浮点数计算方法.ppt

第二章 运算方法和运算器 2.1 数据与文字的表示方法 2.1.1 数据格式 1. 定点数的表示方法 2. 浮点数的表示方法 3. 十进制数串的表示方法 4. 自定义数据表示 2.1.2 数的机器码表示 1. 原码表示法 2. 补码表示法　 3. 反码表示法　 4. 移码表示法 2.1.3 字符与字符串的表示方法 2.1.4 汉字的表示方法 2.1.5 校验码 2.2 定点加法、减法运算2.2.1 补码加法 2.2.2 补码减法 2.2.3 溢出概念与检测方法 2.2.4 基本的二进制加法/减法器 2.2.5 十进制加法器 2.3 定点乘法运算 2.3.1 原码乘法 1. 人工算法与机器算法的同异性 2. 不带符号的阵列乘法器 3. 带符号的阵列乘法器(1) 对2求补器电路 (2) 带符号的阵列乘法器 2.3.2 补码乘法1. 补码与真值的转换公式 2. 一般化的全加器形式 3. 直接补码阵列乘法器 2.4 定点除法运算2.4.1 原码除法运算原理 2.4.2 并行除法器1. 可控加法/减法(CAS)单元 2. 不恢复余数的阵列除法器 2.5 定点运算器的组成2.5.1 逻辑运算 2.5.2 多功能算术/逻辑运算单元(ALU) 1. 基本思想 2. 逻辑表达式 3. 算术逻辑运算的实现 4. 两级先行进位的ALU 2.5.3 内部总线 2.5.4 定点运算器的基本结构 1. 单总线结构的运算器 2. 双总线结构的运算器 3. 三总线结构的运算器 2.6 浮点运算方法和浮点运算器2.6.1 浮点加法、减法运算 2.6.2 浮点乘法、除法运算 　 2.6.3 浮点运算流水线 2.6.4 浮点运算器实例 第二章小结 作业： 　　 按总线的逻辑结构来说，总线可分为单向传送总线和双向传送总线。所谓单向总线就是信息只能向一个方向传送。所谓双向总线就是信息可以分两个方向传送，既可以发送数据，也可以接收数据。 　　下图 2.14(a) 是带有缓冲驱动器的4位双向数据总线。其中所用的基本电路就是三态逻辑电路。当“发送”信号有效时，数据从左向右传送。反之当“接收”信号有效时，数据从右向左传送。这种类型的缓冲器通常根据它们如何使用而叫作总线扩展器、总线驱动器、总线接收器等等。 图2.14　由三态门组成的双向数据总线 　　 上图2.14(b)中所示的是带有锁存器的4位双向数据总线。它主要由一个DE触发器和一个三态缓冲器组成。DE触发器是在一个普通D触发器上另加一个E输入端（允许端）而构成的。此处E输入端用以控制D的输入。若E＝0，即使D为“1”，也不能输入。当接收数据时，E＝1三态门被禁止，因而数据总线上的数据被接收到锁存器。当发送数据时，E＝0，三态门被允许，因而锁存器的数据发送至数据总线上。 运算器包括ALU\阵列乘除器\寄存器\多路开关\三态缓冲器\数据总线等逻辑部件。 　　运算器的设计，主要是围绕ALU和寄存器同数据总线之间如何传送操作数和运算结果进行的。 　　在决定方案时，需要考虑数据传送的方便性和操作速度，在微型机和单片机中还要考虑在硅片上制作总线的工艺。计算机的运算器大体有如下三种结构形式： 总线结构的运算器如下图所示。由于所有部件都接到同一总线上，所以数据可以在任何两个寄存器之间，或者在任一个寄存器和ALU之间传送。如果具有阵列乘法器或除法器，那么它们所处的位置应与ALU相当。对这种结构的运算器来说，在同一时间内，只能有一个操作数放在单总线上。为了把两个操作数输入到ALU，需要分两次来做，而且还需要A, B两个缓冲寄存器。这种结构的主要缺点是操作速度较慢，但是由于它只控制一条总线，故控制电路比较简单。 　　 双总线结构的运算器如下图所示。在该结构中，两个操作数同时加到ALU进行运算，只需一次操作控制，而且马上就可以得到运算结果。图中两条总线各自把其数据送至ALU的输入端。特殊寄存器分为两组，它们分别与一条总线交换数据。这样通用寄存器中的数就可进入到任一组特殊寄存器中去，从而使数据传送更为灵活。ALU的输出不能直接加到总线上去。这是因为当形成操作结果的输出时，两条总线都被输入数占据，因而必须在ALU输出端设置缓冲寄存器。为此操作的控制要分两步完成: 第一步： 在ALU的两个输入端输入操作数，形成结果并送入缓冲寄存器; 第二步： 把结果送入目的寄存器。假如在总线1, 2和ALU输入端之间再各加一个输入缓冲寄存器，并把两个输入数先放至这两个缓冲寄存器，那么ALU输出端就可以直接把操作结果送至总线1或总线2上去。 上面的笔算过程可叙述如下： 1. 判断ｘ是否小于ｙ？现在ｘｙ, 故商的整 数位商“0”, ｘ的低位补0,