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ClovertaTheTrilobita 2026-09-18 00:14:24 +08:00
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@ -4,8 +4,8 @@ pubDate: 2026-08-04
description: '欢迎来到琪露诺的奇妙数学教室,让我们从……加减法开始吧!'
author: "三叶"
image:
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alt: "bintree"
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alt: "ciruno"
tags: ["学习笔记", "计算机组成原理"]
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@ -95,7 +95,7 @@ $$
没错,**32位操作系统**代表着,对于`int`整形的变量,一共有32个**比特**用来存储这么一个数。
也就是说,二进制数的长度最长可以有32位。
也就是说,整形二进制数的长度最长可以有32位。
好多!那么程序员在调试的时候总不能用手指头指着屏幕上的0和1一个一个数过去吧?
@ -149,9 +149,7 @@ $$
$$
130\bmod 128=2
$$
没错,我们这样子计算,刚好就是在将计算结果对$128$进行<b>[模运算](https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E6%A8%A1%E7%AE%97%E6%95%B8)</b>!
那我们是不是可以巧妙地利用这一特性,通过加法来实现减法呢?!
没错,我们这样子计算,刚好就是在将计算结果对$128$进行<b>[模运算](https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E6%A8%A1%E7%AE%97%E6%95%B8)</b>。那我们是不是可以巧妙地利用这一特性,通过加法来实现减法呢?
比如说我们有两个数:$50$和$30$,我们需要计算$50-30$
@ -213,7 +211,7 @@ unsigned int i = 129;
## 二、加减法的运算电路
在计算机中,传统的**运算器**由**算术逻辑单元ALU**、**移位器**、**状态寄存器PSW**和**通用寄存器组**等组成。
在计算机中,**传统**的**运算器**由**算术逻辑单元ALU**、**移位器**、**状态寄存器PSW**和**通用寄存器组**等组成。
但是我们先别管那么多,首先我们来看ALU。ALU的核心部件是**加法器**。
@ -267,3 +265,28 @@ $$
我们把它封装起来,仅对外保留输入输出,那它的逻辑符号表示为:
<img src="https://files.seeusercontent.com/2026/09/17/Ut1i/drawio.png" alt="一位全加器.png" title="一位全加器" style="display: block; margin: 0px auto; zoom: 67%;">
### 2. 串行进位加法器
将$n$个全加器级联就可以构成$n$位<b>串行进位加法器</b>(又称行波进位加法器),如下图所示
<img src="https://files.seeusercontent.com/2026/09/17/V1ov/drawio.png" alt="一位全加器.png" title="一位全加器" style="display: block; margin: 0px auto; zoom: 67%;">
将它们这样子串在一起,就可以轻松实现两个二进制数的加法。
我们把它封装成一个整体,就得到了传统的**加法器**。
### 3. 带标志加法器
对于$n$位加法器来说,除了得到运算结果外,我们经常需要知道计算过程中是否发生了溢出、结果正负性、结果是否为零等等信息。
我们要求加法器能生成以下标志位:
- $OF$:**溢出标志**,为`1`表示溢出,`0`表示未溢出。$OF=C_n \oplus C_{n-1}$
- $SF$:**符号标志**,等于结果的最高有效位,`1`表示负,`0`表示正。$SF=S_i$
- $ZF$:**零标志**,`1`表示加减运算的结果为$0$。在所有位均为`0`时设置为`1`。
- $CF$:<b>进位/借位标志</b>,用于判断无符号数的加减运算是否发生溢出。`1`表示溢出,`0`表示未溢出。
加法器的符号就可以表示为:
<img src="https://files.seeusercontent.com/2026/09/17/tE8g/_20260918000903_15_363.webp" alt="一位全加器.png" title="一位全加器" style="display: block; margin: 0px auto; zoom: 18%;">