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《原码、反码、补码》教案


《原码、反码、补码》教学设计 一、教材分析 二教学目标描述
1)知识与能力目标 ? ? ? ? ? ? 掌握真值,机器数的概念 掌握用真值求出原码,反码,补码的方法 掌握原码,反码,补码的互相转换,及其取值范围. 通过本节课的学习,能根据实际需要,求出相应的机器数 培养学生的创新能力和分析问题、解决问题的能力; 注重发挥学生的集体协作能力;

2)过程与方法 3)情感态度价值观

? 注重实际操作,提高学生的独立思考能力
三、重难点分析

【教学重点】
? ? ? 求出原码,反码,补码的方法 真值与机器数之间的关系 根据需要求出原码,反码,补码

【教学难点】

四、学习者特征分析和相关策略设计 五教学方法 六、教学过程 任务驱动法、小组协作法

教师活动

学生活动

1

教师活动

学生活动

〖引入〗
大家都知道,用计算机表示数只能用 0 和 1 来表示,因为 计算机只认识 0 和 1。 提问:但在计算机里如何来表示正、负号呢? 所以我们要表示一个数的符号(+号或者-号)也只能借用 0 和 1 这两个数字来表示,就是将符号数字化,我们规定:用 0 表示正,1 表示负,即当符号位为 0,表示其后的数值为正;当 符号位为 1,表示其后的数值为负。 例如:8 位字长的数 N1=+1001100 表示为 01001100, N2=-1001100 表示为 11001100。 从上面的例子大家都可以看到,N1 、N2 有两种不同的表示 方法,这就涉及到两个概念——机器数和真值。
学生讨论,回答问 题,师生互动.

再次引出问题,激发 学生思考,讨论

〖新课〗
1.真值---带有正负号的数。例如:+1001100,-1001100。 2.机器数---把符号数字化了的数,也就是一个数在计算 机中的表示形式,例如:01001100,11001100。 假设用 8 位二进制数表示一个数,如图所示。 图 用 8 位二进制表示一位数 实际上,大家可以看到,机器数就是真值的“+” 、“-” 号数值化得到的计算机实际能表示的数。用机器数的最高位代 表符号(若为 0,则代表正数;若为 1,则代表负数),其数值 位为真值的绝对值。 在数的表示中,机器数与真值的区别是:真值带符号如- 0011100,机器数不带数符,最高位为符号位,如 10011100, 其中最高位 1 代表符号位。 例如:真值数为-0111001,其对应的机器数为 10111001, 其中最高位为 1,表示该数为负数。 机器数也有不同的表示法,常用的有 3 种:原码、补码和 反码。 3.原码表示 原码的定义:真值 X 的符号数值化后所表示出来的机器数 就叫原码, 记作[X]原。在用二进制表示的数中,符号位为 0 表示正数,符 号位为 1 表示负数,其他各位表示数值本身,这种表示法称为 原码表示法。 (1)正数的原码 X>0 时,如 X=+11010,则[X]原=[+11010]原=011010 即[X]原=X (2n-1>X>0) (2)负数的原码 X<0 时,如 X=-10011,则[X]原=[-10011]原=110011 显然 [X]原=2n-1-X (-2n-1<X<0 ) 例如 X=-110011 的原码是: 原=[-110011]原=26[X] (-110011) =1110011
引出新课内容

学生思考









号 ”-” 该 怎 么 来表示?

学生思考,讨论 (用机器数的特点 分析)

2

教师活动

学生活动

可见,正数的符号位添上 0,负数的符号位添上 1 就是该数 的机器数的原码表示。 原码就是原数值部分的数码不变的意思。 (3) 0 的原码表示 l 正零的原码 若 X=+00?0 n-1 个 0 则[X]原=[+00?0] 原=0 00?0 n-1 个 0 l 负零的原码 若 X=-00?0 n-1 个 0 则[X]原=[-00?0] 原=1 00?0 学生参与、师生互 n-1 个 0 可见,0 在原码中有两种表示形式,换句话说,在原码表 动 示法中遇到这两种情况的机器数时都做 0 处理。 综合(1)、(2)、(3),可得到字长为 n 的定点整数 的机器数的原码的定义 : X n-1 (2 >X≧0) [X]原= 2n-1-X (-2n-1<X≦0) 还有一种常用情况, 即小数点在符号位之后, 1>X>-1 时, 即 有: X (1>X≧0) [X]原= 20-X (0≧X>-1) 如:X=0.1101 的原码是: [X]原=0.1101 又如 X=-0.1101 的原码是: 学生参与学生完 [X]原=1.1101 成情况反馈
学生自主学习

〖小结〗
1.原码符号位后代码为真值的绝对值; 2.+0 的原码为 00000000,-0 的原码为 10000000(以一个 。 字节长表示); 学生完成情况反 3.正数的原码等于它本身,即[X]原=X; 4.原码的表示范围为+(2n-1-1)—-(2n-1-1),对 n=8, 馈 则为+127—-127。

〖作业〗
以字长 8 位,对下列数求原码。 -1,-128,-64,127

学生练习,加深 印象。

3

教师活动

学生活动

〖教学反思〗

学生完成情况反 馈

1.先讲述机器数和真值,再学习原码的表示方法,这里并 没有完全按照书上的顺序和内容讲授,主要是为了方便 同学理解和降低难度系数。 2.教师在教学过程中应注意及时归纳和小结,会有助于同 学对知识目标的学习和掌握,并通过课后作业尽可能当 堂消化。 3.激发学生对计算机原理学习的兴趣是关键,应该引导学 分组讨论 生积极参与学习,要注重跟学生交流,另外多提问,多 鼓励,保持良好的课堂气氛是关键。

4


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