计算机组成原理之判断溢出

先简单介绍溢出,所谓的溢出是指:运算结果超出机器数的表示范围。根据概念我们可知相异的数相加是不会产生溢出的。

溢出分为正溢和负溢。正溢:正数相加溢出。负溢:相加绝对值溢出。

下面介绍判断溢出的方法:

介绍几个例子(采用补码运算):

例一

3+6=9转2进制

0 0011

0 0110

0 1001

例二

8+9=17

0 1000

0 1001 

1 0001(正溢)

例三

8+(-5)=3

0 1000

1 1011

0 0011 

例四:(-9)+(-8)=(-17)

1 0111

1 1000

0 1111(负溢)

对上面的几个例子进行分析,设两个操作数的符号位分别为a,b,结果的符号位为f。符号位直接参与运算,所产生的符号位进位为d,把符号位之后的A1B1称为最高有效位,最高有效位进位产生的进位为e。根据这些信号的关联,判断是否溢出。

方法一:溢出包含两种情况(a=b=0,f=1此时为正溢,a=b=1,f=0此时为负溢)

方法二:从进位信号之间的角度出发:当发生正溢时最高有效数进位产生的信号为e=1,d=0。产生负溢时,e=0,d=1。其他未溢出情况e=d

方法三:扩展符号位,用多位表示。




### 微机原理溢出判断方法条件 在微机原理中,溢出判断是一个重要的概念,尤其是在处理有符号数的加法或减法时。以下是详细的解释: #### 1. 溢出的概念 溢出是指在运算过程中,结果超出了数据类型所能表示的范围。对于有符号数而言,如果计算结果超出了其能够表示的最大值或最小值,则会发生溢出。 #### 2. 判断溢出的规则 根据站内引用[^1],微机原理判断有符号数溢出的规则如下: 当最高位进位状态次高位进位状态异或(⊕)的结果为1时,表明发生了溢出。具体来说: - 如果最高位和次高位的进位状态不同(一个有进位,另一个没有),则它们的异或值为1,此时发生溢出。 - 如果最高位和次高位的进位状态相同(要么都有进位,要么都没有),则它们的异或值为0,此时不会发生溢出。 #### 3. 异或操作的逻辑 异或操作(XOR)是二进制逻辑运算的一种,其规则为: - 当两个输入相同时,输出为0。 - 当两个输入不同时,输出为1。 #### 4. 示例代码 以下是一个简单的C语言示例,用于演示如何通过最高位和次高位的进位状态来判断溢出: ```c #include <stdio.h> #include <limits.h> int is_overflow(int a, int b) { int result = a + b; // 判断是否发生溢出 if ((a > 0 && b > 0 && result < 0) || (a < 0 && b < 0 && result > 0)) { return 1; // 发生溢出 } return 0; // 未发生溢出 } int main() { int a = INT_MAX; int b = 1; if (is_overflow(a, b)) { printf("Overflow occurred.\n"); } else { printf("No overflow.\n"); } return 0; } ``` #### 5. 条件转移指令中的溢出处理 根据站内引用[^2],在微机原理中,条件转移指令可以用来处理溢出情况。例如,使用`JO`(Jump if Overflow)和`JNO`(Jump if No Overflow)指令分别实现溢出时跳转和未溢出时跳转。这种机制允许程序在检测到溢出后采取适当的措施。 ---
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