计算机组成原理-数据的表示和运算-运算部件&定点整数和浮点数

原创 已于 2023-05-22 21:50:11 修改 · 943 阅读 · 6 ·
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于 2023-05-22 21:45:57 首次发布
本文详细介绍了计算机中的基本运算部件，包括ALU运算器，如一位加法器、串行进位加法器和补码加减运算器。讨论了定点数的移位运算，包括算术移位、逻辑移位和循环移位，以及定点数的乘法和除法。此外，还涵盖了数据存储的大小端模式和浮点数表示遵循的IEEE754标准及其运算。

目录

一、基本运算部件

ALU运算器

一位加法器        

 串行进位的加法器

 补码加减运算器

标准位的生成 

第二、定点数移位运算

算数移位

逻辑移位

循环移位

定点数 乘法运算

 定点数除法运算

三、 数据的存储和排列

大小端模式

 边界对齐

规格化

三、浮点数表示和运算

IEEE 754

 浮点数运算

一、基本运算部件

ALU运算器

一位加法器        

 串行进位的加法器

 补码加减运算器

标准位的生成 

OF=最高位进位  异或   次高位进位

SF=最高位本位和              输出的最高位

CF=最高位产生的进位   异或   sub     ( 减法sub=1   加法sub=0 )

第二、定点数移位运算

算数移位

原码

右移 除        左移 乘             补充0

反码

正数-原码一样                负数-补充1

补码

正数-原码一样               负数-高位补1，低位补0

逻辑移位

循环移位

循环补充 

定点数 乘法运算

原码

十进制一样算

 补码

 定点数除法运算

原码

三、 数据的存储和排列

大小端模式

 边界对齐

规格化

三、浮点数表示和运算

IEEE 754

 浮点数运算

 

