计算机组成原理第六章计算机的运算方法ppt课件.ppt

第六章计算机的运算方法一、考试范围一、考试范围二、复习要点一、无符号数带符号的数符号数字化的数2.原码表示法小数(2)举例例6.4求x=0的原码但是用原码做加法时，会出现如下问题：(1)补的概念结论+0101（mod24）(3)补码定义小数(4)求补码的快捷方式(5)举例例6.7真值4.反码表示法小数(2)举例三种机器数的小结例6.11例6.125.移码表示法(1)移码定义(2)移码和补码的比较-100000当x=0时小数点按约定方式标出二、浮点表示1.浮点数的表示形式2.浮点数的表示范围练习3.浮点数的规格化形式例如：例6.13将+写成二进制定点数、浮点数及在定点机和浮点机中的机器数形式。其中数值部分均取10位，数符取1位，浮点数阶码取5位（含1位阶符）。x=–111010例6.15当浮点数尾数为0时，不论其阶码为何值
按机器零处理四、IEEE754标准6.2数的定点表示和浮点表示6.3定点运算2.算术移位规则例6.16例6.17–63.算术移位的硬件实现4.算术移位和逻辑移位的区别二、加减法运算2.举例例6.203.溢出判断6.3定点运算4.补码加减法的硬件配置三、乘法运算2.笔算乘法改进3.改进后的笔算乘法过程（竖式）小结4.原码乘法(2)原码一位乘递推公式例6.21②数值部分按绝对值相乘(3)原码一位乘的硬件配置(4)原码两位乘(5)原码两位乘运算规则例6.22②数值部分的运算(6)原码两位乘和原码一位乘比较5.补码乘法③Booth算法④Booth算法递推公式例6.23(2)Booth算法的硬件配置乘法小结四、除法运算2.笔算除法和机器除法的比较3.原码除法(1)恢复余数法0.0101(2)不恢复余数法x=–0.1011y=–0.1101求①x0y0=11=0(3)原码加减交替除法硬件配置[Ri]补=0.1000[x]补和[y]补[x]补与[y]补同号(2)商符的形成(3)新余数的形成例6.26(4)小结6.4浮点四则运算例如3.规格化特例(3)左规例6.27③右规例6.28②尾数求和5.溢出判断二、浮点乘除运算一、加法器
1.半加器(不考虑进位)6.5算术逻辑单元(2)串行多位加法器超前进位的主要目标：
使C1、C2、C3、C4同时产生而不是依次产生。
如何使C1、C2、C3、C4同时产生？如何将C1改写成“与或非”式？由上式画出“超前进位产生电路”及“四位超前进位加法器”的逻辑图如下：超前进位加法器的进位产生和进位传递函数具有哪些特点？二、ALU部件（Arithmeticandlogicalunit）1.逻辑图2.逻辑引脚图引脚功能说明
A0～A3、B0～B3：参加运算的两个数
S0～S3：选择控制端---选择不同的算术和逻辑运算
M：状态控制端，为高电平执行逻辑运算；为低电平执行算术运算
Cn：ALU的最低进位位
F0～F3：ALU的运算结果
Cn+4：ALU最高位产生的进位
G、P：ALU的进位产生与传递3.功能表－能执行16种算术、16种逻辑运算4.用4片74181电路可组成16位ALUC16C12C8C41）第1组进位逻辑式
组内：
C1=G1+P1C0
C2=G2+P2G1+P2P1C0
C3=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0

组间：
C4=G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1
+P4P3P2P1C02）第2组进位逻辑式
组内：
C5=G5+P5CI
C6=G6+P6G5+P6P5CI
C7=G7+P7G6+P7P6G5+P7P6P5CI

组间：
C8=G8+P8G7+P8P7G6+P8P7P6G5
+P8P7P6P5CI3）第3组进位逻辑式
组内：
C9=G9+P9CⅡ
C10=G10+P10G9+P10P9CⅡ
C11=G11+P11G10+P11P10G9+P11P10P9CⅡ

组间：
C12=G12+P12G11+P12P11G10+P12P11P10G9
+P12P11P10P9CⅡ4）第4组进位逻辑式
组内：
C13=G13+P13CⅢ
C14=G14+P14G13+P14P13CⅢ
C15=G15+P15G14+P15P14G13+P15P14P13CⅢ

组间：
C16=G16+P16G15+P16P15G14+P16P15P14G13
+P16P15P14P13CⅢ5）各组间进位逻辑Co进位并行扩展芯片7418274181:实现算术逻辑运算及组内并行。
74182：接收了组间的辅助函数后，产生组间
的并行进位信号CIII、CII、CI，分
别将其送到各小组的加法器上三、译码器：三—八译码器（74ls138）四、数据选择器：（二）、工作过程时序逻辑电路不但与当前的输入状态有关，而且还与电路以前的输入状态有关。时序电路内必须有存储信息的记忆元件---触发器。1.