计算机组成原理：运算器与补码加减法

"该资源是关于计算机组成原理的第三章，重点讲述运算器与运算相关的117页PPT文档。内容涵盖了算术和逻辑运算的基础知识，特别是定点加减运算以及溢出判断和移位操作。" 在计算机组成原理中，运算器是计算机硬件系统的核心部分之一，主要负责执行各种算术和逻辑运算。本章节首先阐述了计算机运算的特点，包括数据以二进制数位形式表示、以机器数编码形式存在于机器内部、运算规模有限以及运算的简化过程，即通过基本运算单元来实现复杂运算。 在讨论运算基础时，提到了计算机能够执行的基本运算，包括算术运算（如加、减、乘、除）和逻辑运算（如与、或、异或）。其中，补码加减法是计算机中常见的运算方式，因为补码可以直接进行加减运算，并且计算过程简单。补码运算规则指出，加法时直接相加，减法时将减数转换为其补码再相加。例如，给定X和Y的值，可以通过相应的补码运算公式来计算[X+Y]补和[X-Y]补。 此外，文档还涉及了定点加减运算中的溢出问题。在有限的机器数字长下，当运算结果超过可表示的范围时，就会发生溢出。溢出分为正溢和负溢，分别对应于两个正数相加超出最大正数，以及两个负数相加低于最小负数的情况。判断溢出的方法是通过比较运算前后符号位的变化，如果运算前两个操作数符号相同，运算后符号不同，则可能发生溢出。 移位操作也在讲解范围内，这是处理数据的一种重要手段，通常包括左移和右移，它们可以用来实现数据的乘除效果或者调整数值的大小。移位操作在计算机运算中扮演着不可或缺的角色，尤其是在处理二进制数据和进行位运算时。 总结来说，这份PPT详细讲解了计算机中的运算原理，包括二进制运算、补码加减法、定点运算的溢出判断以及移位操作，这些都是理解和设计计算机硬件系统时不可或缺的基础知识。这些内容对于学习计算机组成原理的学生或者从事相关工作的工程师都非常有价值，有助于深入理解计算机如何处理数据和执行计算。