1.（30分）已知X = -10110，Y = 11101，采用双符号位补码方法，计算X-Y，要求分析结果是否溢出，如果溢出判断依据是什么，如果不溢出写出结果的真值形式。

首先，我们需要将二进制数转换成补码表示，因为双符号位补码用于存储有符号整数。对于负数，最左边的一位作为符号位。

X = -10110（补码）
由于最高位是1，所以它是负数，前两位10（二进制）等于十进制的14，因此X的绝对值是14（十进制）。双符号位补码表示是10110，加上一个额外的最高位0（正数），即010110。

Y = 11101（补码）
最高位是1，代表Y是一个正数，其绝对值为17（十进制），双符号位补码表示就是11101。

现在我们计算X-Y：
X - Y = 010110 - 11101

减法步骤：
1. 对齐最高位（0-1，需要借位）：

   010
   -111
   ----
     111 (借位)

2. 继续减：

   010110
   -111010 (借位后)
   ------
     001110

结果是001110，这已经是一个有效的补码表示，不需要额外加负号（因为没有符号位冲突）。将其转换回十进制：

001110 = 6 （无符号）

因为X的绝对值小于Y的绝对值，所以不会发生下溢，也不会上溢。最终结果的真值是6。如果以带符号的形式显示，X-Y的结果仍然是负数，即-6。

相关问题

已知X和Y, 用变形补码计算X+Y, 同时指出运算结果是否溢出。 （1）X= 11011 Y= 0.00011 （2）X= 11011 Y=-10101 （3）X= -10110 Y=-00001

（1）首先，需要确定X和Y的符号位，X为负数，Y为正数。然后将X和Y转换为十进制数：

X = 11011 = -1 x 2^4 + 1 x 2^3 + 1 x 2^2 + 1 x 2^1 + 1 x 2^0 = -16 + 8 + 4 + 2 + 1 = -1
Y = 0.00011 = 0 x 2^-1 + 0 x 2^-2 + 0 x 2^-3 + 1 x 2^-4 + 1 x 2^-5 = 0 + 0 + 0 + 0.0625 + 0.03125 = 0.09375

然后，将X和Y的小数进行扩展，使它们的长度相同，即在末尾补0：

X = 11011000
Y = 00011000

接着，将X和Y转换为变形补码：

X = 00101000
Y = 00011000

现在，我们可以进行加法运算，得到：

00101000
+ 00011000
--------
00110000

最后，将结果转换为小数形式：

00110000 = 0 x 2^7 + 0 x 2^6 + 1 x 2^5 + 1 x 2^4 + 0 x 2^3 + 0 x 2^2 + 0 x 2^1 + 0 x 2^0 = 16 + 8 = 24

由于结果24超过了[-8,7]的范围，所以计算溢出了。

（2）首先，需要确定X和Y的符号位，X和Y都为负数。然后将X和Y转换为十进制数：

X = 11011 = -1 x 2^4 + 1 x 2^3 + 1 x 2^2 + 1 x 2^1 + 1 x 2^0 = -16 + 8 + 4 + 2 + 1 = -1
Y = -10101 = -1 x 2^4 + 1 x 2^2 - 1 x 2^0 = -16 + 4 - 1 = -13

然后，将X和Y的小数进行扩展，使它们的长度相同，即在末尾补0：

X = 11011000
Y = 11101100

接着，将X和Y转换为变形补码：

X = 00101000
Y = 00110100

现在，我们可以进行加法运算，得到：

00101000
+ 00110100
--------
010111000

最后，将结果转换为小数形式：

010111000 = 1 x 2^6 + 0 x 2^5 + 1 x 2^4 + 1 x 2^3 + 1 x 2^2 + 0 x 2^1 + 0 x 2^0 = 64 + 16 + 8 + 4 = 92

由于结果92超过了[-8,7]的范围，所以计算溢出了。

（3）首先，需要确定X和Y的符号位，X和Y都为负数。然后将X和Y转换为十进制数：

X = -10110 = -1 x 2^4 + 1 x 2^1 + 1 x 2^0 = -16 + 2 + 1 = -13
Y = -00001 = -1 x 2^-4 = -0.0625

然后，将X和Y的小数进行扩展，使它们的长度相同，即在末尾补0：

X = 10001010
Y = 11111111

接着，将X和Y转换为变形补码：

X = 10001010
Y = 00000001

现在，我们可以进行加法运算，得到：

10001010
+ 00000001
--------
10001011

最后，将结果转换为小数形式：

10001011 = -1 x 2^7 + 1 x 2^3 + 1 x 2^0 + 1 x 2^-1 + 1 x 2^-2 + 1 x 2^-3 = -128 + 8 + 1 + 0.5 + 0.25 + 0.125 = -118.125

由于结果-118.125没有溢出，因为它在[-8,7]的范围内，所以计算是正确的。

2. 计算题 已知X=54，Y=-85，机器字长为8位，试用二进制补码加减法分别求X+Y和X-Y，并采用双符号位法判断结果是否溢出。

首先，我们需要将十进制数X = 54和Y = -85转换成8位二进制补码表示。由于54是一个正数，它的二进制补码就是其原码；而-85是一个负数，因为它是两个的补码表示。

- X (54) 的二进制补码是：000001010100 (从右到左)
- Y (-85) 需先取反再加一：111110111111 (取反后) + 1 = 100001000000

然后我们来进行加减运算：

**加法（X + Y）：**
1. 把两个数拼接在一起（高位对齐）形成一个16位的二进制数：000001010100_100001000000
2. 进行加法运算，注意最高位（符号位）可能会有进位。

   +---+---+
   | 0 | 1 |
   +---+---+ (低位)
   | 0 | 0 |
   +---+---+ (高位)

结果是：000001001100，这意味着结果为正，没有溢出。转换回8位，我们得到：00000100，即124。

**减法（X - Y）：**
1. 同样把两个数拼接起来：000001010100_100001000000
2. 视Y为负数：000001010100 - 100001000000

   ----+---+
   | 0 | 1 |
   +---+---+ (低位)
   | 0 | 1 |
   +---+---+ (高位)

这里会有一个借位，结果是：111110111100，这意味着结果为负，表示溢出了。由于我们是在8位补码下操作，所以无法精确地表达-121（等于10000100在8位补码下的值），这表明存在溢出。

总结：
- X+Y的结果是124，无溢出，二进制补码表示为00000100。
- X-Y的结果是-121，存在溢出（实际是-121，但在8位补码中表示不了）。