CPU每秒万亿次的浮点运算,这浮点运算是什么意思呀
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解决时间 2021-12-29 03:02
- 提问者网友:太高姿态
- 2021-12-28 08:31
CPU每秒万亿次的浮点运算,这浮点运算是什么意思呀
最佳答案
- 五星知识达人网友:青灯有味
- 2021-12-28 09:54
文载供参考计算机的运算是通过CPU进行的。最基本的运算是算术运算,即+,-,*,/。参与算术的值和理论数学中是不同的,因为“一尺之棰,日取其半,永世不竭”。在计算机内部表示的只能是精确数字,所以无限小数是不可能表达的。这是第一个观点:计算机的数值,与人接触的数值有所不同。
第二个观点:计算机的运算实现,与人不同。计算机内部是通过电路的通断开业控制两种状态,以至表达二进制数;而人表达的是十进制数。
所以,这就决定了计算机,可以直接用加法器来完成整数(其实是非负整数)的算术运算,进一步加一个符号位(不管是原码还是补码)来表示负整数的运算,所以,即使是最早的CPU8088/8086,也支持这种类型的运算。但加法器不能处理浮点数据的运算,简单的说就是有小数点的数值。对这种数据,首先得有一种好的浮点数表示法。最终采用的是:尾数、阶数符号位各占一位,然后再对其余数位尾数、阶数的有效数位合理分配。也就是说,采用的是二进制的科学计数法。
在运算时,远远要比整类型的数值运算复杂,因为不仅尾数要参与运算,阶数也要参与,并且需要对尾数和阶数的符号位都进行处理,所以,开始的CPU并没有能力进行浮点运算(8088/8086,80286,80386SX),需要浮点运算时,由CPU通过软件模拟来实现,所以,进行浮点运算时就会慢很多。
为提高计算机性能,Intel公司为80386SX CPU设计了浮点运算协处理器80387,配合使用就提高了运算速度(80486SX配套的是80487)。同期,Intel公司也生产了集成了协处理器的CPU:80386DX、80486DX。到了奔腾时代,生产厂商把协处理全部集成在CPU内部,成为不可缺少的部分,这样就不在有带/不带协处理器的CPU一说了。但整类型数值运算是由加法器完成的,小数类型是由集成在CPU内部的数学协处理器完成的。现在,所有数值运算都是由协处理器完成的,哪怕没有分离出来。
第二个观点:计算机的运算实现,与人不同。计算机内部是通过电路的通断开业控制两种状态,以至表达二进制数;而人表达的是十进制数。
所以,这就决定了计算机,可以直接用加法器来完成整数(其实是非负整数)的算术运算,进一步加一个符号位(不管是原码还是补码)来表示负整数的运算,所以,即使是最早的CPU8088/8086,也支持这种类型的运算。但加法器不能处理浮点数据的运算,简单的说就是有小数点的数值。对这种数据,首先得有一种好的浮点数表示法。最终采用的是:尾数、阶数符号位各占一位,然后再对其余数位尾数、阶数的有效数位合理分配。也就是说,采用的是二进制的科学计数法。
在运算时,远远要比整类型的数值运算复杂,因为不仅尾数要参与运算,阶数也要参与,并且需要对尾数和阶数的符号位都进行处理,所以,开始的CPU并没有能力进行浮点运算(8088/8086,80286,80386SX),需要浮点运算时,由CPU通过软件模拟来实现,所以,进行浮点运算时就会慢很多。
为提高计算机性能,Intel公司为80386SX CPU设计了浮点运算协处理器80387,配合使用就提高了运算速度(80486SX配套的是80487)。同期,Intel公司也生产了集成了协处理器的CPU:80386DX、80486DX。到了奔腾时代,生产厂商把协处理全部集成在CPU内部,成为不可缺少的部分,这样就不在有带/不带协处理器的CPU一说了。但整类型数值运算是由加法器完成的,小数类型是由集成在CPU内部的数学协处理器完成的。现在,所有数值运算都是由协处理器完成的,哪怕没有分离出来。
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- 1楼网友:上分大魔王
- 2021-12-28 10:12
如果你想详细地搞清以上问题,建议你去阅读有关386、486或pentium汇编的书(8086/8088的汇编的书一般没有保护方式、虚拟地址、浮点数等概念),一般都会有专门的部分来讨论这些问题,因为要想准确地知道这些问题,还真需要花一些工夫。
浮点数是表示小数的一种方法。所谓浮点就是小数点的位置不固定,与此相反有定点数,即小数点的位置固定。整数可以看做是一种特殊的定点数,即小数点在末尾。8086/8088中没有浮点数处理指令,不过从486起,cpu内置了浮点数处理器,可以执行浮点运算。一般的浮点数有点象科学计数法,包括符号位、指数部分和尾数部分。
浮点运算指令
用于对浮点数进行运算。浮点运算要大大复杂于整数运算,所以cpu中一般还会有专门负责浮点运算的浮点运算单元。现在的浮点指令中一般还加入了向量指令,用于直接对矩阵进行运算,对于现在的多媒体和3d处理很有用。
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