1、.组成原理课程设计报告( 2011 - 2012 年度第 1 学期)计算机组成原理算法实现（二）专业计算机科学与技术学生姓名班级 B 计算机 091学号指导教师完成日期 2012 年 1 月 6 日.目录1 设计目的12 设计内容13 实现方法13.1 系统目标13.2 主体功能23.3 开发环境84 小结8附录9附录 1 源程序清单9计算机组成原理算法实现（二）1 设计目的本课程设计是在学完本课程教学大纲规定的全部内容、完成所有实践环节的基础上，旨在深化学生学习的计算机组成原理课程基本知识，进一步领会计算机组成原理的一些算法，并进行具体实现，提高分析问题、解决问题的综合应用能力。2 设计内容
2、计算机组成原理算法实现（二）能够实现定点小数的机器数表示、定点小数的变形补码加减运算、定点小数的原码一位乘法运算和浮点数的加减运算。3 实现方法3.1 系统目标(1) 实现定点小数的机器数表示，对于正数的定点小数，它的原码、补码、反码为它本身；移码为最高符号位变为 1，其他位保持不变。对于负数的原码为最高符号位为一，数值位保持不变；补码为从低位向高位找，直到找到第一不为零的位置将第一个不为零的数后（包括第一个不为零的数）的所有数按位取反（包括符号位）；反码为符号位为 1，数值位按位取反；移码为符号位为 0，然后从低位向高位找，直到找到第一不为零的位置将第一个不为零的数后（包括第一个不为零的数）
3、的所有数按位取反（不包括符号位）。(2) 定点小数变形补码加减运算算法：首先获取两个数的变形补码，获取补码的原则是：首先判断是正数还是负数，如果是正数，则将“+”号去掉，然后将第一个“0”变成“00”；如果是负数，则将“-号去掉,然后从低位向高位找，直到找到第一不为零的位置将第一个不为零的数后（包括第一个不为零的数）的所有数按位取反（包括符号位）。然后在通过按位加运算计算两个数的值，如果是减法也转换成加法做。(3) 定点原码乘法：乘数的每一位分别跟被乘数的每一位相乘001*1=1,1*0|0*1|0*0=0，其中小数点后面的第一位为两个数的符号运算。乘数以及被乘数转化为原码形式正数直接操作，负
4、数第一个由零变为 1。浮点加减法根据阶码相同阶码则后面的尾数做加减运算，阶码不相同先把阶码转化为相同的阶码，同时改变的尾数做加减法运算。按每一个界面的返回的时候就会转变为开始的界面。(4) 浮点数的加减运算：首先将两个浮点数用变形补码表示。然后进行对阶运算，若两数的阶码相同，则可直接对两数的尾数进行加减运算，否则必须先使两数的阶码相同，原则是将阶码小的向阶码大的看起，再对阶码小的浮点数的尾数进行移位处理。再将两个数的尾数进行求和，并进行规格化处理，规格化处理的原则是：如果符号位是 11 并且小数点后的第一位也是 1，则将尾数左移，直到小数点后的第一个数为 0；如果符号位是 00 并且小数点后的
5、第一个数是 0，则进行左移处理，直到小数点后的第一个数为 1；如果符号位是 10 或 01，则将尾数右移一位。最后进行舍入处理且判断溢出。3.2 主体功能开始浮点数阶码是否相等NY尾数相加阶码小的数的尾数右移将 A、B 的阶码和尾数用补码表结束规格化处理.3-1 总流程图1 登陆窗口界面在此界面上有口令输入框,用户必需要输入正确的口令才能正常使用.初始密码是 0751401121，用户若输入不正确，则会弹出警告对话框（如下图 1），用户用三次机会，若三次都不能正确输入，则弹出错误对话框，提示“您已被禁用”（如下图 2），此时口令框变为不可用。输入正确的密码点确定后即能直接使用。（图一）（图二）
6、2、定点小数机器表示窗口界面选择主窗体中“定点小数机器表示”时进入下图所示的窗体：在上面的窗体中按“输入”按扭时，将输入焦点设置为最上面的一个文本框上。输入一个带符号的二进制定点小数（如+0.11010 或-0.11010）后，按“原码”、“反码”、“补码”或“移码”按扭中的任一个后，将在第二个文本框中显示对应的机器数，同时要求将第二个标签中“原码”字样改成对应的编码字样。选择.“返回”按扭时回到主窗体。比如，用户输入-0.11010，执行相应的操作会出现相应的结果。如下列各图表示原码：（图三）（图四）反码补码：（图五）移码：（图六）（图七）3、定点小数变形补码加减运算界面（图八）在此窗口用户
7、需要输入两个定点小数来参加运算，同上面一样，用户必需点击输入按钮，才能激活输入框。输入完毕，用户点击各个按钮，则会出现相应的结果，比如，用户输入-0.11010 和+0.01101，执行相应的操作会出现相应的结果， 如下图表示（图九）4、定点小数的原码乘法界面（图十）同样，在此界面用户必需要输入乘数和被乘数后执行乘法操作，输入前，用户必需要点击输入按钮才能接获输入框，如输入乘数为-0.11011，被乘数为- 0.11101，执行相应的操作得出相应的结果。如下图：（图十一）5、浮点数加减运算界面（图十二）在此界面，用户需要输入两个浮点数的阶码和尾数，若用户输入的数中不包 含正负号，则无法做出任务
8、运算，当用户输入完数据后点击相应的按钮，则会出现具体的结果（本程序也包含了对溢出数据的检测），当然用户输入数据前同样要 先点击输入按钮才会激活输入框按钮，如输入第一个浮点数的阶码是+010，尾数 为+0.110110100,第二个浮点数的阶码是-100，尾数是-0.110010100，执行结果如下：（图十三）6、帮助界面（图十四）3.3 开发环境JDK 1.6NetBeans IDE 6.8Windows74 小结近一周的计算机组成原理课程设计很快就结束了，计算机组成原理是一门理论性和实践性都很强的课程，是计算机科学与技术的一门核心专业基础课。此次课程设计整个过程，从网上搜索了一些相关的资料，
