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算术逻辑部件(ALU)

进行基本算术运算与逻辑运算

无符号整数加，减
带符号整数加，减
与、或、非、异或等逻辑运算

核心电路是带标志加法器

输出除和/差等，还有标志信息

有一个操作控制端( ALUop ) ,用来决定ALU所执行的处理功能。ALUop的位数k决定了操作的种类，例如，当位数k为3时，ALU最多只有23=8种操作。

第二讲从c表达式到逻辑电路

先从c表达式到运算类指令

对于y=(x>>2)+k

先转换为指令序列，通过执行运算类指令来实现，下图为指令序列

2. 计算机直接执行指令来完成运算

控制器对指令进行译码，产生控制信号送运算电路

操作数在运算电路中运算

移位器和整数加减运算器都是由逻辑门电路构成的!

数据的运算

第三讲 C语言中的各类运算

-81的机器数为10101111

分析:-81=-1010001B，为负号，即在前面加上1.其余1->0,0->1,最后一位加上1就变为10101111

short si= -32768;

unsigned short usi = si;

int i = si;

unsingned ui = usi ;

unsingned的意思是无符号整数

在大端机上输出si, usi, i, ui的十进制和十六进制值是什么?

分析一把:

十进制十六进制

si -32768 8000

usi 32768 8000

i -32768 FFFF 8000

ui 32768 0000 8000

首先，short不用符号表示。那么si的十六进制直接为8000。因此转为无符号整数也为8000.但是int有符号表示，因此i的十六进制为FFFF 8000，其中FFFF表示为符号。ui为无符号整数，所以前面四位为0。

第四讲整数加减运算

无符号整数

指针，地址

带符号整数

无符号整数和带符号整数的加、减运算电路完全一样，这个运算电路称为整数加减运算部件，基于带标志加法器实现

计算机中的加法器，因为只有n位，所以是一种模2n运算系统!

重要认识

计算机中所有运算都基于加法器实现
加法器不知道所运算的是带符号数还是无符号数。
加法器不判定对错，总是取低n位作为结果，并生成标志信息。

条件标志位

A+(-)B+(-)Cin +-有sub决定。输出 Sum 和Cout

OF:若A与B’同号但与Sum不同号，则1;否则0。

SF : sum符号

ZF:如Sum为0，则1，否则0。

CF : Cout 亦或sub

整数加法举例

做加法时，主要判断是否溢出

无符号加溢出条件:CF=1

带符号加溢出条件:OF=1，即两个相同符号的相加，结果与他们不同号，则溢出

例子:n=8，107+46=

整数减法举例

带符号:-7-6=？

对于7的二进制为0111的补码为1001，

对于6的二进制为0110的补码为1010

因此结果为0011=3，结果为正数，因此溢出

带符号溢出

(1)最高位和次高位的进位不同

(2)和的符号位和加数的符号位不同

无符号：-3-5=-8;13-5=8

无符号减溢出∶差为负数，即借位CF=1

做减法以比较大小，规则:

Unsigned: CF=0时，大于

Signed : OF=SF时，大于

计算机基础4