[y]补=00110101.ppt

计算机组成原理 第三章 运算方法与运算部件 一、补码加减运算 计算机中，常用补码进行加减运算。 补码可将减法变加法进行运算。 补码运算特点：符号位与数值位一同运算。 运算的基本规则： [X]补+[Y]补 = [X+Y]补 [X-Y]补= [X]补-[Y]补 = [X]补+[-Y]补 由[Y]补求得[-Y]补 的方法：对[Y]补（包含符号位）求反且末位加1。 1.[X]补+[Y]补 = 2· X0+X + 2· Y0+Y=2(X0+Y0)+(X+Y) （1）若X0Y0 =00，则 [X]补+[Y]补 = X+Y= [X+Y]补； （2）若X0Y0 =01或10，则 [X]补+[Y]补=2+（X+Y） 当X+Y0时， 2+（X+Y）2，进位丢失，得： [X]补+[Y]补 =X+Y= [X+Y]补； 当X+Y0时， [X]补+[Y]补=2+（X+Y） = [X+Y]补； （3）若X0Y0 =11，则 [X]补+[Y]补 = 4+（X+Y） =2+[2+（X+Y）] ∵0 X+Y ≥ -1 ,∴2 2+(X+Y) ≥ 1 此时，[X]补+[Y]补 = 2+(X+Y) = [X+Y]补（2自然丢失） 2. 溢出的检测 补码加减法运算规则如下： 参加运算的操作数用补码表示。 符号位与数值位一样参加运算。 如果是加法运算，则直接相加如果是减法，那么减数连同符号位一起取反，然后末位加1。 运算的结果仍然是补码形式。 移位运算 逻辑移位 循环移位 算术移位 逻辑移位 特点 移位操作对象不存在符号和量值的差别，非数值或无符号数 仅限于数码位置的变化 规则 左移或右移时高位或低位补0 移出位被丢弃 举例： 逻辑右移：0101 - 0010 循环移位 特点 移位操作对象不存在符号和量值的差别，非数值或无符号数 仅限于数码位置的变化 规则 左移时最高位移到最低位，其余各位依次左移。 移出位被置于低位或高位 举例： 循环右移：0101 - 1010 算术移位 移位时，数的符号位不变，数值发生变化。 算术运算数的移位操作会引起数值变化 右移一位，相当于带符号的数除以2(乘以1/2) 左移一位，相当于带符号的数乘以2 对于正数 原码、反码和补码均相同，移位时只需要在末端补“0”。 对于负数的移位，不同码制的处理不同 算术移位 特点 移位操作对象存在符号和量值的差别，即：有符号数 不仅限于数码位置的变化，内涵是数值扩大或缩小两倍 规则 决定于编码方式 原码算术移位 规则 1. 符号位不变 2. 左移：仅移动量值位，低位补0 3. 右移：仅移动量值位，高位补0 原码算术移位 原码 符号位不参与移位，只是绝对值移位，其末端补入0 例：算术右移运算 原码算术移位 原码 例：算术左移运算 补码算术移位 规则 1. 符号位参与移位 2. 左移：低位补0 3. 右移：高位补原有符号位 溢出 左移、符号位发生改变 补码算术移位 补码右移 例：设x= -1011000，则[x]补第一位为符号位。现将其真值x右移，再求出其对应补码，列式如下： 补码算术移位 补码右移：符号位也随之右移且符号位不变 例： 补码算术移位 补码左移 例：设x= -0010110，则[x]补，第一位为符号位。现将其真值x左移，再求出其对应补码，列式如下： 补码算术移位 补码左移 左移时其末端补入0，若符号位与后一位相同，则数值高位移入符号仍会得到正确的符号；若符号位与后一位不同，在左移时会溢出，会破坏正确的符号位，表示超出数的表示范围 为了保持正确符号，往往采用补码变形码，使其有两位或多位符号位 反码算术移位 反码右移：符号位也随之右移且符号位不变 反码算术移位 反码左移 左移时其末端补入1，若符号位与后一位相同，则数值高位移入符号仍会得到正确的符号；若符号位与后一位不同，在左移时会溢出，会破坏正确的符号位，表示超出数的表示范围 为了保持正确符号，往往采用具有两位或多位符号位的变形码 已知[x]补=0.1011，[y]补=1.1011，求算术左移，逻辑左移、算术右移、逻辑右移后的值。 x算术左移后的值=1.0110（溢出） y算术左移后的值=1.0110 x逻辑左移后的值=1.0110 y逻辑左移后的值=1.0110 x算术右移后的值=0.0101 y算术右移后的值=1.1101 x逻辑右移后的值=0.0101 y逻辑右移后的值=0.1101 逻辑运算 1/0表示真或假，位运算 与运算：，有0即0 或运算：|，有1即1 非运算：~，0-1，1-0 异或运算：^，同0异1 算术逻辑单元（简称ALU） ALU是一种功能较强的组合逻辑电路。它能进行多种算术运算和逻辑运算。ALU的基本逻辑结构是超前