?若最高位无进位，则和的符号位为被加(减)数的符号

–求差：被加(减)数的数值位加上加(减)数数值位的补码

?若最高位有进位，则结果为正，说明数值位正确，差的符号位为被加(减)数的符号；

?若最高位无进位，则结果为负，得到的数值位为补码形式，故需对结果求补，差的符号位与被加(减)数的符号位相反

37.加法器的运算速度取决于什么？

答：在门电路延迟一定的情况下，加法器的速度主要取决于进位方式，并行进位方式比串行进位方式的速度快。

38.计算机内部如何实现移位操作？

答：在计算机内部，移位操作在移位器中进行，移位器位数固定，所以，移位前后数的位数不变。左移一位，数值扩大一倍，相当于乘2操作；右移一位，数值缩小一半，相当于除2操作。

移位操作分逻辑移位、算术移位和循环移位三种。 逻辑移位对无符号数进行，移位规则为： 左移时，高位移出，低位补0 右移时，低位移出，高位补0

算术移位是对带符号数进行的，移位时符号位不变，只对数值部分移位。移位规则为： ① 原码

左移：高位移出，末位补0。移出非零时，发生溢出。 右移：高位补0，低位移出。移出时进行舍入操作。 ② 补码

左移：高位移出，末位补0。移出非符时，发生溢出。 右移：高位补符，低位移出。移出时进行舍入操作。

循环移位对无符号数进行，移位时把高（低）位移出的一位送到低（高）位即可。

39.计算机内部如何实现填充（扩展）操作？

答：在计算机内部，有时需要将一个取来的短数扩展为一个长数，此时要进行填充（扩展）处理。对于无符号整数，只要在高位补0，进行“零扩展”。 对于有符号数，则可能有两种情况：

1) 对于定点整数，在符号位后的数值高位进行。 ① 原码：符号位不变，数值部分高位补0

② 补码：高位直接补符，称为“符号扩展”方式

2）对于定点小数表示的浮点数的尾数，则在低位补0即可。 40.在计算机中，乘法和除法运算如何实现？

答：乘法和除法运算是通过加/减运算和左/右移位运算来实现的。所以只要用加法器和移位寄存器在CPU的控制下就可以实现。

1.一台计算机中的所有指令都是一样长吗？

答：不一定。有定长指令字机器和不定长指令字机器两种。定长指令字机器中所有指令都一样长，称为规整型指令，目前定长指令字大多是32位指令字。不定长指令字机器的指令有长有短，但每条指令的长度一般都是8的倍数。所以，一个指令字在存储器中存放时，可能占用多个存储单元；从存储器读出并通过总线传输时，可能分多次进行，也可能一次读多条指令。

2.每一条指令中都包含操作码吗？

答：是的。每一条指令都必须告诉CPU该指令做什么操作，所以必须指定操作码。

3.每条指令中的地址码个数都一样吗？

答：不一定，有的没有地址码，有的包含一个地址码，有的是两个或三个。地址码个数不一样的主要原因有三个：（1）每条指令操作码的个数可能不同。有的指令是双目运算指令，涉及到两个源操作数和目操作数，有的是单目运算，只涉及到一个源操作数和目操作数，还有的指令只是控制操作，不涉及到操作数，如：停机、复位、空操作等指令。所以每条指令涉及到的操作数个数不同。（2）每个操作数的寻址方式可能不同。不同的寻址方式给出的地址码个数也不同。（3）地址码的缺省方式可能不同。有的操作数或地址码用的是隐含指定方式，在指令中缺省，不明显给出，如：累加器，堆栈等。 综上所述，每条指令的操作码个数可能相差很大。

4.指令中的所有操作数都采用相同的寻址方式吗？

答：不一定。规整型指令一般在一条指令中只包含一种寻址方式，这样，在指令操作码中就隐含了寻址方式，不需要专门有寻址方式字段。但是对于不规整型指令，一条指令中的若干操作数可能存放在不同地方，因而每个操作数可能有各自的寻址方式。

5.指令中要明显给出下一条指令的地址吗？

答：不需要。指令在主存中按执行顺序连续存放。大多数情况下指令被顺序执行，只有遇到转移指令（如，无条件转移、条件分支、调用和返回等指令）才改变指令执行的顺序。所以，可以用一个专门的计数器，来存放下一条要执行的指令地址，而不需要在指令中专门给出下一条指令的地址。这个计数器称为程序计数器PC或指令指针IP。

当顺序执行时，CPU直接通过对PC加“1”来使PC指向下一条顺序执行的指令；当执行到转移指令时，根据指令执行的结果进行相应的地址运算，把运算得到的转移目标地址送到PC中，使得执行的下一条指令为转移到的目标指令。

6.一个操作数在内存可能占多个单元，怎样在指令中给出操作数的地址呢？

答：现代计算机都是采用字节编址方式，即一个内存单元只能存放一个字节的信息。一个操作数（如：char型、int型、float型、double型）可能是8位、16位、32位或64位等，因此，可能占用1个、2个、4个或8个内存单元。也就是说，一个操作数可能有多个内存地址对应，在指令中给出哪个地址呢？

有两种不同的地址指定方式：大端方式和小端方式。 大端方式（Big Endian）：指令中给出的地址是操作数最高有效字节(MSB) 所在的地址。 小端方式（Little Endian）：指令中给出的地址是操作数最低有效字节(LSB) 所在的地址。