9、代码等。经过各种更改，修正，最终得以运行。得到正确的运行。但是，这次课程设计在整个的设计过程中也遇到了许多问题，最初，新建项目的时候，总是使用 java web 来创建，致使从一开始就走错了方向。老是运行不出正确的结果。而且有很多时候为了找出一个逻辑错误，要憋上好几个小时，一觉得自己的设计不行，就想着推翻进行重新设计。确实也从中看出自己了的基本功不够扎实，Java 语言运用不够熟练，平时很少自自己编写算法、上机运行和调试过，这值得自己认真反思一下，大学学习的自主性是很强的，自己平时的课余时间也是挺多的，确实应该多上机做些实际应用。很开心自己能够靠着自己的一些努力做出这样的成果。希望自己以后能够
10、找准自己要走的方向。不要再做无用功，盲目的去做事情。就像这次的课程设计， 就是因为走了弯路盲目的去做，才导致浪费掉了很多时间。附录附录 1 源程序清单Yuepassword 模块的主要 Java 代码public void actionPerformed(ActionEvent e)String s = new String(123 if (e.getSource() = button1)while (i = 0 & m 3)JOptionPane.showMessageDialog(this,您已被禁用,错误对话框, JOptionPane.ERROR_MESSAGE);if (e.getS
11、ource() = button2)setVisible(false); if (i = 1)ZuCheng s1 = new ZuCheng(操作菜单); s1.setVisible(true);setVisible(false);Yueyue1 模块的主要 Java 代码public void actionPerformed(ActionEvent e)if(e.getSource( )=m1)Shows1=newShow(机器数表示); s1.setVisible(true);else if(e.getSource()=m2)Form3 f1=newForm3();f1.setTitle
12、(定点变形补码加减);.f1.setVisible(true);else if(e.getSource()=m3)Form4 f2=newForm4(); f2.setTitle(定点原码乘法);f2.setVisible(true); else if(e.getSource()=m4)Form5f5=newForm5(浮点加减); f5.setVisible(true);else if(e.getSource()=m5)Helph1=newHelp(帮助信息); h1.setVisible(true);h1.work();public void actionPerformed(ActionE
13、vent e) if (e.getSource() = button1) me = 1; t1.requestFocusInWindow(); else if (me = 1) if (e.getSource() = button2) b3.setText(该数对应的原码为：); String sg = t1.getText();if (sg.startsWith(+) int index = sg.indexOf(+);String ss = sg.substring(index + 1); t2.setText(ss); else int index = sg.indexOf(-);Str
14、ing ss = sg.substring(index + 1); String sf = ss.replaceFirst(0, 1); t2.setText(sf); else if (e.getSource() = button3) b3.setText(该数对应的反码为：); String sg = t1.getText();if (sg.startsWith(+) int index = sg.indexOf(+);String ss = sg.substring(index + 1);t2.setText(ss); else int index = sg.indexOf(-);Str
15、ing ss = sg.substring(index + 1); char a = ss.toCharArray();for (int i = 2; i a.length; i+) char m = 1, n = 0;if (ai = m) ai = n; else ai = m;String se = new String(a);String sf = se.replaceFirst(0, 1); t2.setText(sf); else if (e.getSource() = button4) b3.setText(该数对应的补码为：); String sg = t1.getText()
16、;if (sg.startsWith(+) int index = sg.indexOf(+);String ss = sg.substring(index + 1); t2.setText(ss); else int index = sg.indexOf(-);String ss = sg.substring(index + 1); char a = ss.toCharArray();for (int i = 2; i = 2; j-) if (aj - 1 = 0) aj - 1 = 1;aj = 0;break; else aj = 0;String se = new String(a)
