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两个同符号的数相加或异符号的数相减,所得结果的符号位sF和进位标志CF进行(4)运算为1时,表示运算的结果产生溢出。
两个同符号的数相加或异符号的数相减,所得结果的符号位sF和进位标志CF进行(4)运算为1时,表示运算的结果产生溢出。
admin
2019-06-12
33
问题
两个同符号的数相加或异符号的数相减,所得结果的符号位sF和进位标志CF进行(4)运算为1时,表示运算的结果产生溢出。
选项
A、与
B、或
C、与非
D、异或
答案
D
解析
解答这道题,首先需要清楚一个概念,即-什么是溢出。溢出是指运算结果超出机器数的表示范围。从这个概念可以了解到,两个异号数相加不会产生溢出,仅两个同号数相加时才有可能产生溢出。两个正数相加而绝对值超出允许的表示范围时称为正溢,两个负数相加而绝对值超出允许的表示范围时则称为负溢。一旦溢出,溢出的部分将丢失,留下来的结果将不正确。如果只有一个符号位,溢出将使结果的符号位产生错乱。因此,一般计算机中都设置了溢出判断逻辑,如果产生溢出,将停机并显示“溢出”标志。
现在来看几个典型的例子,从中可以总结出判断溢出的方法。其实在平时的学习当中,大家也应该尽可能多地自己总结规律。
在下面的例题中,二进制数首位为符号位,后面4位为数据位。采用补码运算。
例1:
3+6=9
0 0011
0 0110
0 1001
例2:
8+9=17
0 1000
0 1001
1 0001(正溢)
例3:
8+(-5)=3
0 1000
1 1011
0 0011
例4:
(-9)+(-8)=-17
1 0111
1 1000
0 1111(负溢)
看完上面的4个运算式,可以开始总结规律了。由于上面的计算,是对两个4位的带符号二进制数进行运算,运算结果仍是一个4位带符号二进制数。所以其运算结果的范围应是-16~+15,非常明显,上面的例2和例4的结果溢出了。接下来,对这几个例题进行详细分析。为了便于分析,令两个操作数的符号位分别为S
a
和S
b
。结果的符号位为S
f
。符号位直接参与运算,所产生的符号位进位为C
f
。将符号位之后的A1和B1称为最高有效位,它产生的进位为C。在例3中,C=1,但并未溢出,所以进位不等于溢出,不能简单地根据单个进位信号去判断有无溢出,而应当从几个相关信号之间的关联去进行溢出判断。
根据这些信号的关联,可以推出多种判断溢出的关系。
溢出判断方法一:
溢出=
这个式子其实是由两部分组成的,分别说明了两种情况的溢出。
第一种情况:
表示当操作数符号位S
a
和S
b
都为0,且结果的符号位为1时,产生溢出。符号位S
a
和S
b
都为0表示两个操作数均为正数,所以这种情况被称为“正溢”。
例2符合此情况。
第二种情况:
表示当操作数符号位S
a
和S
b
都为1,且结果的符号位为0时,产生溢出。符号位S
a
和S
b
都为1表示两个操作数均为负数,所以这种情况被称为“负溢”。
例4符合此情况。
溢出判断方法二:
溢出=C
f
0⊕C
这种方法是从两种进位信号之间的关联角度出发的,C
f
为符号运算后产生的进位,C为最高有效数位产生的进位。分析前面的几个例题会发现:产生正溢时,由于操作数较大,因而C=1,但由于两个正数的符号位都为0,则C
f
=0;产生负溢时,由于补码映射值较小,因而C=0,但由于两个负数的符号位皆为1,则C
f
=1;其他未溢出情况,C
f
与C都相同,所以得到第二种判断逻辑,即当C
f
与C不同时表明溢出。这是在单符号位补码中应用较多的判断逻辑。
溢出判断方法三:
单符号位的信息量只能表示两种可能:数为正或为负,如果产生溢出,就会使符号位的含义产生混乱。将符号位扩充为两位,信息量扩大,就能判断是否有溢出及结果的正确符号。同样以前面的几个算式为例。
例5:
3+6=9
00 0011
00 0110
00 1001
例6:
8+9=17
00 1000
00 1001
01 0001(正溢)
例7:
8+(-5)=3
00 1000
11 1011
00 0011
例8:
(-9)+(-8)=-17
01 0111
01 1000
10 1111(负溢)
通过上面的例子,可定义符号位的含义为:
00——结果为正,无溢出;
01——结果正溢;
10——结果负溢;
11——结果为负,无溢出。
分析到这里,我们发现此题最适合用最后一种方法来解答。在双符号位中,高位就是符号位的进位C
f
而低位就是结果的符号位S
f
可以看到,当C
f
与S
f
不同时,表示溢出;而相同时,表示操作正常。能达到此效果的运算为“异或”运算,所以此题正确答案选择D。
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软件设计师上午基础知识考试题库软考中级分类
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软件设计师上午基础知识考试
软考中级
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