123计算机组成原理课程设计说明书.doc

1、组成原理课程设计报告( 2010 - 2011 年度第2 学期 )计算机组成原理算法实现（一）专业计算机科学与技术学生姓名班级M 计算机 081学号0851401137指导教师刘 其 明完成日期2011年 6 月 24 日计算机组成原理课程设计目录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 .34小结 .6附录.7附录 1 源程序清单 .7计算机组成原理课程设计计算机组成原理算法实现（一）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，

2、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 设计内容计算机组成原理算法实现（一）能够实现定点整数的机器数表示、定点整数的变型码加减运算、定点整数的原码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)实现定点整数的机器数表示，对于正数的定点整数，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

3、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（不包括符号位）。(2)定点整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，1*1=1,1*0|0*1|0*0=0 ，其中小数点后面

4、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1计算机组成原理课程设计码相同，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

5、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。流程图如下：开始浮点数 A，B将 A 、 B 的阶码和尾数用补码表示阶码是否相等NY阶码小的数的尾数右移尾数相加规格化处理结束2计算机组成原理课程设计3.2 主体功能登录界面设计系统进入（主）窗体的设计：菜单需要在输入口令正确后方可激活使用。口令输入错误时要给出重新输入口令的提示，三次口令输入错误应该禁止使用。图 1 主界面图图 2 口令正确激活使用图 3

6、口令错误重新输入图 4 三次口令错误禁止使用定点整数的机器表示选择主窗体中“定点整数机器表示”时进入下图所示的窗体：3计算机组成原理课程设计图 5 二进制数对应的原码图 6 二进制数对应的反码图 7 二进制数对应的补码4计算机组成原理课程设计图 8 二进制数对应的移码定点整数的变形补码加减运算图 9 定点整数的变形补码加减运算结果定点整数的原码乘法图 10 定点整数的原码乘法结果5计算机组成原理课程设计浮点数的加减运算图 11 浮点数的加减运算结果4 小结通过本次课程设计更好的了解了组成原理，更好的明白了组成原理的运算的实现，同时对于 JAVA 的程序运用也更为熟练。进一步了解了定点整数的各类

7、运算，以及对定点整数的各项操作。加深了对组成原理中定点整数的机器数表示，定点整数的变形补码加减法运算，定点整数的原码一位乘法运算和浮点数的加减法运算。6计算机组成原理课程设计附录附录 1 源程序清单import java.awt.*;import java.awt.event.*;importjava.io.*;import javax.swing.JOptionPane;public class Mainpublic static void main(String args)Window01 win01=new Window01( 计算机组成原理 );class Window01 exten

8、ds Frame implements ActionListenerstatic boolean boo=false;static int i=0;Button button01,button02,button03,button04,button05;Label label01,label02;TextField text01;Window01(String s)super(s);setLayout(null);button01=new Button( 定点整数的机器表示);add(button01);button01.setBounds(5,30,115,25);button02=new B

9、utton( 定点整数的变形补码加减法);add(button02);button02.setBounds(120,30,170,25);button03=new Button( 定点整数原码乘法);add(button03);button03.setBounds(290,30,110,25);button04=new Button( 浮点加减法 );add(button04);button04.setBounds(400,30,100,25);label01=new Label( 计算机组成原理算法实现（一）);label01.setFont(new Font( 黑体 ,Font.BOLD,

10、25);add(label01);label01.setBounds(100,80,355,70);label02=new Label( 输入口令 :);add(label02);label02.setBounds(150,180,100,20);text01=new TextField(7);add(text01);text01.setBounds(250,180,150,20);text01.setEchoChar(*);button05=new Button( 确认 );add(button05);button05.setBounds(250,230,70,30);button01.ad

11、dActionListener(this);button02.addActionListener(this);7计算机组成原理课程设计button03.addActionListener(this);button04.addActionListener(this);text01.addActionListener(this);button05.addActionListener(this);setBounds(50,50,500,300);setVisible(true);validate();addWindowListener(new WindowAdapterImpl();public v

12、oid actionPerformed(ActionEvent e)if(e.getSource()=button05) String s=text01.getText(); if(s.equals(0851401116)boo=true;JOptionPane.showMessageDialog(this, 口令正确， 欢迎使用 , 成功登录对话框,JOptionPane.INFORMA TION_MESSAGE);text01.setText(null);else if(i=0;i-,j-,m-)if(a1i=0&a2j=0&temp=0) bm=0;temp=0;else if(a1i=

13、0&a2j=0&temp=1) bm=1; temp=0;else if(a1i=0&a2j=1&temp=0)bm=1; temp=0;else if(a1i=0&a2j=1&temp=1)bm=0;temp=1;else if(a1i=1&a2j=0&temp=0)bm=1; temp=0;else if(a1i=1&a2j=0&temp=1)bm=0; temp=1;else if(a1i=1&a2j=1&temp=0) bm=0; temp=1;12计算机组成原理课程设计else if(a1i=1&a2j=1&temp=1) bm=1;temp=1;char c=new charb.l

14、ength-1;if(b0=b1) if(b0=0) c0=+;String s=new String (b);s.getChars(2, s.length(), c, 1);String code1=new String(c);text03.setText(code1);else if(b0=1) c0=-;String s=new String (b);s.getChars(s.lastIndexOf(1), s.length(), c, s.lastIndexOf(1)-1); String ss=s.substring(2,s.lastIndexOf(1); ss=ss.replace

15、All(0, ;);ss=ss.replaceAll(1, );ss=ss.replaceAll(;, 1);ss=ss.replaceAll(, 0);ss.getChars(0,ss.length(),c,1);String code1=new String(c);text03.setText(code1);else boo=true;JOptionPane.showMessageDialog(this, 结 果 溢 出 , 警 告 对 话 框 ,JOptionPane.WARNING_MESSAGE);else if(e.getSource()=button03) char a2=s2.

