补码的溢出判断与检测方法——变形补码

变形补码(双符号位补码)

    一个符号位只能表示正、负两种情况,当产生溢出时,符号位的含义就会发生混乱。如果将符号位扩充为两位( S s 1 S_{s1} Ss1 S s 2 S_{s2} Ss2),其所能表示的信息量将随之扩大,既能检测是否溢出,又能指出结果的符号。在双符号位的情况下,把左边的符号位 S s 1 S_{s1} Ss1叫做真符,因为它代表了该数真正的符号,两个符号位都作为数的一部分参加运算。这种编码又称为变形补码
    双符号位的含义如下:

  •      S s 1 S s 2 S_{s1}S_{s2} Ss1Ss2 = 00    结果为正数,无溢出
  •      S s 1 S s 2 S_{s1}S_{s2} Ss1Ss2 = 01    结果正溢
  •      S s 1 S s 2 S_{s1}S_{s2} Ss1Ss2 = 10    结果负溢
  •      S s 1 S s 2 S_{s1}S_{s2} Ss1Ss2 = 11    结果为负数,无溢出

    当两位符号位的值不一致时,表明产生溢出,溢出条件为:
溢 出 = S s 1 ⨁ S s 1 溢出=S_{s1}\bigoplus S_{s1} =Ss1Ss1
    如下面两个例子采用了双符号位,有:

1) 已知 X=11D,Y=7D,求X+Y
   11+7=18(结果大于最大正数15)
   [X]补=0,1011   [Y]补=0,0111
  	  0 0,1 0 1 1
  	+ 0 0,0 1 1 1
	———————————————
  	  0 1,0 0 1 0     正溢

2)已知X=-11D,Y=-7D,求X+Y
   -11+(-7)=-18(结果小于绝对值最大的负数-16)
   [X]补=1,0101   [Y]补=1,1001
  	  1 1,0 1 0 1
  	+ 1 1,1 0 0 1
	———————————————
  	  1 0,1 0 0 1     负溢

    为了尽可能减少代价,在采用双符号位方案时,操作数和结果在寄存器和主存中仍保持单符号位,仅在运算时再扩充为双符号位。

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