7.地址码位数与主存容量和编址单位的关系是什么？

答：指令中的地址码如果是主存单元的地址，那么，地址码的位数与主存的容量和编址单位的长度有关。编址单位的长度就是主存单元的宽度，也就是最小的寻址单位。内存可以按字节编址（8位），也可以按字编址（如：16位，32位等）。主存的容量和编址单位确定后，地址码的位数就被确定了。例如，若主存容量为4GB，编址单位是字节，则主存单元的地址就是32位（因为，4GB= 232B）；若按字（假定一个字为32位）编址，则主存单元的地址就是30位（因为，4GB= 232B= 230x4B）。

8.累加器型指令有什么特点？

答：累加器型指令的一个源操作数和目操作数总是在累加器中，是隐含指定的，所以指令中不需要给出累加器的编号。因而，累加器型指令的指令字相对来说较短，但由于每次运算结果都只能放到累加器中，可能会增加一些从累加器取数的指令而使程序变长。

9.堆栈型指令有什么特点？

答：与堆栈有关的操作有：入栈（PUSH）、出栈（POP）和运算类操作。运算类指令分单目运算和双目运算，总是从栈顶取操作数，运算后的结果自动放到栈顶。所以，指令中不需要给出操作数地址，因此，堆栈指令是零地址指令，指令字较短。但因为所有的操作数都只能在栈顶，所以，会增加很多入栈指令而使得程序变长。

堆栈指令的访存次数，取决于采用的是软堆栈还是硬堆栈。如果是软堆栈（堆栈区由内存实现）的话，对于双目运算，需要访问四次内存：取指、取源数1、取源数2、存结果。如果是硬堆栈（堆栈区由寄存器实现）的话，则只需取指令时访问一次内存。

10.通用寄存器型指令有什么特点？

答：通用寄存器型指令，是相对于累加器型指令和堆栈型指令而言的，指令中的操作数和运算的结果既不是隐含在累加器中，也不是隐含在堆栈中。而是在CPU中提供了多个通用寄存器，操作数和结果可以放在这些寄存器中，指令必须明显地指出操作数和结果在哪个寄存器或哪个主存单元中，要给出寄存器的编号或主存单元地址。目前大多数指令系统采用通用寄存器型指令风格。

11.装入/存储型指令有什么特点？

答:装入/存储型指令是用在规整型指令系统中的一种通用寄存器型指令风格。为了规整指令格式，使指令具有相同的长度，规定只有装入/存储（Load/Store）指令才能访问内存，而运算指令不能直接访问内存，只能从寄存器取数进行运算，运算的结果也只能送到寄存器。因为，寄存器编号较短，而主存地址位数较长，通过某种方式可以使运算指令和访存指令的长度一致。

这种装入/存储型风格的指令系统最大的特点是指令格式规整，指令长度一致，一般为32位。由于只有Load/Store指令才能访问内存，程序中可能会包含许多装入指令和存储指令，与一般通用寄存器型指令风格相比，其程序长度会更长。

12.指令寻址方式和数据寻址方式有什么不同？

答：程序被启动时，程序所包含的指令和数据都被装入到内存中。在程序指令过程中，需要取指令和操作数，确定指令存放位置的过程称为指令寻址方式，确定操作数存放位置的过程称为数据寻址方式。指令寻址和数据寻址其复杂度是不一样的。

指令寻址：指令基本上按执行顺序存放在主存中，执行过程中，指令总是从内存单元被取到指令寄存器IR中。顺序执行时，用指令计数器PC+“1”来得到下一条指令的地址；跳转执行时，通过转移指令的寻址方式，计算出目标地址，送到PC中即可。目标转移地址的形成方式主要有三种：立即寻址（直接地址）、相对寻址（相对地址）和间接寻址（间接地址）。

数据寻址：开始时，数据被存放在内存中，但在指令执行过程中，内存的数据可能被装入到CPU的寄存器中，或者内存的堆栈区中；还有的操作数可能是I/O端口中的内容，或本身就包含在指令中（即：立即数）。另外，运行的结果也可能要被送到CPU的寄存器中、堆栈中、I/O端口或内存单元中，所以，数据的寻址要涉及到对寄存器、内存单元、堆栈、I/O端口、立即数的访问。此外，操作数可能是某个一维或二维数组的元素，因此，还要考虑如何提供相应的寻址方式，以方便地在内存找到数组元素。综上所述，数据的寻址比指令的寻址要复杂得多。

13.如何指定指令的寻址方式？

答：CPU根据指令约定的寻址方式对地址码的有关信息进行解释，以找到下条要执行的指令，或指令所需的操作数。有的指令设置专门的寻址方式字段，显式说明采用何种寻址方式，有的指令通过操作码隐含寻址方式。

规整型指令一般在一条指令中只包含一种寻址方式，这样，就可在指令操作码中隐含寻址方式，不需要专门有寻址方式字段。但是对于不规整型指令，一条指令中的若干操作数可能存放在不同的地方，因而每个操作数可能有各自的寻址方式字段。

14.指令的操作数可能存放在机器的哪些地方？

答：指令的操作数可能存放在以下五个地方：

（1）内存单元：指令必须以某种方式给出内存单元的地址。又可分为以下几种情况：对单个独立的操作数进行处理；对一个数组中的若干个连续元素或一个数组元素进行处理；对一个表格或表格中的某个元素进行处理，等等。这些不同的情况需要提供不同的寻址方式进行操作数的访问。

（2）寄存器：指令中只要直接给出寄存器的编号即可。

（3）堆栈区：指令中不需要给出操作数的地址，数据的地址隐含地由堆栈指针给出。 （4）I/O端口：当某个I/O接口中的寄存器内容要和CPU中的寄存器内容交换时，要用I/O指令。在I/O传送指令中，需提供I/O端口号。 （5）指令中（立即数）：操作数是指令的一部分，直接从指令中的立即数字段取操作数。