16、toCharArray();s2.getChars(s2.lastIndexOf(1), a2.length, a2, s2.lastIndexOf(1);String ss=s2.substring(0,s2.lastIndexOf(1);ss=ss.replaceAll(0, ;);ss=ss.replaceAll(1, );ss=ss.replaceAll(;, 1);ss=ss.replaceAll(, 0);ss.getChars(0,ss.length(),a2,0);char a1=s1.toCharArray();int temp=0;char b=new chara1.len

17、gth;for(int i=a1.length-1,j=a2.length-1,m=b.length-1;i=0;i-,j-,m-) if(a1i=0&a2j=0&temp=0) bm=0;temp=0;else if(a1i=0&a2j=0&temp=1) bm=1; temp=0;else if(a1i=0&a2j=1&temp=0)bm=1; temp=0;else if(a1i=0&a2j=1&temp=1)13计算机组成原理课程设计bm=0; temp=1; else if(a1i=1&a2j=0&temp=0)bm=1; temp=0;else if(a1i=1&a2j=0&tem

18、p=1) bm=0; temp=1; else if(a1i=1&a2j=1&temp=0)bm=0;temp=1;else if(a1i=1&a2j=1&temp=1) bm=1; temp=1;char c=new charb.length-1;if(b0=b1)if(b0=0) c0=+;String s=new String (b);s.getChars(2,s.length(),c,1);String code2=new String(c);text04.setText(code2);else if(b0=1) c0=-;String s=new String (b);s.getCh

19、ars(s.lastIndexOf(1), s.length(), c, s.lastIndexOf(1)-1); String str=s.substring(2,s.lastIndexOf(1); str=str.replaceAll(0, ;);str=str.replaceAll(1, );str=str.replaceAll(;, 1);str=str.replaceAll(, 0);str.getChars(0,str.length(),c,1);String code2=new String(c);text04.setText(code2);else boo=true;JOpti

20、onPane.showMessageDialog(this, 结 果 溢 出 , 警 告 对 话 框 ,JOptionPane.WARNING_MESSAGE);elseif(e.getSource()=button04)dispose();class Window04 extends Frameimplements ActionListenerchar number1,number2,rusult; Label label01,label02,label03,label04; TextField text01,text02,text03; Button button01,button02,b

21、utton03; Window04(String s)super (s); setLayout(null);14计算机组成原理课程设计label01=new Label( 定点整数的原码乘法);add(label01);label01.setBounds(50, 40, 250, 50);label01.setFont(new Font( 黑体 ,Font.BOLD,25);label02=new Label( 请输入被乘数:);add(label02);label02.setBounds(50,100,100,20);text01=new TextField(5);add(text01);t

22、ext01.setBounds(150,100,100,20);label03=new Label( 请输入乘数 :);add(label03);label03.setBounds(50,130,100,20);text02=new TextField(5);add(text02);text02.setBounds(150,130,100,20);label04=new Label( 乘法结果为 :);label04.setBounds(50,160,100,20);add(label04);text03=new TextField(9);add(text03);text03.setBound

23、s(150,160,100,20);button01=new Button( 输入 );button02=new Button( 乘法 );button03=new Button( 返回 );add(button01);add(button02);add(button03);button01.setBounds(60,205,50,30);button02.setBounds(150,205,50,30);button03.setBounds(240,205,50,30);button01.addActionListener(this);button02.addActionListener(t

24、his);button03.addActionListener(this);setBounds(200,200,350,250);setVisible(true);validate();public void actionPerformed(ActionEvent e)if(e.getSource()=button01) text01.requestFocusInWindow();else if(e.getSource()=button03) dispose();else if(e.getSource()=button02)String s1=text01.getText(); char a=

25、0,0,0,0,0,0; s1.getChars(1,5,a,2); String s2=text02.getText(); char b=new char4;s2.getChars(1,5,b,0); char c=0,0,0,0,0,0; char t=new char9; for(int i=3;i=0;i-)if(bi=0)15计算机组成原理课程设计 ti+5=c5;for(int j=5;j=1;j-)cj=cj-1;elseB. 加 (c,a,c); ti+5=c5;for(int j=5;j=1;j-)cj=cj-1;t4=c5; t3=c4; t2=c3; t1=c2;if(s

26、1.regionMatches(0, s2, 0, 1) t0=(char)(+);else t0=(char)(-);String code=new String(t);text03.setText(code);class Window05 extends Frame implements ActionListenerchar 阶码 1,尾数 1,阶码 2,尾数 2,加法阶码 ,加法尾数 ,减法阶码 ,减法尾数 ; Label label01,label02,label03,label04,label05,label06,label07,label08,label09; TextField text01,text02,text03,text04,text05,text06,text07,text08;Button button01,button02,button03,button04; Window05(String s)super(s); setLayout(null);lab