【正文】 組 成 原 理 課 程 設(shè) 計 報 告( 2022 2022 年度第 2 學(xué)期)計算機組成原理算法實現(xiàn)（ 二 ）專業(yè)學(xué)生姓名班級學(xué)號指導(dǎo)教師完成日期組成原理課程設(shè)計目 錄1 設(shè)計目的 .................................................................12 設(shè)計內(nèi)容 .................................................................13 實現(xiàn)方法 .................................................................1 系統(tǒng)目標 ........................................................1 主體功能 ........................................................3 開發(fā)環(huán)境 ........................................................34 小 結(jié) .................................................................5附 錄 ...................................................................6附錄 1 源程序清單 ...........................................................6組成原理課程設(shè)計1計算機組成原理算法實現(xiàn)（ 一 ）1 設(shè)計目的 本課程設(shè)計是在學(xué)完本課程教學(xué)大綱規(guī)定的全部內(nèi)容、完成所有實踐環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，旨在深化學(xué)生學(xué)習(xí)的計算機組成原理課程基本知識，進一步領(lǐng)會計算機組成原理的一些算法，并進行具體實現(xiàn)，提高分析問題、解決問題的綜合應(yīng)用能力。2 設(shè)計內(nèi)容計算機組成原理算法實現(xiàn)（二）：能夠?qū)崿F(xiàn)定點小數(shù)的機器數(shù)表示、定點小數(shù)的變形補碼加減運算、定點小數(shù)的原碼乘法運算和浮點數(shù)的加減運算。3 實現(xiàn)方法 系統(tǒng)目標（1）系統(tǒng)進入主界面后：菜單需要在輸入口令正確后方可激活使用。口令輸入錯誤時要給出重新輸入口令的提示，三次口令輸入錯誤應(yīng)該禁止使用。（2）從主界面中點擊相應(yīng)的菜單可以進入對應(yīng)的算法演示界面。（3）實現(xiàn)定點小數(shù)的機器數(shù)表示，對于正數(shù)的定點小數(shù)，它的原碼、補碼、反碼為它本身；移碼為最高符號位變?yōu)?，其他位保持不變。對于負數(shù)的原碼為最高符號位為一，數(shù)值位保持不變；補碼為從低位向高位找，直到找到第一不為零的位置將第一個不為零的數(shù)后（包括第一個不為零的數(shù)）的所有數(shù)按位取反（包括符號位）；反碼為符號位為1，數(shù)值位按位取反；移碼為符號位為0，然后從低位向高位找，直到找到第一不為零的位置將第一個不為零的數(shù)后（包括第一個不為零的數(shù)）的所有數(shù)按位取反（不包括符號位）。（4）定點小數(shù)變形補碼加減運算算法：首先獲取兩個數(shù)的變形補碼，獲取補碼的原則是：首先判斷是正數(shù)還是負數(shù)，如果是正數(shù)，則將“+”號去掉，然后將第一個“0”變成“00”；如果是負數(shù)，則將“號去掉 ,然后從低位向高位找，直到找到第一不為零的位置將第一個不為零的數(shù)后（包括第一個不為零的數(shù)）的所有數(shù)按位取反（包括符號位）。然后在通過按位加運算計算兩個數(shù)的值，如果是減法也轉(zhuǎn)換成加法做。（5）定點原碼乘法：乘數(shù)的每一位分別跟被乘數(shù)的每一位相乘，1*1=1,1*0||0*1||0*0=0，其中小數(shù)點后面的第一位為兩個數(shù)的符號運算。乘數(shù)以及被乘數(shù)轉(zhuǎn)化為原碼形式正數(shù)直接操作，負數(shù)第一個由零變?yōu)? 。浮點加減法根據(jù)階碼相同階碼則后面的尾數(shù)做加減運算，階碼不相同先把階碼轉(zhuǎn)化為相同的階碼，組成原理課程設(shè)計2同時改變的尾數(shù)做加減法運算。按每一個界面的返回的時候就會轉(zhuǎn)變?yōu)殚_始的界面。（6）浮點數(shù)的加減運算：首先將兩個浮點數(shù)用變形補碼表示。然后進行對階運算，若兩數(shù)的階碼相同，則可直接對兩數(shù)的尾數(shù)進行加減運算，否則必須先使兩數(shù)的階碼相同，原則是將階碼小的向階碼大的看起，再對階碼小的浮點數(shù)的尾數(shù)進行移位處理。再將兩個數(shù)的尾數(shù)進行求和，并進行規(guī)格化處理，規(guī)格化處理的原則是：如果符號位是11并且小數(shù)點后的第一位也是1，則將尾數(shù)左移，直到小數(shù)點后的第一個數(shù)為0；如果符號位是00并且小數(shù)點后的第一個數(shù)是0，則進行左移處理，直到小數(shù)點后的第一個數(shù)為1；如果符號位是10或01，則將尾數(shù)右移一位。最后進行舍入處理且判斷溢出。系統(tǒng)流程圖如下：組成原理課程設(shè)計3開始密碼正確否定點小數(shù)的機器表示定點小數(shù)的變形補碼加減運算定點小數(shù)的原碼乘法運算浮點數(shù)的加減運算正確退出密碼連續(xù)輸入錯誤三次密碼連續(xù)輸入錯誤三次以內(nèi)重新輸入錯誤 主體功能1）詳細設(shè)計數(shù)據(jù)表示方法：計算機中常用的數(shù)據(jù)表示格式有兩種，一是定點格式，二是浮點格式。（1)定點表示：約定機器中所有數(shù)據(jù)的小數(shù)點位置是固定的。由于約定在固定的位置，所以小數(shù)點就不再使用記號“.”來表示。（2）浮點表示：定點數(shù)表示的數(shù)的范圍有限，為了擴展數(shù)的表示范圍，按照科學(xué)記數(shù)法表示數(shù)據(jù)的方式，任何一個二進制數(shù) N 都可以表示成如下的格式：N＝M*2eM ：尾數(shù)，是一個純小數(shù)，決定數(shù)據(jù)的表示精度e ：指數(shù)，又稱為階碼，是一個整數(shù)，決定數(shù)據(jù)的表示范圍數(shù)的機器碼表示：一般書寫所表示的數(shù)據(jù)稱為真值，在計算機中為了表示符號位，通常把符號位和數(shù)字位一起編碼來表示相應(yīng)的數(shù)，形成了各種數(shù)據(jù)的存儲和表示方法，這些組成原理課程設(shè)計4編碼稱為機器碼。常用的機器碼有原碼、反碼、補碼和移碼。（1）原碼：原碼的數(shù)值部分是該數(shù)的絕對值，最高位表示符號位，最高位為0 是正數(shù)，最高位為 1 是負數(shù)。（2）反碼：正數(shù)的反碼等于原碼，負數(shù)的反碼等于除符號位外其余二進制數(shù)碼 0 變