【计算机组成&体系结构】移码 | 定点小数的表示和运算

一、移码

上篇我们提到了原码,反码和补码的表示形式和如何转换。这篇我们会提到一个新的概念---移码 。移码也很简单,其实就是在补码的基础上把符号取反即可。

值得注意的是,移码只能表示整数 。而原码,反码和补码既可以表示整数又可以表示小数。

其次,移码和补码一样,对于真值0只有一种表示形式。 因此,对于8bit移码,表示范围为-128~+127。

把真值由大到小的对应的补码和其对应的移码列出,我们发现,移码-128是00000000,而127是11111111,如果按无符号整数解读,正好是无符号整数的0---255,这种规律使得用硬件电路对应移码大小非常方便,且移码经常用于浮点数的阶码当中。
各种码的基本特性总结

二、定点小数的表示和运算

定点小数的表示方法有三种,原码,反码和补码。与定点整数的唯一区别是,我们默认的小数点位置不同,因此不同位对应的位权自然也不同。

1.原码

可以看到,对于定点小数来说,原码的表示方法和定点整数基本一致。第一位表示符号位,但定点小数的小数点默认在符号位后面。所以对于0.1100000 来说,表示的是+0.75,对于1.1100000 来说,表示的是-0.75。 ( 定点小数的写法常常在符号位加 " ." )

2.反码和补码转换(和定点整数相同)

3.加减运算

定点小数的加减运算和定点整数的加减运算相同,都是要先转化为补码再进行运算。

(1)定点小数加法

(2)定点小数减法

4.定点小数&定点整数

对于定点小数,原码和反码同样的有相同的表示范围和转化方式。而对于定点小数的补码,最小值为-1,并且同样真值0只有一种补码。

定点小数和定点整数还有一个区别,在对位数进行扩展的时候,扩展的位置不同,如上图所示。如果把4bit的定点小数扩展为8bit,则需要在数值位末尾加0,而对于定点整数则是在符号位后,数值位头部加0。

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