运算方法和运算部件

一.高级语言和机器指令中的运算

1.C程序中涉及的运算

涉及的运算有按位运算、逻辑运算、移位运算、位扩展和位截断运算

• 移位运算
  负数反码，移位后符号位不变，左移时，最高位丢失0，则结果出错；右移时，最低位丢失0，影响精度。
  负数补码，移位后符号位不变，左移时，最高位丢失0，则结果出错；右移时，最低位丢失1，影响精度。
• 位扩展
  进行位扩展时，扩展后的数值应保持不变。
  扩展方式有：0扩展和符号扩展。0扩展用于无符号数，只要在短的无符号数前面添加足够的0即可。符号扩展用于补码表示的带符号整数，通过在短的带符号整数前添加足够多的符号位来扩展。

2.MIPS指令中涉及的运算

MIPS指令系统涉及的运算有按位逻辑运算、逻辑移位、算术移位、带符号整数的加减乘除、无符号整数加减乘除、带符号整数的符号扩展、无符号数的0扩展
、单精度浮点数加减乘除、双精度浮点数加减乘除等。

2.基本运算部件

1，串行进位加法器

• 串行进方式：n位加法器，X与Y逐位相加，位间进位串行传送。
• 只有一个全加器，数据逐位串行送入加法器中进行运算。进位触发器用来寄存进位信号，以便参与下一次运算。
• 行进位加法器速度慢的主要原因是进位按串行方式传递，高位进位依赖低位进位。
  2，并行进位加法器
  用n位全加器实现两个n位操作数各位同时相加，这种加法器称为并行加法器。并行加法器中全加器的个数与操作数的位数相同。并行加法器中全加器的位数与操作数的位数相同，可同时对操作数的各位相加。计算机内部大多采用两级或多级先行进位加法器
  3，带标志加法器

3.定点数运算

1，补码加减法

• 运算表达式
• 判断是否溢出
  2，原码加减运算
  比较两个操作数的符号，对加法实行“同号求和，异号求差”，对减法实行“异号求和，同号求差求和时，数值位相加，若最高位产生进位则结果溢出求差时，被加数数值位加上加数数值位的补码
  3，移码加减运算
  移码的和、差等于和、差的补码。
  4，原码乘法运算
  原码一位乘法
  （1）确定乘积的符号位。由两个乘数的符号异或得到。
  （2）计算乘积的数值位，乘积的数值部分分为两个乘数的数值部分之积。
  原码二位乘法
  原码两位乘是用两位来决定新的部分积的形成，形成4种状态