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计算机组成原理:浮点数的加 减 乘 除运算(含实例完整运算)

时间:2021-10-13 11:57:02

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计算机组成原理:浮点数的加 减 乘 除运算(含实例完整运算)

目录

浮点数的加减运算

零操作数的判断

对阶操作

尾数的加减操作

尾数的规格化

结果的舍入处理

结果的溢出判断

加减实例运算过程

浮点数的乘除法

零操作数的检查

阶码的加减操作

尾数的乘除操作

结果的规格化、舍入处理及溢出的判断

具体的操作如下图

乘除实例运算过程

浮点数的加减运算

零操作数的判断

一个操作数为零,也不必计算,节省时间

若加数或被加数其中有 0,则等于其中不为0 的那个数;若全为 0 则等于 0若被减数为 0,则等于减数的相反数 ;若减数为 0,则等于被减数 ,若全为0则等于0

对阶操作

以阶码加大(绝对值)的为标准,阶码较小的 向较大的对齐

目的:计算机中的浮点数定点表示时小数点的位置是固定的,在小数的数值位的最前面,为了避免阶码较大的浮点数尾数左移导致最高位的丢失

如x 的阶码为 Ex=010,y的阶码Ey=100,则Ex-Ey =-2,则x 右移两位,阶码加2,这时x 和y 的阶码都是100,这个过程就是对阶

尾数的加减操作

以双符号位的补码形式进行运算,方便判断溢出的情况

其中若符号位的最高位还有进位则直接舍弃,因为机器的位数是有限制的

尾数的规格化

尾数的符号位为 01或 10的情况,则进行右规,阶码加一,将符号位变成 00 或 11 ,其中符号位的新数继承前一位符号位尾数下溢时,进行舍入处理

结果的舍入处理

在对阶或者右规操作时,尾数的低位会移出,影响精度,因此要进行舍入处理

0 舍 1 入法:若低位是 0 ,则直接舍弃,若低位是1 ,则尾数加 1恒置 1 法:无论地位是什么,最低位恒置为 1第一种方法精度较高,但需要记录移出的值;第二种方法精度较低,但方便,适合用来制作运算器

结果的溢出判断

尾数溢出,在规格化时右规处理或者是舍入处理阶码上溢时,置上溢标志阶码下溢时,置为机器数 0

加减实例运算过程

注意:求得的都是补码,要转化为原码的形式,才是真实的结果值

浮点数的乘除法

零操作数的检查

若有零,则直接可得结果为零

阶码的加减操作

以补码或移码的形式,进行加减若为乘法,则两者相加若为除法,则被除数的阶码减除数的阶码

尾数的乘除操作

定点数的乘除操作

具体操作戳这里👇

定点数的乘除运算法则(含实例运算过程)

结果的规格化、舍入处理及溢出的判断

同上面加减的操作

具体的操作如下图

乘除实例运算过程

乘法除法

关于双符号位的补充请见

/m0_51783792/article/details/123985218/m0_51783792/article/details/123985218

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