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补码加法
如何实现机器替人计算呢?必须从机器的角度研究面向机器的运算方法。计算机是以逻辑器件为实现基础的,故是指能以逻辑器件进行实现的运算方法。
AiBiSiCi+1ΣCO一位全加器逻辑符号CiCISiAiBiCi+1FACi一位全加器逻辑符号一位全加器的逻辑电路实现AiBiCiCi+1Si。。。
An-1Bn-1Sn-1CnFSFAAn-2Bn-2Sn-2Cn-1FSFAA1B1S1C2FSFAA0B0S0C1FSFA串行进位的n位二进制加法器Cn-2…C0
真值:带有正负号的数值(“+”、“?”号加绝对值)是真值,他是人进行算数运算所习惯的数值表示;机器码:将符号“数字化”了的数,是数字在计算机中的二进制表示形式。
将真值转化为机器码,再利用全加器相加,得到的结果(机器码的和)还原成真值,不就可以实现机器替人进行加法计算了么?
两个正数(正正)相加,原码相加:01010+0001101101
(+1010)+(+0011)(+1101)
(+10)+(+3)(+13)
或真值原码000
两个负数(负负)相加,原码相加:11100+1000111101
(-1100)+(-0001)(-1101)
(-12)+(-1)(-13)
或真值原码111
两个数(一正一负)相加,原码相加:01101+10101100010
(+1101)+(-0101)(+1000)
(+13)+(-5)(+8)
或真值原码010
[x]原+[y]原[x+y]原结论:[x]原+[y]原[x+y]原[x]补+[y]补[x+y]补?====≠=?===
假设|x|﹤1,|y|﹤1,|x+y|﹤1,现分四种情况来证明:(1)x﹥0,y﹥0,则x+y﹥0[x]补=x,[y]补=y,[x+y]补=x+y所以等式成立。(2)x﹥0,y﹤0,则x+y0或x+y0[x]补=x,[y]补=2+y[x]补+[y]补=x+2+y当x+y0时,2+(x+y)2,进位2必丢失,又因(x+y)0,故[x]补+[y]补=x+y=[x+y]补当x+y0时,2+(x+y)2,又因(x+y)0,故[x]补+[y]补=2+(x+y)=[x+y]补所以上式成立。(3)……
[x]补+[y]补=[x+y]补
对于定点小数,满足如下运算规律:[x+y]补=[x]补+[y]补(mod2)
即,任意两个定点数的补码之和等于这两个数和的补码。
进一步推广到定点整数的补码加法运算公式为:[x+y]补=[x]补+[y]补(mod2n+1)
定点数补码加法的运算公式为:
[x+y]补
=[x]补+[y]补
[x+y]补=[x]补+[y]补
【例2.13】x=+1011,y=?0101,求x+y=?解:[x]补=01011,[y]补=11011[y]补01011+[y]补11011
——————————[x+y]补100110
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