移位运算

移位的意义

1️⃣15.m = 1500.cm 小数点右移2位
机器用语 15相对于小数点左移2位 (小数点不动)
左移 绝对值扩大
右移 绝对值缩小
在计算机中,移位与加减配合,能够实现乘除运算

算术移位规则

符号位不变
定点运算(PPT搬运工)

例子

设机器数字长为 8 位(含1位符号位),写出
A = –26时,三种机器数左、右移一位和两位后的表示形式及对应的真值,并分析结果的正确性。
定点运算(PPT搬运工)
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算术移位的硬件实现

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算术移位和逻辑移位的区别

算术移位 :有符号数的移位
逻辑移位 :无符号数的移位
逻辑左移 :低位添 0,高位移丢

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逻辑右移 :高位添 0,低位移丢
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例子

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加减法运算

补码加减运算公式

(1) 加法
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(2) 减法
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举例

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溢出判断

(1) 一位符号位判溢出
参加操作的 两个数(减法时即为被减数和“求补”以后的减数)符号相同,其结果的符号与原操作数的符号不同,即为溢出
硬件实现
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(2) 两位符号位判溢出
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结果的双符号位 相同 : 未溢出
结果的双符号位 不同 : 溢出
最高符号位 代表其 真正的符号
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补码加减法的硬件配置

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A、X 均 n+1 位
用减法标记 GS 控制求补逻辑

乘法运算

分析笔算乘法

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笔算乘法改进

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改进后的笔算乘法过程(竖式)

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小结

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原码乘法

(1) 原码一位乘运算规则
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乘积的符号位单独处理 x0⊕y0
数值部分为绝对值相乘 x* • y*
(2) 原码一位乘递推公式
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例子

已知 x = – 0.1110 y = 0.1101 求[x • y]原
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结果

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(3) 原码一位乘的硬件配置
定点运算(PPT搬运工)
A、X、Q 均 n+1 位
移位和加受末位乘数控制
(4) 原码两位乘
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(5) 原码两位乘运算规则
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结果

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(6) 原码两位乘和原码一位乘比较
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补码乘法

(1) 补码一位乘运算规则
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定点运算(PPT搬运工)

例子

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(2) Booth 算法的硬件配置
定点运算(PPT搬运工)
A、X、Q 均 n + 2 位
移位和加受末两位乘数控制

乘法小结

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除法运算

分析笔算除法

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笔算除法和机器除法的比较

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原码除法

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(1) 恢复余数法
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(2) 不恢复余数法(加减交替法)
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结果

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(3) 原码加减交替除法硬件配置
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补码除法

(1) 商值的确定
① 比较被除数和除数绝对值的大小

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② 商值的确定
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(2) 商符的形成
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(3) 新余数的获得
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例子

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小结

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(5) 补码除和原码除(加减交替法)比较
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