-运算方法与运算器-解析课件.ppt

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资源描述

1、123 补码加减法补码加减法数用补码表示,符号位参加运算。数用补码表示,符号位参加运算。实际操作能否只取决于操作码实际操作能否只取决于操作码?结果需不需修正?结果需不需修正?如何将减法转换为加法?如何将减法转换为加法?4567891YYY-Yn10 补补1YYY-Yn1000.0 补补10 113)X=3 Y=2 X补补=0 0011 Y补补=1 11100 0001(+1补码)补码)2)X=3 Y=2 X补补=1 1101 Y补补=1 11101 1011(5补码)补码)1)X=3 Y=2 X补补=0 0011 Y补补=0 00100 0101(+5补码)补码)4)X=3 Y=2 X补补=1

2、 1101 Y补补=0 00101 1111(1补码)补码)例例.求求(X+Y)补补121)X=4 Y=5 X补补=0 0100 Y补补=1 1011(-Y)补补=0 01010 1001(+9补码)补码)2)X=4 Y=5 X补补=1 1100 Y补补=0 0101(-Y)补补=1 10111 0111(9补码)补码)例例.求求(X Y)补补 X补补=0 0100 Y补补=1 1011 X补补=1 1100 Y补补=0 010113注意:某数的补码表示与某数变补的区别。注意:某数的补码表示与某数变补的区别。例例.1 0101.1 0101原原 1 10111 1011补码表示补码表示1 00

3、111 0011补补 0 11010 1101变补变补 0 01010 0101原原 0 01010 0101补码表示补码表示符号位不变;符号位不变;负数尾数改变,负数尾数改变,正数尾数不变。正数尾数不变。0 00110 0011补补 1 11011 1101变补变补符号位改变,符号位改变,尾数改变。尾数改变。1415X补 0,1000+Y补 0,1001X+Y补 1,0001X补 1,1000+Y补 1,0111X+Y补 0,1111+-Y补 1,0111X补 1,1000X-Y补 0,1111+-Y补 0,1001X补 0,1000X-Y补 1,0001两个正数相加,结果大于机器所能表示的

4、最大正数,称为两个正数相加,结果大于机器所能表示的最大正数,称为。两个负数相加,结果小于机器所能表示的最小负数,称为两个负数相加,结果小于机器所能表示的最小负数,称为。16SUBADD/)(/)(/ffffffffffffSYXSYXSUBADDSYXSYXSUBADDV17181920Sf1 Sf2=01,正溢出正溢出Sf1 Sf2=11,无溢出无溢出Sf1 Sf2=00,无溢出无溢出Sf1 Sf2=10,负,负溢出溢出21SUBADD/SUBADD/222324X=+1000,Y=+1001,用移码计算X+Y和X-Y。X移=01,1000 Y补=00,1001 -Y补=11,0111X+Y

5、移=X移+Y补=X-Y移=X移+-Y补=01,1000+00,1001=10,0001 最高符号位为1,溢出,最低符号位为0,正溢出。01,1000+11,0111=00,1111 最高符号位为0,无溢出,X-Y=-1。2526 2728293031323334353637控制逻辑电路控制逻辑电路 380000011010 0 0 0 0 1 1 0 1为各寄存器给初值为各寄存器给初值0 1 0 1 1390000011010 0 0 0 0 1 1 0 10 1 0 1 10 1 0 1 1010111101加运算:加运算:|X|400000011010 1 0 1 1 1 1 0 10 1

6、 0 1 10 0 1 0 1 1 1 1 0010111101右移右移1位位001011110410000011010 0 1 0 1 1 1 1 00 1 0 1 10 0 1 0 1 1 1 1 0010111101加运算加运算:0001011110001011110420000011010 0 1 0 1 1 1 1 00 1 0 1 10 0 0 1 0 1 1 1 1010111101右移右移1位位001011110001011110000101111430000011010 0 0 1 0 1 1 1 10 1 0 1 10 1 1 0 1010111101加运算:加运算:|X|

7、001011110001011110000101111011011111440000011010 1 1 0 1 1 1 1 10 1 0 1 10 0 1 1 0 1 1 1 1010111101右移右移1位位001011110001011110000101111011011111001101111450000011010 0 1 1 0 1 1 1 10 1 0 1 11 0 0 0 1010111101加运算:加运算:|X|001011110001011110000101111011011111001101111100011111460000011011 0 0 0 1 1 1 1 10

8、 1 0 1 10 1 0 0 0 1 1 1 1010111101右移右移1 1位位001011110001011110000101111011011111001101111010001111低位积低位积高位积高位积符号位异或符号位异或结果为:结果为:1 1,10001111,100011114748495051X=+0.1011,Y=-0.1101,用补码一位乘法的校正法计算P=XY。X补=00.1011 Y补=11.0011 -X补=11.0101部分积00.0000乘数Y0 0 1 1操作说明Y4=1,+X补00.1011+00.1011右移一位00.01011 0 0 1Y3=1,+

9、X补00.1011+01.0000右移一位00.10000 1 0 0Y2=0,+000.0000+00.1000右移一位00.01000 0 1 0Y1=0,+000.0000+00.0100右移一位00.00100 0 0 1Y0=1,+-X补校正11.0101+11.01110 0 0 1XY补=1.0111 0001 XY=-0.1000 111152例:例:设X=-0.1101,Y=-0.1011,即:X补=11.0011,Y补=11.0101,求X*Y补解:计算过程如下:计算结果:X*Y补=0.10001111535455X=+0.1011,Y=-0.1101,用补码一位乘法的Bo

10、oth算法计算P=XY。X补=00.1011 Y补=11.0011 -X补=11.0101部分积00.0000乘数Y(Yn Yn+1)1.0 0 1 1 0操作说明Y4Y5=10,+-X补11.0101+11.0101右移一位11.10101 1.0 0 1 1Y3Y4=11,+000.0000+11.1010右移一位11.11010 1 1.0 0 1Y2Y3=01,+X补00.1011+00.1000右移一位00.01000 0 1 1.0 000.0000+00.0100右移一位00.00100 0 0 1 1.0Y0Y1=10,+-X补11.0101+11.01110 0 0 1Y1Y

11、2=00,+0XY补=1.0111 0001 XY=-0.1000 1111 56并行加法器(n+2位)A(部分积)B(被乘数X补)控制逻辑计数器缓冲器 Q(乘数Y补)QCLRDQCPMUL=0右移一位C0QnQn+157 BBiQQnQn+1Q位积的第i位C0+X补+-X补 QQQQQ控制逻辑电路 开始0A,X补B,Y补Q,n+1计数器,0Qn+1QnQn+1=?A+BAA、Q联合右移一位计数器减1计数器=0?结束P补=A、QYN0100 11A+-B补A10补码乘法的Booth算法流程 58X1 X2 X3 X4Y1 Y2 Y3 Y4X1Y4 X2Y4 X3Y4 X4Y4X1Y2 X2Y2 X3Y2 X4Y2X1Y1 X2Y1 X3Y1 X4Y1X1Y3 X2Y3 X3Y3 X4Y3+P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P859606162XnXn-1Xn-2X1X0XnXn-1Xn-2X1补码求绝对值电路 说明:说明:1)X0 X1 Xn-1 Xn是是X的补码形式;的补码形式;X0 是符号位。是符号位。当当X00时,时,Xi=Xi;当;当X0=1时,若低位为时,若低位为0,则,则Xi=Xi;反之,;反之,则本位的绝对值为补码求反;则本位的绝对值为补码求反;2)该电路同样适合绝对值求补码。)该电路同样适合绝对值求补码。63646566

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