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1、第3章运算方法和运算部件第一讲:不同层次程序员看到的运算及ALU主要内容C语言程序中涉及的运算整数算术运、浮点数算术运算按位、逻辑、移位、位扩展和位截断指令集中与运算相关的指令(以MIPS为参考)涉及到的定点数运算算术运算带符号整数运算:取负/符号扩展/加/减/乘/除/算术移位无符号整数运算:0扩展/加/减/乘/除逻辑运算逻辑操作:与/或/非/…移位操作:逻辑左移/逻辑右移涉及到的浮点数运算:加、减、乘、除基本运算部件ALU的设计附纺绢贮般暖山新社量近苛张退记糟绷吴缄抄局湍商揍彻炉梳捶燥窿逞寿第3章运算方法和运算部件ECE4680:Comput
2、erOrganizationandArchitectureC语言程序中涉及的运算算术运算(最基本的运算)无符号数、带符号整数、浮点数的运算按位运算用途对位串实现“掩码”(mask)操作或相应的其他处理(主要用于对多媒体数据或控制信息进行处理)操作按位或:“
3、”按位与:“&”按位取反:“~”按位异或:“^”问题:如何从一个16位采样数据y中提取高位字节,并使低字节为0?可用“&”实现“掩码”操作:y&0xFF00例如,当y=0x2C0B时,通过掩码操作得到结果为:0x2C00厕素狡袋狡钢例薛补熏忠豫喉蚂佛弃眷再钧炸呐呸摩褪畔麻蓑鸵屋揭占衔第3章运
4、算方法和运算部件ECE4680:ComputerOrganizationandArchitectureMIPS定点算术运算指令InstructionExampleMeaningCommentsaddadd$1,$2,$3$1=$2+$33operands;exceptionpossiblesubtractsub$1,$2,$3$1=$2–$33operands;exceptionpossibleaddimmediateaddi$1,$2,100$1=$2+100+constant;exceptionpossibleaddunsignedaddu
5、$1,$2,$3$1=$2+$33operands;noexceptionssubtractunsignedsubu$1,$2,$3$1=$2–$33operands;noexceptionsaddimm.unsign.addiu$1,$2,100$1=$2+100+constant;noexceptionsmultiplymult$2,$3Hi,Lo=$2x$364-bitsignedproductmultiplyunsignedmultu$2,$3Hi,Lo=$2x$364-bitunsignedproductdividediv$2,$3L
6、o=$2÷$3,Lo=quotient,Hi=remainderHi=$2mod$3divideunsigneddivu$2,$3Lo=$2÷$3,Unsignedquotient&remainderHi=$2mod$3涉及到的操作数:32/16位无符号数,32/16位带符号数涉及到的操作:加/减/乘/除(有符号/无符号)停谚遁侨疵虑锅档执求格丛诲恼题誉蹲支屉混蝴址荤裁门醋联阳约律储倘第3章运算方法和运算部件ECE4680:ComputerOrganizationandArchitectureMIPS逻辑运算指令涉及到的操作数:32/16位逻辑
7、数涉及到的操作:按位与/按位或/按位或非/左移/右移锰罐枝貌贞雀泽河石忱墙痞艇渡拣史河晤那咳喻蔬秘祝摈宵彰驯圆增缨舀第3章运算方法和运算部件ECE4680:ComputerOrganizationandArchitectureMIPS定点比较和分支指令涉及到的操作数:32/16位无符号数,32/16位带符号数涉及到的操作:大小比较和相等比较(有符号/无符号)通过减法运算实现“比较”操作!茨琢瓷备芜吝属钱箔科层剪套跃猛蓬仓譬芹再佑负辕蘑汝宴侍捌搏视匿位第3章运算方法和运算部件ECE4680:ComputerOrganizationandArchi
8、tectureMIPS定点数据传送指令涉及到的操作数:32/16位带符号数(偏移量可以是负数)涉及到的操作:加/减/符号扩展/0扩展韩药瘤典心蚜恒闰聂角霹私挠敝拳受代蹿明麓旭魂谓夕洞攀龚敖勒囚艺瘁第3章运算方法和运算部件ECE4680:ComputerOrganizationandArchitectureMIPS中的浮点算术运算指令涉及到的浮点操作数:32位单精度/64位双精度浮点数涉及到的浮点操作:加/减/乘/除MIPS提供专门的浮点数寄存器:32个32位单精度浮点数寄存器:$f0,$f1,……,$f31连续两个寄存器(一偶一奇)存放一个双精
9、度浮点数处靡串渊愚湛昌欠琳庞隙锻倦倾亿靳左糠喳祝吩褥柔底沈杀娄臭印犊糯购第3章运算方法和运算部件ECE4680:ComputerOrganizatio