计算机组成_第二章:运算方式与运算器

1 进制转换

二进制与十进制之间

2 求原码 反码 补码

三者特殊情况 +0 -0补码反码是否一样

为什么用补码运算? 简化运算器设计

正负数补码运算

判断是否有溢出

1

2

3

x+y的补

x-y的补

定点数的 + -法

2.1 原码

整数

x 为真值

n 为整数的位数

逗号 将符号位 和数值部分隔开

小数点 将符号位和数值部分隔开

二进制原码表示规则:

1. 符号位:用0表示正号+,用1表示负号- ;

2. 数值位:数值位不变,与真值的数值位保持一致。

例 1 已知 [x]原 = 1.0011 求 x

例 2 已知 [x]原 = 1,1100 求 x

例 3 已知 [x]原 = 0.1101 求 x

例 4 求 x = 0 的原码

2.2 补码

正数的补数即为其本身

补码定义

求补码的快捷方式

当真值为负时:

1.符号位不变

2.数值位,每位取反,末位加1

例 5 已知 x =-122 求 [x]补

已知补码求原码

当真值为负时:

符号位不变

数值位,每位取反,末位加 1

补码加法(正负数补码运算)

在模2的n次方+1的意义下,任意两数的补码的和, 等于这两个数之和的补码。

【例1】 x=+1011 , y=+0101 , 求 x+y=?

【例2】: x=+1001 , y=-0101 , 求 x+y=?

补码加法特点:

  1. 符号位作为数的一部分参加运算

  2. 超过2n+1的进位要丢掉。

补码减法(正负数补码运算)

[-y]补 的定义 :对[y]补包括符号位逐位取反 ,最后末位加1

【例1】:已知x1=-1110 , x2=+1101 , 求: [x1]补 , [-x1]补 , [x2]补 , [-x2]补 。

【例2】x=+1101 , y=+0110 , 求 x-y=?

例 设机器数字长为 8 位(含 1 位符号位),

且 A = 15, B = 24,用补码求 A + B和 A -- B

判断溢出

(1) 一位符号位判断溢出(根据SA、SB和Sf的关系)

(2) 硬件判断逻辑二 (根据Cf与C的关系)

(3) 硬件判断溢出逻辑三(从双符号位)

2.3 反码

例8 已知 [x]反 = 0,1110 求 x

例9 已知 [x]反 = 1,1110 求 x

2.4 三种机器数的小结

最高位为符号位,书写上用","(整数)或"."(小数)将数值部分和符号位隔开

对于正数,原码 = 补码 = 反码

对于负数 ,符号位为 1,其 数值部分

原码与真值的数值位保持系统

反码:原码除符号位外每位取反

补码:原码除符号位外每位取反末位加 1

2.5 移码

移码在数轴上的表示:等价于将x正向平移或者增加2的n次方

移码的符号位不在表示 符号,而是表示数值;

移码没有负数。

移码的特点:

3 浮点数形式

尾数 + 阶码(用什么表示:移码 为什么?为比较两个数的指数大小)

不靠+ - 法

IED 754标准:-127

3.1 浮点表示

浮点表示中,小数点的位置可按需浮动。

格式模型

jf 代表阶码的符号

Sf 代表浮点数的符号

m 其位数反映浮点数的表示范围

n 其位数反映浮点数的精度

jf 和 m 共同表示小数点的实际位置

引入浮点数的意义

相同字长时,浮点数的表示范围更大、 精度更高!

【例】 设机器数字长为 24 位,欲表示±3万的十进制数,试问在保证数的最大精度的前提下,除阶符、数符各 取1 位外,阶码、尾数各取几位?

3.2 IEEE 754 标准

32位浮点数(单精度)和64位浮点数(双精度)

32位浮点数

S=浮点数的符号位, 0表示正数, 1表示负数;

E=阶码, 8位,采用移码表示, 阶符隐含;

M=尾数, 23位,纯小数表示,且真值=1+M;

阶码E采用移码形式,但只偏移27-1 (不是27)

64位浮点数

阶码, 11位

尾数, 52位

对阶码E编码时,只偏移210-1 (标准移码偏移210);

【例1】若浮点数x的754标准存储格式为(41360000)16,

求其浮点数的十进制数值。

【例2】将数(20.59375)10转换成754标准的32位浮点数的二进制存储格式。

【例3】设机器字长16位,采用定点表示法

(1) 定点原码整数表示时,最大正数是多少?最小负数是多少?

(2) 定点原码小数表示 ,最大正数是多少?最小负数是多少?

相关推荐
小参宿2 天前
【开源监控工具】Uptime Kuma:几分钟设置实时监控你的网站性能
linux·运维·服务器·windows·容器·开源·计算机组成
不爱学习的YY酱4 天前
【计组不挂科】计算机组成综合习题库(选择题207道&判断题93道&填空题143道)(含答案与解析)
计算机组成
Helowr5 天前
计算机组成_第三章:存储器 *
计算机组成
不爱学习的YY酱24 天前
【计组不挂科】计算机组成第六章< 总线 >习题库(选择题&判断题&填空题&填空计算题)(含答案与解析)
总线·计算机组成
阳阳大魔王1 个月前
计算机日常维护
笔记·硬件·计算机组成·计算机维护
代吗喽3 个月前
深入解析 RISC-V 递归函数的栈使用:以阶乘函数为例
risc-v·计算机组成
ShuQiHere4 个月前
【ShuQiHere】 进制转换的世界:从十进制到二进制、十六进制的转换技巧
二进制·计算机组成
苍茫_ccc5 个月前
中央处理器CPU
cpu·计算机组成
韩曙亮6 个月前
【系统架构设计师】计算机组成与体系结构 ⑪ ( 数据传输控制方式 | 程序直接控制方式 | 中断控制方式 | 直接内存访问方式 )
dma·软考·系统架构设计师·数据传输·计算机组成·外围设备·中断控制方式