一台计算机的数据计算能力-运算器.ppt

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1、第三章运算方法与运算器本章的主要内容:加法器的组成和工作原理补码加减的处理(结果溢出的判断)原码一位乘法运算(结果溢出的判断)定点一位除法运算(结果溢出的判断)浮点数加减的运算过程和处理(结果溢出的判断)一位全加器(FA)的逻辑电路写出一位全加器的Si和Ci+1逻辑表达式全加器真值表输入输出AiBiCiSiCi+10000000110010100110110010101011100111111典型门电路的逻辑符号和时间延迟门的名称门的功能逻辑符号以T为个数表示的时间延迟与非NAND或非NOR非NOT与AND或OR

2、异或XOR异或非XNOR与或非AOI&≥11&≥1=1门的名称门的功能逻辑符号以T为个数表示的时间延迟与非NANDT或非NORT非NOTT与AND2T或OR2T异或XOR3T异或非XNOR3T与或非AOIT+TRC≥1=1&≥1&第三章运算方法与运算器二、并行加法器：加法器中的全加器数目和操作数位数相同，同时进行各位相加，这种加法器叫做并行进位加法器（行波进位加法器）三、n位串行进位加法器(33页图2.2.1）运算器的基本结构(总线)(1)单总线结构(2)双总线结构(3)三总线结构第三章运算方法与运算器补码定点加

3、减法运算运算过程（教材43页例3-1、3-2）结果相应位的舍弃处理结果溢出（运算结果超出了数据的表示范围）的判断用结果的符号位进位和数值最高位进位进行异或运算，结果为1时则结果产生溢出，否则无溢出用双符号位判断结果是否溢出：结果的双符号位不同时则发生溢出，10为下溢，01为上溢标志寄存器中的OF位是溢出标志。第三章运算方法与运算器定点一位乘法运算原码一位乘法运算的过程（教材39页例3-9）结果符号位的处理：参加乘法的因数符号位进行异或为结果的符号位定点小数乘法的结果不会发生溢出现象定点一位除法运算恢复余数法的基本

4、过程加减交替法的基本过程浮点数运算的基本过程浮点数加减法的过程（56页）浮点结果溢出的判断（57页底）浮点数加减法的过程1、0操作数检查：两个操作数有一个为0，则马上得到运算成果。2、对阶（即小数点位置对齐处理）：小阶对大阶（对阶时避免尾数左移带来的丢失高位的大误差现象）3、尾数求和：按照补码进行加减运算。4、尾数的规格化：向左或者向右5、舍入：在对阶或者向右规格化中发生。6、溢出：阶码溢出：阶码下溢时把浮点数置机器0，阶码上溢出则结果溢出。二进制数的逻辑运算与逻辑符号逻辑非当X=01001011时，X的逻辑非的

5、结果是10110100逻辑与当X=10101011、Y=11100001时，X和Y的逻辑与结果是10100001逻辑或当X=10101011、Y=11100001时，X和Y的逻辑或结果是11101011逻辑异或当X=10101011、Y=11100001时，X和Y的逻辑异或结果是01001010代码错误检测与纠错数据在传递过程中发生的错误是指个别二进制位发生了翻转（0—1、1—0）错误的种类单位错误：给定数据单元（用于检测的最基本大数据单位）中只有一个位发生了翻转。多位错误：给定数据单元（用于检测的最基本大数据单

6、位）中发生了两个以上的不连续位发生了翻转。突发错误：给定数据单元（用于检测的最基本大数据单位）中发生了两个或者两个以上的连续位发生了翻转。代码错误检测与纠错水平奇偶校验数据单元为10001101，如果采用奇校验，在发送方发送之前在数据最后加一位1，如果在接收方收到的数据中检测到最后一位变成了0，则传送发生了错误。但是无法定位错误发生点。水平垂直奇偶校验把一批数据分割成等长的组，然后把若干组排成若干列。在最后一列的后面分别添加每一组的一个奇偶校验位，同时在最后一行的后面对应每列的位置加一位各个组的列向奇偶校验位。如

7、果在接收方收到的数据中检测到奇偶校验位发生变化，则传送发生了错误。并且可以定位出错误发生点。本章复习题一、课后1、2、3、4、7、9、10、11二、补充习题1.答：串行进位方式中进位是逐级形成的；并行进位方式中进位是同时形成的。2.解：(1)[X]补00010110＋[Y]补00100101[X+Y]补00111011无溢出，结果正确。（2）[X]补11110011＋[Y]补11101101[X+Y]补11110000无溢出，结果正确。本章复习题(补充习题)3、解：（2）因为[Y]补=11010011则[-Y]补

8、=00101101[X]补00110011＋[-Y]补00101101[X]补－[Y]补01100000正溢出,结果错。（3）因为[Y]补=00110100则[-Y]补=11001100[X]补00100011＋[-Y]补11001100[X]补－[Y]补11101111无溢出,结果正确。本章复习题(补充习题)4.解：X和Y的浮点数表示为：阶码尾数[X]浮11010011