計(jì)算機(jī)組成原理 第2版 課件 2-數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算_第1頁
計(jì)算機(jī)組成原理 第2版 課件 2-數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算_第2頁
計(jì)算機(jī)組成原理 第2版 課件 2-數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算_第3頁
計(jì)算機(jī)組成原理 第2版 課件 2-數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算_第4頁
計(jì)算機(jī)組成原理 第2版 課件 2-數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算_第5頁
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文檔簡介

1*數(shù)據(jù)的表示:

有符號整數(shù)—二進(jìn)制、定點(diǎn)格式、補(bǔ)碼,幾種長度無符號整數(shù)—二進(jìn)制、定點(diǎn)格式、無符號編碼,幾種長度

實(shí)數(shù)—二進(jìn)制、浮點(diǎn)格式、原碼+移碼,2種長度

邏輯數(shù)—二進(jìn)制、位向量格式、邏輯編碼,長度同整數(shù)

字符—二進(jìn)制、定點(diǎn)格式、無符號編碼,幾種長度52111單精度及雙精度浮點(diǎn)格式數(shù)符S階E尾數(shù)M2381E=0、M=00機(jī)器零E=0、M≠0(-1)S×2-126×0.M非規(guī)格化數(shù)1≤E≤254(-1)S×2E

-127×1.M規(guī)格化數(shù)E=255、M≠0NaN非數(shù)值E=255、M=0(-1)S×∞±無窮大例1:IA32計(jì)算機(jī)中,MEM按字節(jié)編址,數(shù)據(jù)在MEM中存放時(shí),低位放在地址較小的單元中。若數(shù)據(jù)從2#單元起連續(xù)存放,畫出下列語句的存放結(jié)果。

chara=

A

;

floatb=40;

intc=-36;

shortd=c,e=a&d;41H42H20H00H00HDCHFFHFFHFFHDCHFFH20H00H234567891011121314MEM2*數(shù)據(jù)的運(yùn)算:

數(shù)據(jù)運(yùn)算部件—ALU(定點(diǎn)算術(shù)/邏輯/關(guān)系)、FPU(浮點(diǎn)算術(shù))等結(jié)果暫存部件—GPRs、PSR等

部件的連接—總線結(jié)構(gòu)、點(diǎn)點(diǎn)結(jié)構(gòu)n位加法器RegARegBRegP控制門Cn-1控制邏輯計(jì)數(shù)器Cnt加法右移判斷op(無符號乘法)Z時(shí)鐘Clk*無符號乘法器的組成:

寄存器為n位,Cnt初值為n,

控制門輸出0或RegA,加法器運(yùn)算為加法判斷加法(n位)移位bi-1=0P

i高n位=Pi-1高n位+0,P

i低位=Pi-1低位Pi=P

i帶進(jìn)位

右移1位bi-1=1P

i高n位=Pi-1高n位+|A|,P

i低位=Pi-1低位*無符號乘法的實(shí)現(xiàn)方法:循環(huán)n次的判斷-加法-移位操作3RegB0=1?YRegP←(RegP)+(RegA)帶進(jìn)位的RegP、RegB同時(shí)右移1位Cnt←(Cnt)-1RegA←被乘數(shù),RegB←乘數(shù),op←無符號乘法RegP←0,Cnt←nRegP←(RegP)+0NCnt=0?N乘積在RegP及RegB中Y

*無符號乘法器的控制流程:整數(shù)乘法45*原碼整數(shù)乘法的實(shí)現(xiàn)方法:

求部分積—循環(huán)n-1次的判斷-加法-移位操作

部分積擴(kuò)展1位—n位加法時(shí),增加1次判斷-加法-移位操作

整數(shù)乘法實(shí)現(xiàn)—n次循環(huán),n位加法判斷加法(n位)移位bi-1=0P

i高n位=Pi-1高n位+0,P

i低位=Pi-1低位Pi=P

i邏輯

右移1位bi-1=1P

i高n位=Pi-1高n位+|A|,P

i低位=Pi-1低位判斷加法(n-1位)移位bi-1=0P

i高n-1位=Pi-1高n-1位+0,P

i低位=Pi-1低位Pi=P

i帶進(jìn)位

右移1位bi-1=1P

i高n-1位=Pi-1高n-1位+|A|,P

i低位=Pi-1低位*原碼乘法器組成:基于無符號乘法器,增加觸發(fā)器SP3RegB0=1?YRegP←(RegP)+(RegA)RegP、RegB同時(shí)邏輯右移1位Cnt←(Cnt)-1RegA←被乘數(shù),RegB←乘數(shù),op←原碼乘法RegP←0,Cnt←n,SP←RegAn-1

RegBn-1RegP←(RegP)+0NCnt=0?NY判斷加法移位RegAn-1←0,RegBn-1←0RegPn-1←SP求絕對值(n位)置符號位

*原碼整數(shù)乘法器的控制流程:整數(shù)乘法64n位加法器RegARegBRegP控制門控制邏輯計(jì)數(shù)器Cnt加/減右移判斷op(補(bǔ)碼乘法)Z時(shí)鐘ClkB附*補(bǔ)碼乘法器組成:基于無符號乘法器,增加觸發(fā)器B附

控制門輸出0或RegA或RegA,加法器運(yùn)算為加/減57判斷加法(n位)移位bi-1bi-2=00或11P

i高n位=Pi-1高n位+0,P

i低位=Pi-1低位Pi=P

i算術(shù)

右移1位bi-1bi-2=01P

i高n位=Pi-1高n位+[A]補(bǔ),P

i低位=Pi-1低位bi-1bi-2=10P

i高n位=Pi-1高n位+[-A]補(bǔ),P

i低位=Pi-1低位*補(bǔ)碼整數(shù)乘法的實(shí)現(xiàn)方法:循環(huán)n次的判斷-加法-移位操作3

*補(bǔ)碼乘法器的控制流程:整數(shù)乘法RegB0及B附01RegP←(RegP)+(RegA)RegP、RegB、B附同時(shí)算術(shù)右移1位

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