<科普>CPU進行四則運算(加減乘除)的主流方法

如下除特殊說明外均爲32位數的運算

1.加法運算

　　A   +   B    =   C

無符號整數加法和有符號整數加法均採用如下方案進行操做

用到的寄存器與初始化內容：

                32位加數寄存器--------初始化爲加數

                32位被加數寄存器 ----初始化爲被加數

                32位和寄存器 ----------所有置零

操做方案以下：

　　將加數寄存器和被加數寄存器按位對齊，每組對應位分別進行如下操做：

放在一塊兒就是：（因32位畫出來過於繁雜，這裏的圖示採用了8位）

在此基礎上還要設置溢出判斷，來表示此次運算是否發生溢出。

2.減法運算

　　被減數   -   減數  =  差

　　這裏承用上面的加法運算單元。

　　用A表示被減數，B表示減數。首先將B轉換爲其相反數即(-B)。而後進行A+(-B)的加法運算。同時也要設置一段邏輯電路判斷減法運算是否發生溢出。

3.乘法運算

　　被乘數  X  乘數   =   積

1>無符號整數乘法

 　　最先的解決方案：

所用到的存儲器與初始化存儲內容：

                32位乘數寄存器--------初始化爲乘法運算的乘數

                64位被乘數寄存器 ----低32位填充爲乘法運算的被乘數，高32位置零

                64位積寄存器 -----------所有置零

 

用到的功能分別爲：循環，無符號加法，移位。

 

執行結構圖以下：

 

  　　改進後的解決方案：

所用到的存儲器與初始化存儲內容：

                32位被乘數寄存器(簡稱A)------初始化爲乘法運算的被乘數

                64位積寄存器 (簡稱B)-----------高32位置零，用來存放乘積，低32位初始化爲乘數

對於每次迭代：

　　

 

2>有符號整數乘法

先把乘數和被乘數的符號位記下來，而後把乘數和被乘數轉換成正數進行無符號乘法運算，運算結果再加上符號。

3>浮點數乘法

 

4.除法運算

　　被除數   ÷   除數  =  商 ••••••餘數

1>無符號整數除法

 

所用到的存儲器與初始化存儲內容：

                32位商寄存器-----------所有置零

                32位除數寄存器 -------填充32位除數

                65位餘數寄存器 -------左半部分置零，右半部分填充32位被除數

 

處理結構圖：

 

2>有符號整數除法

 跟上文有符號整數乘法同樣，先保存除數、被除數符號，若二者符號異或爲1，則商爲負。

3>浮點數除法