计算机组成原理（day2）

整型

移码

定义：移码是补码符号位取反。

移码以unsigned类型，由上到下真值增大。

原反补移码的作用

两正数二进制相加无需变化

一正一负需转化为减法，但硬件设计难以实现，可以通过取模运算（取余）实现。

实例

十点的时钟拨至七点。

在取模12的情况下，-3与+9运算无区别，最终都得到了余数7。

10-3 = 7，10+9 = 19 19/12 = 1.........7，可以认为-3与9在模12的情况下等价。

计算机以整数的补码形式存储就是为了以加法实现加减运算。

移位运算

算数移位

右移时，右移出的位数为0，则有效数字（精度）不变，如果不为0，则会丢失精度。

补位规则满足：右移除以2，左移乘以2

逻辑移位

加减法与溢出

正负整数在计算机内均采用补码的加法运算实现。

溢出判断

原理

方法

乘法为与运算，加法为或运算。

符号扩展

小节

乘法与除法

原码的移位乘法

总结重点

​1）数值位运算

2）乘数末尾为0，乘积高位加0后右移（先加后移）乘数末尾为1，乘积高位加被乘数后右移（补0）

3）步骤2）后进行右移（补1）

5）当乘数符号位移动至乘积低位时终止

4）最终补上符号位​（异或）

补码的移位除法

略

思路与乘法类似，最终转化为加减交替的方法实现。

C语言中的强制类型转换

数据的存储与排列

大端存储

实例

1101  1001  0001

高位存储在低地址位，低位存储在高地址位。

每次向内存中存储时，按照地址由低到高，先存储高位，再存储低位。（压栈）

每次从内存中取出时，按照地址由低到高，先取出高位，再取出低位。（出栈）

大端存储利于人类阅读，但是每次从低地址都会取出高位，不利于机器计算。

浮点型

此部分可以移步至C语言相关部分，关于浮点数标准的存储。