二、数据的表示和运算（四）基本运算部件与运算电路
24考研人晴落的博客
11-07 2717
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、逻辑运算和辅助功能如移位运算。 ALU的核心是带标志位加法器。
计算机组成原理(二)——数据的表示和运算
señoritaw的博客
06-27 1413
十进制计数法有0~9，共10种符号，逢十进一基数:每个数码位所用到的不同符号的个数，r进制的基数为r二进制:0,1①可使用两个稳定状态的物理器件表示②0，1正好对应逻辑值假、真。方便实现逻辑运算③可很方便地使用逻辑门电路实现算术运算真值:符合人类习惯的数字机器数:数字实际存到机器里的形式，正负号需要被“数字化”
运算方法和运算部件一
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09-28 394
算术运算(最基本的运算): 无符号数,带符号整数，浮点数的十一，*,/运算. 按位运算 : 按位或|,   按位与&   按位取反~,  按位异或^ 逻辑运算: || 表示 OR运算,    &&表示AND运算     !表示NOT运算 移位运算: << 左移     >>右移 位扩展和位截断运算    cpu执行...
cf计算机组成原理,计算机组成原理
weixin_32905035的博客
07-16 535
摘要：本书的核心内容将围绕如何学懂和构建一台简单的计算机硬件系统来安排,希望把作者多年来在清华大学主持建设"计算机组成原理"国家级精品课程,研制和建设丰富的教学资源所取得的成果和心得体会充分反映到教材中.在知识层次方面,强调基本通用原理是基础,应重点关注,并通过简明原理示例的具体内容来体现原理的应用方法与价值,深化对原理知识的理解,并为开展实践教学搭建平台.进一步在典型产品现状这个层次,引导学生了...
计算机运算方法和运算部件
sunlanchang的博客
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十进制数、二进制数、十六进制数的相互转换 整数十进制转二进制有模2取余法。 小数转二进制有乘2取整法。 二进制转十六进制：二进制从低位到高位四个为一组（高位不够补0），转换为十六进制。反之为十六进制转换二进制。 十进制转十六进制：第一种先把十六进制转换为二进制，再把二进制转换为十六进制。第二种模16取余法，十六进制即为倒序的余数。 机器数的表示方法：原码、补码、反码、移码 原码：用0、1取代...
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第3章运算方法和运算部件
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"计算机组成原理第4章-浮点数运算方法" 浮点数表示：浮点数可以写成Mx为浮点数的尾数，一般为绝对值小于1的规格化数（补码表示时允许为-1），机器中可用原码或补码表示。Ex为浮点数的阶码，一般为整数，机器中大多...
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计算机组成原理是理解计算机系统内部工作原理的关键领域，它涵盖了数据如何被计算机内部表示和运算。本篇将详细探讨数据的表示和运算，主要聚焦在浮点数的表示和运算。 首先，我们要了解数制与编码。计算机使用二...
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计算机组成原理中浮点数的表示和运算是一门核心课程，主要涉及浮点数的基本概念、结构组成、规格化、运算规则以及标准格式等方面的知识。在计算机系统中，由于定点表示法不能满足某些科学和工程计算的动态范围和精度...
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在探讨计算机组成原理时，浮点数的表示及运算无疑占据了核心的地位。浮点数的表示主要由三部分组成：尾数（M），阶码（E）和符号位。尾数部分表示有效数字，其长度决定了数据的精度；阶码则表示小数点在数据中的位置...
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第3章 运算方法和运算部件1.高级语言和机器指令中的运算1.C语言中的运算1.按位运算2.逻辑运算3.移位运算 1.高级语言和机器指令中的运算 1.C语言中的运算 1.按位运算 应用：掩码（masking）运算：通过与给定的一个位模式进行按位与，可以提取所需的位，然后对这些位进行“置1、清0、1测试、0测试”，例如：0x0F(0000 1110) & 0x8C的运算结果是0x8C，抹掉了位...
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输入设备将外界的数据和程序进入计算机，寄存器或RAM所储存的值进入计算机，这些操作叫指令。  CPU如同人的大脑，拿到指令后“指令地址存储器”连到RAM，在由逻辑门组成的控制单位进行解码，执行指令将信号发送到算术逻辑单元进行执行处理。 寄存器只存一个值，而RAM可以储存大量数据。...
运算方法和运算部件
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1.1高级语言和机器指令中的运算
【计算机组成原理】无符号整数加减运算中加法器最高位进位 Cout 与进借位标志 CF 的含义与关系
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在无符号整数加/减运算时，加法器最高位进位Cout表示加法运算的结果是否超过了能够表示的最大值。如果Cout为1，那么表示结果超出了可以表示的范围，也就是发生了所谓的"溢出"。
计算机组成原理关于of，sf，zf，cf的作用和辨别，以及有符号整数 中负数原码，反码，补码的移位表示
m0_64213952的博客
03-21 3954
🤜🏿补码的移位表示：首先得知道，补码怎么由原码转变成补码或者补码怎么由反码转变的，emm我写一种，方便理解，以原码转补码为例：（咸鱼学长介绍了一个比较快的转变方式）：原码从右往左找到第一个1，这个1的左边数值位（除了符号位）全部取反，右边与原码保持相同，这就是补码。1.cf：判断无符号数是否溢出的就是cf，cf只能用于判断无符号数计算是否溢出的标志，即进位/借位标志，表示无符号数的加减法是否发生了进位或者借位。2.sf：符号位标志，即表示结果的正负，sf等于1，表示结果是负数，否则是正数。
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Tryagein的博客
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OF表示有符号数的加减运算是否溢出，其值为符号位进位（Cn）与数值位最高位进位（Cn-1）的异或。从上图易看出无符号数减法发生溢出时，Cn=0，又已知C0=1，所以CF的值等于Cn异或C0。CF表示无符号数的加减运算是否溢出，其值为符号位进位（Cn）与最低进位输入（C0）的异或。首先需要知道一个前提，无符号数虽然没有补码的概念，但是无符号数的加减运算。有了上面这个基础之后，当两个无符号数相加，C0=0（控制端），若Cn=1，则发生了溢出。所以从上表显然当Cn异或Cn-1时，发生溢出，即OF=1。
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计算机组成原理：数据表示与运算详解
"该资源是关于计算机组成原理中数据的表示和运算的PPT，共有36页，涵盖了数制与编码、定点数和浮点数的表示与运算，以及算术逻辑单元ALU等内容。重点讲解了无符号数和有符号数的表示，以及定点数的位移运算、加减...
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