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
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