计算机组成原理算法实现(一)

组成原理课程设计报告专业计算机科学与技术学生姓名吴燕班级D计算机121学号1220704130指导教师花小鹏完成日期2015年1月23日1计算机组成原理算法实现（一）一、课程设计的目的本课程是在学习完本课程教学大纲规定的全部内容、完成所有实践环节的基础上，旨在深化学生学习的计算机组成原理课程基础知识，进一步领会计算机组成原理的一些算法，并进行具体实现，提高分析问题、解决问题的综合应用能力。二、设计内容1、题目：计算机组成原理算法实现（一）2、功能：能够实现定点证书的机器数表示、定点整数的变形补码加减运算、定点整数的原码一位乘法运算和浮点数的加减运算。三、详细设计3.1系统目标(1)实现定点整数的机器数表示，对于正数的定点整数，它的原码、补码、反码为它本身；移码为最高符号位变为1，其他位保持不变。对于负数的原码为最高符号位为一，数值位保持不变；补码为从低位向高位找，直到找到第一不为零的位置将第一个不为零的数后（包括第一个不为零的数）的所有数按位取反（包括符号位）；反码为符号位为1，数值位按位取反；移码为符号位为0，然后从低位向高位找，直到找到第一不为零的位置将第一个不为零的数后（包括第一个不为零的数）的所有数按位取反（不包括符号位）。(2)定点整数变形补码加减运算算法：首先获取两个数的变形补码，获取补码的原则是：首先判断是正数还是负数，如果是正数，则将“+”号去掉，然后将第一个“0”变成“00”；如果是负数，则将“-号去掉,然后从低位向高位找，直到找到第一不为零的位置将第一个不为零的数后（包括第一个不为零的数）的所有数按位取反（包括符号位）。然后在通过按位加运算计算两个数的值，如果是减法也转换成加法做。(3)定点原码乘法：乘数的每一位分别跟被乘数的每一位相乘，1*1=1,1*0||0*1||0*0=0，其中小数点后面的第一位为两个数的符号运算。乘数以及被乘数转化为原码形式正数直接操作，负数第一个由零变为1。浮点加减法根据阶码相同阶码则后面的尾数做加减运算，阶码不相同先把阶码转化为相同的阶码，同时改变的尾数做加减法运算。按每一个界面的返回的时候就会转变为开始的界面。(4)浮点数的加减运算：首先将两个浮点数用变形补码表示。然后进行对阶运算，若两数的阶码相同，则可直接对两数的尾数进行加减运算，否则必须先使两数的阶码相同，原则是将阶码小的向阶码大的看起，再对阶码小的浮点数的尾数进行移位处理。再将两个数的尾数进行求和，并进行规格化处理，规格化处理的原则是：如果符号位是11并且小数点后的第一位也是1，则将尾数左移，直到小数点后的第一个数为0；如果符号位是00并且小数点后的第一个数是0，则进行左移处理，直到小数点后的第一个数为1；如果符号位是10或01，则将尾数右移一位。最后进行舍入处理且判断溢出。流程图如下：2尾数相加规格化处理结束开始浮点数A，B将A、B的阶码和尾数用补码表示阶码是否相等阶码小的数的尾数右移NY33.2主体功能登录界面设计系统进入（主）窗体的设计：菜单需要在输入口令正确后方可激活使用。口令输入错误时要给出重新输入口令的提示，三次口令输入错误应该禁止使用。图1主界面图图2口令正确激活使用4图3口令错误重新输入图4三次口令错误禁止使用定点整数的机器表示选择主窗体中“定点整数机器表示”时进入下图所示的窗体：图5二进制数对应的原码5图6二进制数对应的反码图7二进制数对应的补码图8二进制数对应的移码6定点整数的变形补码加减运算图9定点整数的变形补码加减运算结果定点整数的原码乘法图10定点整数的原码乘法结果7浮点数的加减运算图11浮点数的加减运算结果四、设计小结通过本次课程设计进一步了解了定点整数的各类运算，以及对定点整数的各项操作。加深了对组成原理中定点整数的机器数表示，定点整数的变形补码加减法运算，定点整数的原码一位乘法运算和浮点数的加减法运算。更好的了解了组成原理，更好的明白了组成原理的运算的实现，同时对于JAVA的程序运用也更为熟练。