浮点数的表示和计算

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《计算机组成原理》试验报告

年级、专业、班级试验题目试验时间试验成绩姓名浮点数的表示和计算试验地点试验性质A主404□验证性□设计性□综合性教师评价：□算法/试验过程正确；□源程序/试验内容提交□程序结构/试验步骤合理；□试验结果正确；□语法、语义正确；□报告规范；其他：评价教师签名：一、试验目的(1)深入把握二进制数的表示方法以及不同进制数的转换；(2)把握二进制不同编码的表示方法；(3)把握IEEE754中单精度浮点数的表示和计算。二、试验项目内容假设没有浮点表示和计算的硬件，用软件方法采用仿真方式实现IEEE754单精度浮点数的表示及运算功能，具体要求如下：(1)程序需要提供人机交互方式（GUI或者字符界面）供用户选择相应的功能；(2)可接受十进制实数形式的输入，在内存中以IEEE754单精度方式表示，支持以二进制和十六进制的方式显示输出；(3)可实现浮点数的加减乘除运算；(4)可以使用80X86或MIPS或ARM汇编指令，但是不能使用浮点指令，只能利用整数运算指令来编写软件完成。三、试验过程或算法（源程序）1.本次项目我们采用单精度浮点数格式读入两个浮点数，并读入一个操作符，然后根据操作符类型选择运算类型，加法指令如下：sum:subu$sp,$sp,32sw$ra,20($sp)sw$fp,16($sp)addiu$fp,$sp,28报告创立时间：2023.12.30

sw$a0,0($fp)#calculatethefirstnumberandi$s2,$s0,0x80000000#s2isthesignsrl$s2,$s2,31andi$s3,$s0,0x7f800000#s3istheexponentsrl$s3,$s3,23andi$s4,$s0,0x007fffff#s4isthefractionaddi$s4,$s4,0x00800000#calculatethesecondnumberandi$s5,$s1,0x80000000#s5isthesignsrl$s5,$s5,31andi$s6,$s1,0x7f800000#s6istheexponentsrl$s6,$s6,23andi$s7,$s1,0x007fffff#s7isthefractionaddi$s7,$s7,0x00800000sub$t0,$s3,$s6blt$t0,0,sumL1#addsubbgt$t0,0,sumL2#subaddbeq$t0,0,sumL32.减法指令如下：mysub:subu$sp,$sp,32sw$ra,20($sp)sw$fp,16($sp)addiu$fp,$sp,28sw$a0,0($fp)#calculatethefirstnumberandi$s2,$s0,0x80000000#s2isthesignsrl$s2,$s2,31andi$s3,$s0,0x7f800000#s3istheexponentsrl$s3,$s3,23andi$s4,$s0,0x007fffff#s4isthefractionaddi$s4,$s4,0x00800000#calculatethesecondnumberxori$s5,$s1,0x80000000#s5isthesignsrl$s5,$s5,31andi$s6,$s1,0x7f800000#s6istheexponentsrl$s6,$s6,23andi$s7,$s1,0x007fffff#s7isthefractionaddi$s7,$s7,0x00800000sub$t0,$s3,$s6blt$t0,0,subL1#+,-bgt$t0,0,subL2#-,+beq$t0,0,subL3#+,+or-,-3.乘法指令如下：mutilStart:srl$t2,$s0,31srl$t3,$s1,31sll$t4,$s0,1

srl$t4,$t4,24#expsll$t5,$s1,1srl$t5,$t5,24#exp#0...1fracsll$t6,$s0,9srl$t6,$t6,9ori$t6,$t6,0x00800000sll$t6,$t6,8addi$t4,$t4,1#0...1fracsll$t7,$s1,9srl$t7,$t7,9ori$t7,$t7,0x00800000sll$t7,$t7,8addi$t5,$t5,1sub$t4,$t4,127add$t4,$t4,$t5#finalexpsub$t5,$t5,$t5mutilCompareSign:add$t2,$t2,$t3sll$t2,$t2,31#finalsignmultu$t6,$t7mfhi$t5#regularandi$t8,$t5,0x80000000beq$t8,0x80000000,mutilnextsll$t5,$t5,1sub$t4,$t4,1mutilnext:sll$t5,$t5,1#IEEE754sub$t4,$t4,1srl$t5,$t5,9#finalfractionmutilFinal:sll$t4,$t4,24srl$t4,$t4,1addu$t2,$t2,$t4addu$t2,$t2,$t5#resultadd$s2,$t2,$zero#saveresultli$v0,4la$a0,msg3syscallli$v0,2mtc1$t2,$f12syscallla$a0,msg0#newlineli$v0,4syscall

lw$ra,20($sp)lw$fp,16($sp)addiu$sp,$sp,32jr$ra4.除法指令如下：divideStart:srl$t2,$s0,31srl$t3,$s1,31sll$t4,$s0,1srl$t4,$t4,24#expsll$t5,$s1,1srl$t5,$t5,24#expsll$t6,$s0,9srl$t6,$t6,9ori$t6,$t6,0x00800000sll$t7,$s1,9srl$t7,$t7,9ori$t7,$t7,0x00800000sub$t4,$t4,$t5#finalexpaddi$t4,$t4,127sub$t5,$t5,$t5divideCompareSign:add$t2,$t2,$t3sll$t2,$t2,31#finalsignsub$t8,$t8,$t8#usetorecorddividsub$t3,$t3,$t3#usetorecordremaindersub$t5,$t5,$t5#useascounterdividecompare:bge$t5,24,dividebreakout#comparethetwonumberblt$t6,$t7,dividelowerdividegreater:sub$t6,$t6,$t7#divideislowersll$t6,$t6,1sll$t8,$t8,1addi$t8,$t8,1addi$t5,$t5,1jdividecomparedividelower:sll$t6,$t6,1sll$t8,$t8,1addi$t5,$t5,1jdividecomparedividebreakout:blt$t8,0x00800000,dividedoSllbge$t8,0x01000000,dividedoSrl

jdivideresultdividedoSll:sll$t8,$t8,1subi$t4,$t4,1blt$t8,0x00800000,dividedoSlljdivideresultdividedoSrl:srl$t8,$t8,1addi$t4,$t4,1bge$t8,0x01000000,dividedoSrljdivideresultdivideresult:bgt$t4,255,divideoverFlowsll$t8,$t8,9srl$t8,$t8,9sll$t4,$t4,24srl$t4,$t4,1add$t2,$t2,$t4add$t2,$t2,$t8add$s2,$t2,$zero#saveresultli$v0,4la$a0,msg3#outputmessagesyscallli$v0,2mtc1$t2,$f12syscalljdiviedend5.十进制转换为二进制指令如下：dex2:subu$sp,$sp,32sw$ra,20($sp)sw$fp,16($sp)addiu$fp,$sp,28sw$a0,0($fp)add$a0,$s2,$zeroadd$t9,$zero,$a0sub$t6,$t6,$t6#set$t6=0sub$t7,$t7,