第3章1 微体系结构层—CPU组织.pptVIP

补码加减法运算实例 [X]补 = [Y]补 = [-Y]补 = 1 求 [X+Y]补=？[X-Y]补 =？ [X]补 = [Y]补 = [X+Y]补=？ 把符号位扩充为2位，称为变形补码。 采用变形补码表示的运算结果，可根据两个符号位是否一致来判断发生溢出。 双符号位的定义： 00：结果为正无溢出；11 ：结果为负无溢出； 01：结果为正有溢出；10 ：结果为负有溢出； 不论结果是否溢出，第一符号位总能指示结果的正确符号。 若采用双符号位方案，操作数及结果在寄存器和存储器中仍用一个符号位，只是运算时扩充为双符号位。 X=0.1011 Y= -0.0101 模 4 补码（双符号位） [X]补 = 00 1011, [Y]补 = 11 1011 [-Y]补 = 00 0101 三、移位 移位操作是实现算术和逻辑运算不可缺少的基本操作。 移位操作按移位性质分为三种类型：逻辑移位、循环移位和算术移位。 按被移位数据长度可分为：字节移位、半字长移位、字长移位和多倍字长移位。 按每次移位的次数可分为：移1位，移n位。 1、逻辑移位 移位对象： 一组无数值意义的二进制代码； 移位规则：左移时低位补0、右移时高位补0； 2、循环移位（存在闭和移位环路） 移位规则： 循环左移: 最高位移到最低位,其余位依次左移; 循环右移: 最低位移到最高位,其余位依次右移； 3、算术移位 移位对象:带符号数值,移位后数的符号不变,数值发生变化； 若左移后并未溢出，则左移一位相当于带符号数乘以2 右移一位相当于带符号数除以2。 （1）原码移位规则： （2）补码移位规则： （1）原码移位规则： 左移：符号位不变，各位依次左移，末位补0； 若移位前最高有效位已为1，左移后将发生溢出； 右移：符号位不变，各位依次右移，最高有效位补0； （2）补码移位规则： 右移：连同符号位一起，各位依次右移，其中符号位的值 移到最高有效位，而符号位本身保持原值不变； 正数：符号位为0，右移至最高有效位相当于对它补0； 负数：符号位为1，右移至最高有效位相当于对它补1； 左移：各位依次左移,最高有效位左移到符号位,末位补0 若左移后不发生溢出， 正数：最高有效位应为0，左移至符号位使其仍保持0不变； 负数：最高有效位应为1，左移至符号位使其仍保持0不变； 1 1 0 1 * 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 + 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 例如： X = 0.1101 Y = 0.1011 0.1101 0.1101 0.10110 1101 10010 1101 　　　　　 10100 　 1101 0111 3.2.2 定点数运算方法 对原码表示的两个操作数进行加法运算时，计算机的实际操作是加还是减，不仅取决于指令中的操作码，还取决于两个数的符号； 运算结果的符号判断也比较复杂。 1．定点加减运算 （1）原码加减运算 例：加法指令指示做（+A）+（-B），实际操作是做减法 （+A）-（+B），结果符号与绝对值大的符号相同。 例：减法指令中指示做（+A）-（-B）， 实际操作是做加法（+A）+（+B），结果与被减数符号相同。 ③ 补码运算规则 根据以上讨论，可将补码加减规则归纳如下： ? 参加运算的操作数用补码表示。 ? 符号位参加运算。 ? 若指令操作码为加，则两数直接相加；若操作码为减，则将减数连同符号位一起变反加1后再与被减数相加。 ? 运算结果用补码表示。 （2）补码加减运算 ① 补码加法运算 [X ] +[Y ] =[X +Y ] ② 补码减法运算 [X–Y ] =[X +(-Y )]