论尾数的基值为rm的非负阶、正尾数、规格化数（rp=2），可以表示的最小值和最大值，尾数个数、阶个数、可表示数的个数等。 结论是rm越大，在数轴上可表示数的密度分布越稀，rm越大，精度越小，rm越大，精度损失越小，rm越大，运算速度提高。 尾数下溢处理方法的选择有截断法、舍入法、恒置1法、查表舍入法等。