计算机组成原理算法实现.docx

《 计算机组成原理》 课 程 设 计 说 明 书 （ 课题二） 信息工程学院 目录 2 设计内容与要求 ............................................. 2.1 题目 ................................................. 2.2 功能 ................................................. 2.3 算法原理 ............................................. 3 主要技术指标及特点 ......................................... 3.1 登录窗体 ............................................. 3.2 操作界面 ............................................. 3.3 定点小数机器表示窗口界面 ............................. 3.4 定点小数变形补码加减运算界面 ......................... 3.5 定点小数的原码乘法界面 ............................... 3.6 浮点数加减运算界面 ................................... 3.7 帮助界面 ............................................. 4 设计小结 ................................................... 参考文献..................................................... 计算机组成原理算法实现（二） 课程设计的目的 本课程设计是在学完本课程教学大纲规定的全部内容、完成所有实践环节的基础上，旨在深化学生学习的计算机组成原理课程基本知识，进一步领会计算机组成原理的一些算法， 并进行具体实现，提高分析问题、解决问题的综合应用能力 设计内容与要求 题目 计算机组成原理算法实现（二） 功能 能够实现定点小数的机器数表示、定点小数的变形补码加减运算、定点小数的原码一位乘法运算和浮点数的加减运算。 算法原理 数据表示方法： 计算机中常用的数据表示格式有两种，一是定点格式，二是浮点格式。 （1)定点表示：约定机器中所有数据的小数点位置是固定的。由于约定在固定的位置，所以小数点就不再使用记号“.”来表示。 （2）浮点表示：定点数表示的数的范围有限，为了扩展数的表示范围，按照科学记数法表示数据的方式，任何一个二进制数 N 都可以表示成如下的格式： N＝M*2e M：尾数，是一个纯小数，决定数据的表示精度 e：指数，又称为阶码，是一个整数，决定数据的表示范围 数的机器码表示： 一般书写所表示的数据称为真值，在计算机中为了表示符号位，通常把符号位和数字位一起编码来表示相应的数，形成了各种数据的存储和表示方法，这些编码称为机器码。常用的机器码有原码、反码、补码和移码。 原码：原码的数值部分是该数的绝对值，最高位表示符号位，最高位为0 是正数，最高位为 1 是负数。 反码：正数的反码等于原码，负数的反码等于除符号位外其余二进制数码 0 变成 1，1 变成 0。正数：[x]反=[x]原=x 负数：符号位不变，其余变反 补码：正数的补码等于原码，负数的补码等于反码加 1。正数：[x]补=[x]原 负数：[x]补=[x]反+1 定点加、减法运算： 结论：任何两数的补码之和等于两数之和的补码 补码加法 基本公式：[x]补+[y]补=[x+y]补 补码减法 基本公式：[x]补-[y]补＝[x]补+[-y]补 当负数用补码表示后，符号位作为数据的一部分一起参加运算，运算器不用考虑参加加法运算的操作数的正负以及结果的正负，任意数的加法就可以化作正数加法来实现。 溢出：在定点数机器中,数的大小超出了定点数能表示的范围，叫溢出。 在定点小数机中数的表示范围是-1x1，如果运算过程中出现了大于 1 或者小于－1 的情况。 在定点整数机（8 位）中数的表示范围是-128x127，如果运算过程中出现了大于 127 或者小于－128 的情况。双符号位法：将符号位扩展为 2 位，具体说就是对于正数两个符号位是“ 00”，对于负数两个符号位是“ 11”。两个符号位都看作数码一样参加运算。两个数相加后，其结果的符号位出现“ 01”或“10”两种组合时,表示发生溢出。 符号位“01”，上溢出 符号位“10”，下溢出 符号位“00”或者“11”，未