运算方法和运算器ppt课件.ppt

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1、第五章运算方法和运算器本章着重讨论两个大问题：运算方法：即计算机中数值数据的运算规则加减法（定点，浮点）（补码为重点）移位运算乘除法（定点，浮点）（难点）逻辑运算运算器的基本结构和工作原理：着重讨论运算规则的具体物理实现（难点）规则第五章运算方法和运算器§5.1定点加减运算5.1.1原码加减法原码加减运算规则（P94）：要考虑符号和数值两部分同号相加和异号相减:数值部分相加，结果的符号取被加（减）数符号;异号相加和同号相减:数值部分相减，结果的符号取绝对值大的数的符号，但数值部分相减，要将减数变补，变为加法进行。对于定点机，两数同号相加和异号相减，结果可能溢出，须作溢出

2、判断。一般机器溢出后，提示溢出信息，然后停机。原码一般不用来做加减运算，而多用来做乘除运算，做加减运算时，多用补码。第五章运算方法和运算器§5.1定点加减运算5.1.2补码加减法运算(重点)引入补码后，不仅减法能变成加法，而且符号位能同数值位一样参与加运算，这样可以大大简化运算器的结构。1、补码加减运算规则⑴参加运算的两个操作数均用补码表示；⑵符号位作为数的一部分参加运算；⑶若做加法，则两数直接相加；[X＋Y]补=[X]补＋[Y]补若做减法，则将被减数与减数的机器负数相加；[X－Y]补=[X]补＋[－Y]补（mod2,一位符号位)）⑷运算结果用补码表示。第五章运算方法和

3、运算器2.变补的概念：对所有二进制位(包括符号位)均取反，然后在末尾在加1已知[Y]补，求[－Y]补=[[Y]补]变补的方法是：对[Y]补，包括符号位在内，各位取反，末位加1。[-Y]补被称为[Y]补的机器负数，由[Y]补求[-Y]补的过程称为对[Y]补变补（求补），补码:一个负数由原码表示转换成补码表示时符号位是不变的，仅对数值位的各位变反，末尾加“1”。变补:则不论这个数的真值是正是负,一律连同符号位一起变反，末尾加1。[Y]补表示的真值如果是正数，则变补后[-Y]补所表示真值变为负数，反之亦然。例如：[Y]补=1.01101[－Y]补=0.100113、溢出判断一

4、般用双符号位进行判断：符号位00,表示正数,符号位11,表示负数结果的符号位为01时，称为上溢；结果的符号位为10时，称为下溢[X]补0.1101+[Y]补0.1001[X+Y]补1.0110[X]补00.1101+[Y]补00.1001[X+Y]补01.0110第五章运算方法和运算器例1:X=0.0101Y=-0.1001求X±Y=?解：[X]补=00.0101[Y]补=11.0111[-Y]补=00.1001两符号位相同，无溢出[X]补00.0101+[Y]补11.0111[X+Y]补11.1100[X]补00.0101+[-Y]补00.1001[X-Y]补00.1

5、110X+Y=-0.0100X-Y=+0.1110第五章运算方法和运算器例2:X=0.1011Y=0.1001求X±Y=?解：[X]补=00.1011[Y]补=00.1001[-Y]补=11.0111两符号位相异，正溢出第一符号位为正确符号[X]补00.1011+[Y]补00.1001[X+Y]补01.0100[X]补00.1011+[-Y]补11.0111[X-Y]补100.0010X+Y=溢出X-Y=+0.0010两符号位相同，无溢出第五章运算方法和运算器例3:X=-0.1011Y=-0.1001求X±Y=?解：[X]补=11.0101[Y]补=11.0111[-Y

6、]补=00.1001两符号位相异，负溢出第一符号位为正确符号[X]补11.0101+[Y]补11.0111[X+Y]补110.1100[X]补11.0101+[-Y]补00.1001[X-Y]补11.1110X+Y=溢出X-Y=-0.0010两符号位相同，无溢出第五章运算方法和运算器总结：1.用模4补码进行加法运算，结果的两符号位相异时，表示溢出；01—正溢出、10—负溢出；相同时，表示不溢出2.模4补码相加的结果，不论溢出与否，第一符号位始终指示正确的符号建议：以模4补码做习题!第五章运算方法和运算器练习：求X±Y=?1.X=0.1001Y=-0.1100X+Y=-0

7、.0011X-Y溢出2.X=-0.0110Y=0.1101X+Y=0.0111X-Y溢出3.X=-0.1010Y=-0.1001X+Y溢出X-Y=-0.0001第五章运算方法和运算器三、反码加减法运算1、反码加减运算规则⑴参加运算的两个操作数均用反码表示；⑵符号位作为数的一部分参加运算；⑶若做加法，则两数直接相加；[X]反+[Y]反=[X+Y]反若做减法，则将被减数与连同符号位一起变反后的减数相加；[X]反+[-Y]反=[X-Y]反⑷运算时如果符号位产生进位,则在末位加1,成为循环进位;运算结果用补码表示。对于补码：[X]补00.1101