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计算机组成原理2_62.6浮点运算方法和浮点运算器????2.6.1浮点加法、减法运算2.6.2浮点乘法、除法运算2.6.3浮点运算流水线2.6.4浮点运算器实例2.6.1浮点加法、减法运算设两个浮点数x和y分别为:x=2Ex·Mxy=2Ey·My其中,Ex、Ey分别是x和y的阶码,Mx和My是x、y的尾数。?则加减运算规则z=x±y=(Mx2Ex-Ey±My)2Ey,Ex0,表明Ex>Ey若△E求阶差并对阶...

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2.6浮点运算方法和浮点运算器????2.6.1浮点加法、减法运算2.6.2浮点乘法、除法运算2.6.3浮点运算流水线2.6.4浮点运算器实例2.6.1浮点加法、减法运算设两个浮点数x和y分别为:x=2Ex·Mxy=2Ey·My其中,Ex、Ey分别是x和y的阶码,Mx和My是x、y的尾数。?则加减运算规则z=x±y=(Mx2Ex-Ey±My)2Ey,Ex<=Ey??浮点加减法操作过程?????0操作数检查对阶尾数加减结果规格化舍入处理?对阶:小阶向大阶看齐?????对阶的第一步是求阶差:△E=Ex-Ey由于浮点表示的数多是规格化的,尾Ex=Ey,不需要若△E=0,表示两数阶码相等,即数左移会引起最高有效位的丢失,造对阶成很大误差。尾数右移虽引起最低有效位的丢失,但造成误差较小。若△E>0,表明Ex>Ey若△E<0,表明Ex求阶差并对阶△E=Ex-Ey=[Ex]补+[-Ey]补=00010+11100=11110即△E为-2,x的阶码小,应使Mx右移两位,Ex加2,[x]浮=00100,0.00110110(11)其中(11)表示Mx右移2位后移出的最低两位数。对阶时移出的数值不要扔掉,要等到舍入处理过程?<2>尾数求和0.00110110(11)+1.01010100────────────────1.10001010(11)?<3>规格化处理尾数运算结果的符号位与最高数值位同值,应执行左规处理,结果为1.00010101(10),阶码为00011。?<4>舍入处理采用0舍1入法处理,则有1.00010101+1───────────────1.00010110?<5>判溢出阶码符号位为00,不溢出,故得最终结果为x+y=2011×(-0.11101010)?练习:设机器字长16位,其中阶符2位,阶码4位,尾符2位,尾数8位,均采用补码表示,x=20110*0.10100000,y=20111*0.11010000,求x+y。x+y=201000*0.100100002.6.2浮点乘法、除法运算设两个浮点数x和y分别为:x=2Ex·Mxy=2Ey·MyEx+Eyx·y=2·(Mx·My)则x/y=2Ex-Ey·(Mx/My)??浮点乘除法操作过程?????0操作数检查阶码加减尾数乘除结果规格化舍入处理??舍入处理当尾数是用补码表示时,具体舍入规则???当丢失的各位均为0时,不必舍入;当丢失的最高位为0时,以下各位不全为0时,或者丢失的最高位为1,以下各位均为0时,则舍去丢失位上的值;当丢失的最高位为1,以下各位不全为0时,则执行在尾数最低位入1的修正操作。[例28]设有浮点数x=2-5×0.0110011,y=23×(-0.1110010),阶码用4位补码表示,尾数(含符号位)用8位原码表示。求[x×y]浮。要求用补码完成尾数乘法运算,运算结果尾数保留高8位(含符号位),并用尾数低位字长值处理舍入操作。[解]:阶码采用双符号位,尾数原码采用单符号位,则有[Mx]原=0.0110011,[My]原=1.1110010,[Ex]补=11011,[Ey]补=00011,[x]浮=11011,0.0110011,[y]浮=00011,1.1110010?(1)求阶码和[Ex+Ey]补=[Ex]补+[Ey]补=11011+00011=11110,值为补码形式-2。(2)尾数乘法运算可采用原码阵列乘法器实现,即有[Mx]原×[My]原=[0.0110011]原×[1.1110010]原=[1.0101101,0110110]原(3)规格化处理乘积不是规格化的数,需要左规,阶码变为11101(-3),尾数变为1.1011010,1101100。(4)舍入处理尾数为负数,取尾数高位字长,按舍入规则,舍去低位字长,故尾数为1.1011011。最终相乘结果为[x×y]浮=11101,1.1011011其真值为x×y=2-3×(-0.1011011)[例28]设有浮点数x=2-5×0.0110011,y=23×(-0.1110010),阶码用4位补码表示,尾数(含符号位)用8位补码表示。求[x×y]浮。要求用补码完成尾数乘法运算,运算结果尾数保留高8位(含符号位),并用尾数低位字长值处理舍入操作。[解]:阶码采用双符号位,尾数原码采用单符号位,则有[Mx]补=0.0110011,[My]补=1.0001110,[Ex]补=11011,[Ey]补=00011,[x]浮=11011,0.0110011,[y]浮=00011,1.0001110?(1)求阶码和[Ex+Ey]补=[Ex]补+[Ey]补=11011+00011=11110,值为补码形式-2。(2)尾数乘法运算可采用补码阵列乘法器实现,即有[Mx]补×[My]补=[0.0110011]补×[1.0001110]补=[1.1010010,1001010]补(3)规格化处理乘积的尾数符号位与最高数值位符号相同,不是规格化的数,需要左规,阶码变为11101(-3),尾数变为1.0100101,0010100。(4)舍入处理尾数为负数,取尾数高位字长,按舍入规则,舍去低位字长,故尾数为1.0100101。最终相乘结果为[x×y]浮=11101,1.0100101其真值为x×y=2-3×(-0.1011011)2.6.3浮点运算流水线?假定作业T被分成k个子任务,可表达为T={T1,T2,···,Tk},各个子任务之间有一定的优先关系:若i
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上传时间:2019-07-18
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