运算方法与运算器

运算方法与运算器Tag内容描述：<p>1、第二章 运算方法和运算器（3） 马 慧 麟 Mahlvip.sina.com 中央民族大学 信息工程学院 第二章主要内容 2.1 数据与文字的表示方法 2.2 定点加法、减法运算 2.3 定点乘法运算 2.4 定点除法运算 2.5 定点运算器的组成 2.6 浮点运算方法和浮点运算器 2.5 定点运算器的组成 1、基本的二进制加法/减法器 （1）常用的全加器逻辑电路 （2）n位的行波进位加减器 （3）n位的行波进位加法器的问题 2、多功能算术/逻辑运算单元(74181 ALU) 2.5.1 基本的二进制加法/减法器 一位全加器 加法运算：Ai + Bi + Ci = Fi (Ci+1) 加数进位输入和 进位输出 一位。</p><p>2、2.4 定点除法运算 1. 分析笔算除法 x = 0.1011 y = 0.1101 求 xy 0 . 1 0 1 10 . 1 1 0 1 0 . 0 1 1 0 1 0 . 0 1 0 0 1 0 . 0 0 1 1 0 1 0 . 0 0 0 1 0 1 0 . 0 0 0 0 1 1 0 1 0 . 0 0 0 0 0 1 1 1 1 商符单独处理 心算上商 xy = 0. 1 1 0 1 余数 0. 0 0 0 0 0 1 1 1 商符心算求得 0 0 .1 0 1 0 0 0 ？ ？ ？ 2. 笔算除法和机器除法的比较 笔算除法 机器除法 商符单独处理 心算上商 符号位异或形成 | x | | y | 0 上商 1 | x | | y | 0 上商 0 余数 不动 低位补“0” 减右移一位 的除数 2 倍字长加法器 上商位置 不固定 余数 左移一位 低。</p><p>3、第三章 运算方法与运算器 计 算 机 组 成 原 理 精 品 课 程 进 入 第三章 运算方法和运算器 主要内容 3.1 运 算 的 基 础 3.2 定 点 数 的 加 减 运 算 及 实 现 3.3 定 点 数 乘 法 运 算 及 实 现 3.4 定 点 数 除 法 运 算 及 实 现 3.6 浮 点 算 术 运 算 及 浮 点 运 算 器 3.5 定 点 运 算 器 的 组 成 第三章 运算方法和运算器 算术逻辑运算单元（简称ALU）的主要功能是对二 进制数据进行算术运算、逻辑运算和各种移位操作，它 是一种以加法器为基础的多功能组合逻辑电路。其基本 设计思想是：在加法器的输入端加入一个函数发生器。</p><p>4、第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器(2)(2) 23 定点加法、减法运算 231 补码加法 q 补码加法公式：X补+Y补=X+Y补 （mod 2） 2第二章 运算方法和运算器(2) q 补码加法的特点： v 符号位要作为数的一部分一起参加运算。 v 要在模2的意义下相加，即超过2的进位要丢掉。 222 补码减法 q 数用补码表示时，减法运算的公式为： v XY补 = X补-Y补 X补+-Y补 （mod 2） v 从Y补求-Y补的法则：对Y补包括符号位“求反且最末位加1”。 3第二章 运算方法和运算器(2) 4第二章 运算方法和运算器(2) 233 溢出概念与检测方法 q 在定点小数机器中。</p><p>5、计算机组成原理 主编：杨光煜 第4章 运算方法和运算器 计算机中的运算包括算术运算和逻辑运算两大类。算术运算是指带符号数的加法 、减法、乘法和除法运算。由于在计算机中数值有定点和浮点两种表示方式，因此算 术运算应有定点数的算术运算和浮点数的算术运算之分。逻辑运算是指不考虑进位“ 位对位”的运算，参加逻辑运算的操作数，常被称作逻辑数。一般来说，逻辑数是不 带符号的整数，广义的逻辑运算可定义为非算术运算。本章主要讨论各种运算的运算 方法及其实现。运算器就是计算机中完成各种运算的一个必不可少的重要部件。 4.1定点。</p><p>6、vv最少用几位二进制数即可表示任一最少用几位二进制数即可表示任一5 5位长的十位长的十 进制正整数？进制正整数？ vv解：解： 最大的最大的5 5位正整数是位正整数是 9999999999 由于由于2 216 16-0.5x-0.5，求，求a a 0 0 ，a a 1 1 ，a a 2 2 ， a a 6 6 的取值。的取值。 vv解：解： 思考题思考题1 1： 1. 1. 已知已知x=0.x=0.a a 1 1a a2 2a a3 3a a4 4a a5 5a a6 6 （a a i i 为为0 0或或1 1），讨论下列几种情况时），讨论下列几种情况时a a i i 各取何值。各取何值。 (1)x1/2 (1)x1/2 (2)x1/8 (2)x1/8 (3)1/4 x1/16 (3)1/4 x1/16 2.。</p><p>7、第3章 运算器和运算方法 3.1 定点运算器的组成和结 构 3.2 算术逻辑运算的基本电 路 3.3 定点加/减法运算 3.1 定点运算器的组成和结 构 定点运算器由算术逻辑运算单元（ ALU）、输入数据选择电路、通用寄存器 组、输出数据分配电路组成，如下页图所 示。 其中算术逻辑运算单元的核心部件是 加法器，而加法器的逻辑组成包括加法单 元与进位传递逻辑单元。 CPU的结构 3.1.1 算术逻辑运算单元（ ALU） 运算器中完成数据算术与逻辑运算的 部件称为算术逻辑运算单元（Arithmetic and Logic Unit，ALU）。如CPU结构图所 示，ALU是运算器的核心，。</p><p>8、第2章 运算方法和运算器 *2 目录 2.0 数据的类型 2.1 数据与文字的表示方法 （掌握） 2.2 定点加法、减法运算 （掌握） 2.3 定点乘法运算 （理解） 2.4 定点除法运算 （理解） 2.5 定点运算器的组成 （了解） 2.6 浮点运算方法和浮点运算器（掌握） *3 学习要求 l掌握定点和浮点数的表示方法，表示范围； l掌握定点数的补码加减法、常用的乘除法运算方法； l掌握浮点数的加减运算方法； l掌握数据校验的方法； l理解溢出判断方法； l清楚运算器部件的组成结构及设计方法。 *4 2.0 数据的类型（1/2） l按数制分： 十进制：在微机中直接运算。</p><p>9、第二章 运算方法和运算器,本章要点： 计算机内部数据与文字表示的方法; 定点数运算方法，定点运算器的组成； 浮点数运算方法，浮点运算器的组成。 2.1数据与文字表示的方法 1.数据格式： 定点数：数值范围小，处理硬件简单。 浮点数：数值范围大，处理硬件复杂。 1)定点数：小数点固定。设用n+1位计算机字长表示。 纯整数： 小数点隐含在xn的右边。,x0是x数符号位， 0 |x|2n-1。 纯小数： 小数点隐含在x0和x1的中间。 x0是x数符号位， 0 |x|1-2-n。 定点整数和定点小数运算方法基本上差不多。 2)浮点数： N=Rem, m是尾数，用定点小数表示。</p><p>10、第2章 运算方法和运算器,2019年4月7日星期日,2,目录,2.0 数据的类型 2.1 数据与文字的表示方法 （掌握） 2.2 定点加法、减法运算 （掌握） 2.3 定点乘法运算 （了解） 2.4 定点除法运算 （了解） 2.5 定点运算器的组成 （了解） 2.6 浮点运算方法和浮点运算器（掌握）,2019年4月7日星期日,3,学习要求,掌握定点和浮点数的表示方法，表示范围； 掌握定点数的补码加减法，以及溢出判断方法； 了解定点数常用的乘除法运算方法； 掌握浮点数的加减运算方法； 了解常用的数据校验方法； 清楚运算器部件的组成结构及设计方法。,2019年4月7日星期。</p><p>11、第二章 运算方法和运算器（P122）,2.1 数据信息的表示方法,2.2 算术、逻辑运算部件, 2.3 定点加减运算, 2.4 定点乘除法运算,2.5 浮点四则运算,2.6 运算器组织,2.1 数据信息的表示方法,2.1.1 进位计数制 一、二进制数的表示 对于任意一个二进制数N，用位置计数法表示如下：,用按权展开法表示为,式中， 表示各个数字，为或，为整数部分的位数，为小数部分的位数。,例,二、八进制,每位可选用的数码有个：，逢进位，基数为。,例,三、十六进制,每位可选用的数码共16个，为、，逢进位，基数为。,例3,四、二十进制,用二进制编码表示十进制数，称。</p><p>12、计算机组成原理 武汉科技大学 计算机科学与技术学院,第二章 运算方法和运算器,本章内容 2.1 数据与文字的表示方法 2.2 定点加法、减法运算 2.3 定点乘法运算 2.4 定点除法运算 2.5 定点运算器的组成 2.6 浮点运算方法和浮点运算器,本章内容 2.1 数据与文字的表示方法 2.2 定点加法、减法运算 2.3 定点乘法运算 2.4 定点除法运算 2.5 定点运算器的组成 2.6 浮点运算方法和浮点运算器,2.1 数据与文字的表示方法,计算机中常用的数据表示格式：,2.1.1 数据格式,计算机中选择数的表示方式时考虑的因素：,(1) 数据类型(整数、小数、实数、复数) 。</p><p>13、计算机科学与技术学院体系结构中心 1 1 1 计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理 第二章 运算方法与运算器第二章 运算方法与运算器 Principle of Computer Principle of Computer OrganizationO。</p>