为了对付大二上的期末考-计算机组成原理--《第 6 章 / 第 7 章 专题》

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整数的原码 , 反码 , 补码

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小数的原码 , 反码 , 补码

普通方法 (分数)

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不管整数还是小数,第一位都是符号位正数0,负数1,永远都不变

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乘2取整法 (小数)

“乘 2 取整,顺次排列”

  1. 乘 2:将十进制小数部分乘以 2。
  2. 取整:取出乘积的整数部分(0 或 1),作为二进制小数的一位。
  3. 剩小:将乘积的小数部分留下,作为下一次计算的基数。
  4. 重复:重复上述步骤,直到小数部分为 0,或者达到要求的精度(如保留 n 位)。
  5. 排列:将取出的整数部分按从上到下的顺序排列。

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IEEE754 题型 (阶码,尾数)

阶码 / 移码

  1. 比如浮点数 0.1101×2 的 3 次方 中,“3” 就是 阶码 ,它表示这个数要乘以 23(即放大 8 倍)。

  2. 移码 = 阶码(真值)+ 偏置值

    其中 “偏置值” 是固定数,通常取 2n−1(n 是阶码的位数):

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这里11.375,11用前面教的整数转法,0.375用前面教的小数转法,然后凑一起就是了

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这里的 130 转换为二进制就是 10000010,也就是阶码 (8位)

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尾数就是这里的011011 然后加上0,因为要求尾数23位,所以对应要补上17个0

第一题:IEEE754 转 十进制

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第二题: 十进制 转 IEEE754

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符号位计算

双符号位计算

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单符号位计算

image.png -y补=y补全部取反再+1

image.png 负数补码变原码有两种方式,1是先减再取反,2是取反后加

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这是两个判断溢出的口诀:

1.符号为00变1,上溢出,11变0下溢出

2.同号溢出,异号不溢出。正正为正(上)溢出,负负为负(下)溢出

乘除运算

求 x ✖️ y ( 原码一位乘 )

原码一位乘的视频讲解

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求 x ✖️ y ( 阵列乘法器 )

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求 x ➗ y ( 除法运算 )

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浮点运算 ( 浮点加减运算 )

步骤: 对阶 / 尾数运算 / 规格化

  1. 对阶(核心步骤)

原则“小阶向大阶看齐” (即阶码小的数,其尾数右移)。

  1. 尾数运算

目的:将对齐后的两个尾数进行加减.

  1. 规格化(关键步骤)

目的:使结果的尾数满足规格化形式(通常是 1.xxx... 或 0.1xxx...),保证精度。

  • 左规

    • 原因:尾数运算结果的最高位是 0(例如 0.00101...)。
    • 操作:尾数左移 1 位,阶码减 1。重复直到最高位为 1。
  • 右规

    • 原因:尾数相加结果溢出(例如 10.010... 或 11.000...),即符号位与最高数值位不同。
    • 操作:尾数右移 1 位,阶码加 1。(右规最多只需要做 1 次)。
  1. 舍入(处理误差)

目的:在对阶或右规时,尾数右移会丢失低位,需要通过舍入来减小误差。

  • 0 舍 1 入法:类似十进制的四舍五入。如果移出的最高位是 1,则尾数末位加 1;如果是 0,则舍去。

    • 缺点:可能会导致再次溢出,需要再进行一次右规。
  • 恒置 1 法:只要有移出位(不管是 0 还是 1),就把尾数的末位置为 1。

    • 优点:简单,不需要额外的加法运算。
  • 截断法(恒舍法) :直接丢弃移出的位。

    • 缺点:误差累积,数值偏小。
  1. 判溢出

目的:判断最终结果是否超出了浮点数的表示范围。

  • 判断依据阶码是否溢出(尾数溢出已在规格化中处理)。

  • 上溢(Overflow) :阶码超过了最大表示值。

    • 结果为 +∞ 或 −∞。
  • 下溢(Underflow) :阶码小于最小表示值。

    • 结果极接近 0,通常按机器零(Machine Zero)处理。

考试常见考点

  1. 对阶方向:一定是小阶变大阶,尾数右移。
  2. 左规次数:可能需要多次。
  3. 右规次数:最多 1 次。

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计算 x ➕ y

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两位符号位可以判断运算结果是否溢出


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计算 x ➖ y ( 步骤讲解 )

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第六章 ( 手写作业 )

1. 计算 x ➕ y

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2. 计算 x ➖ y ( 本质是 X ➕ (➖y) )

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3. 计算 x ✖️ y

结束的判断标准是 y 小数点后有几位 ( 练习题都是 4 位 , 4 次 )

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4 .计算 x ➗ y

第七章 ( 手写作业 )

1. 寻址方式

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2. 指令格式设计

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五次的解释


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例 3 的答案

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3. 按字 / 按字节 两者区别

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