17、;String sf = se.replaceFirst(0, 1); t2.setText(sf); else if (e.getSource() = button5) b3.setText(该数对应的移码为：); String sg = t1.getText();if (sg.startsWith(+) int index = sg.indexOf(+);String ss = sg.substring(index + 1); String se = ss.replaceFirst(0, 1); t2.setText(se); else int index = sg.indexOf(-);
18、String ss = sg.substring(index + 1); char a = ss.toCharArray();for (int i = 2; i = 2; j-) if (aj - 1 = 0) aj - 1 = 1;aj = 0;break; else aj = 0;String sf = new String(a); t2.setText(sf); if (e.getSource() = button6) setVisible(false); Yueyue2 模块的主要 Java 代码/获得第一个数的补码public String work1() String sg = d
19、1.getText(); System.out.print( sdf); if (sg.startsWith(+) int index = sg.indexOf(+);String ss = sg.substring(index + 1); ss1 = ss.replaceFirst(0, 00); else int index = sg.indexOf(-);String ss = sg.substring(index + 1); char a = ss.toCharArray();for (int i = 2; i = 2; j-) if (aj - 1 = 0) aj - 1 = 1;a
20、j = 0;break; else aj = 0;String se = new String(a);ss1 = se.replaceFirst(0, 11);return ss1;/做加法时获得第二个数的补码public String work2() String sa = d2.getText(); if (sa.startsWith(+) int index = sa.indexOf(+);String ss = sa.substring(index + 1); ss2 = ss.replaceFirst(0, 00); else int index = sa.indexOf(-);St
21、ring ss = sa.substring(index + 1); char b = ss.toCharArray();for (int i = 2; i = 2; j-) if (bj - 1 = 0) bj - 1 = 1;bj = 0;break; else bj = 0;String sc = new String(b);ss2 = sc.replaceFirst(0, 11);return ss2;/做减法时获得第二个数的补码public String work3() String sa = d2.getText(); if (sa.startsWith(-) int index
22、= sa.indexOf(-);String ss = sa.substring(index + 1); ss2 = ss.replaceFirst(0, 00);else int index = sa.indexOf(+);String ss = sa.substring(index + 1); char b = ss.toCharArray();for (int i = 2; i = 2; j-) if (bj - 1 = 0) bj - 1 = 1;bj = 0;break; else bj = 0;String sc = new String(b);ss2 = sc.replaceFi
23、rst(0, 11);return ss2;/实现两数补码相加public String add1(char a1, char a2) char jg = new charr;char cf = 0; while (r 0) if (a1r - 1 = 0 & a2r - 1 = 0 & cf = 0) jgr - 1 = 0;cf = 0; else if (a1r - 1 = 0 & a2r - 1 = 0 & cf = 1) |(a1r - 1 = 0 & a2r - 1 = 1 & cf = 0) |(a1r - 1 = 1 & a2r - 1 = 0 & cf = 0) jgr -
24、1 = 1;cf = 0; else if (a1r - 1 = 0 & a2r - 1 = 1 & cf = 1) |(a1r - 1 = 1 & a2r - 1 = 0 & cf = 1) |(a1r - 1 = 1 & a2r - 1 = 1 & cf = 0) jgr - 1 = 0;cf = 1; else if (a1r - 1 = 1 & a2r - 1 = 1 & cf = 1) jgr - 1 = 1;cf = 1; else jgr - 1 = a1r - 1;r-;String result = new String(jg); return result;Yueyue3 模块的主要 Java 代码/被乘数转化为原码形式public String work1( ) String a1 = t1.getText( ); if (a1.startsWith(+) int index
