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浮点运算流水处理

发布时间:2022-02-21 23:34:56

⑴ 简述浮点运算中溢出处理方法

溢出就是超出了机器数所能表示的数据范围,浮点数的范围是由阶码决定的。当运算阶码大于最大阶码时,属溢出;当运算阶码小于最小负阶码时,计算机按0处理。

⑵ 处理器 整数运算和浮点运算还进行哪些运算呢数据的读取,存储是什么运算处理3d游戏的动作,是什么

这个涉及计算机指令,买本汇编语言的书看看就知道了,大型游戏所有计算都用得到

⑶ 为什么整数/浮点的除法不能流水,但仍然要划分为多个阶段

32浮点数是不是IEEE754标准的?首先在除法器中会用到浮点数的加法器和减法器,如果你要求高性能的加减器的话建议楼主自己设计,如果要求不高可以直接使用quartus提供的IP核。至于要用到的乘法器的话可以用布尔压缩算法来设计。

⑷ 在运算器内部,浮点减得流水属于() A 处理器级 B 元件及流水 C 系统级 D 部件及流水

在运算器内部,浮点减得流水属于(D) 。A 处理器级 B 元件级流水 C 系统级 D 部件级流水

⑸ 每秒6万亿次浮点运算是个什么概念

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,因为逗一尺之棰,日取其半,永世不竭地。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。

⑹ 浮点数流水线性能提升使用了什么并行技术

流水线技术是并行处理技术的一种,一条流水线上可以同时处理几条指令(的不同阶段),虽然指令最终还是一个个离开流水线的(也就是完成全部处理阶段),但是前后两条指令处理完成的时间间隔远小于每条指令在流水线中的时间。流水线是时间并行技术,除此之外的并行技术叫做空间并行技术。流水线结构因其高速性在很多数字电路中得到了广泛的应用,目前的DSP、ARM等器件也是基于流水线结构的。流水线可以简单的理解为在时钟的作用下,每一拍完成一个简单运算。需要注意的时候,由于内部的运算都是在时钟作用下进行,所以涉及到运算的中间变量都必须定义成寄存器结构的。另外对于一次运算可能要经过多个时钟周期才能得到结果,但是如果对于批量的数据,就可以认为是单周期得到运算结果。所以流水线结构的乘法器在对于单个运算时它的高速性并不能得以体现,只有在批量数据运算过程中才能体现出其高速性。乘法器在时钟信号Clock的作用下,第一个时钟信号上升沿的时候第一拍先取数据,第二个时钟上升沿时候第一拍对取得的数据进行位乘,同时第二拍开始取数据,第三个时钟上升沿的时候第一拍进行第一步加法运算,第二拍进行位乘,同时第三拍开始取数据,第四个时钟上升沿的时候第一拍完成第二次加法并送出结果,第二拍则完成第一步加法,第三拍完成位乘,同时第四拍完成取数据,再往后走,会每一个时钟周期送出一个运算结果。这就是为什么流水线结构的乘法器在单次运算的过程中它的高速性不能得到体现原因。

⑺ 计算机组成原理,什么是浮点运算结果规格化处理

浮点数比定点数的表述范围宽,有效精度高,更适合于科学计算与工程计算。浮点运算可分为2类:非规格化和规格化浮点运算。非规格化浮点运算,不要求操作数是规格化数,对运算结果也不要求规格化处理。而规格化浮点运算只能对规格化的浮点数进行操作,并且要求对运算结果加以规格化处理。由于规格化浮点数具有惟一的表示形式,而且在计算机中尾数能获得最大的有效数字,所以在一般的计算机中选用规格化浮点运算。
在浮点运算中,阶码和尾数是分别进行运算的,并且都是定点数(阶码为定点整数,尾数为定点小数)。因此,可以说,浮点运算器是定点运算器的扩充和强化。一般浮点运算器都至少具有2个定点数逻辑运算单元,一个用于阶码的比较和运算,另一个用于尾数的运算。阶码运算器用来求阶差,修改阶码等操作,一般只进行加减运算。而尾数部件不但有加法器用以求和,还应有左移和右移线路,以实现对尾数的操作。

规格化处理:尾数进行运算的结果必须变成规格化的浮点数,对于双符号位的补码尾数来说,就必须是

001×××…×× 或110×××…××的形式

若不符合上述形式要进行左规或右规处理。

⑻ 浮点运算图形处理能力是什么

当我们用不同的电脑计算圆周率时,会发现一台电脑的计算较另一台来讲结果更加精确。或者我们在进行枪战游戏的时候,当一粒子弹击中墙壁时,墙上剥落下一块墙皮,同样的场面在一台电脑上的表现可能会非常的呆板、做作;而在另外一台电脑上就会非常生动形象,甚至与我们在现实中看到的所差无几。
以上我们看到的一切,都源于CPU内部添加的“浮点运算功能”。浮点运算能力是关系到CPU的多媒体,3D图形处理的一个重要指标。P4中只有2个浮点执行单元,而其中一个单元要同时处理FADD? FMUL? MMX? SSE? 和SSE2,所以P4处理器的浮点单元设计应该是整个处理器设计中最薄弱的部分。AMD则为Athlon设计了3个并行的浮点、多媒体执行单元。其中一个是浮点的存储,一个是浮点加,一个是浮点乘,其中浮点加和浮点乘是分开的,所以Athlon中就有两个并行的浮点通道,三个执行单元,而且相互之间完全不受干扰,这是所谓的超标量的浮点结构,可以说Athlon的浮点运算无疑是目前最强的。

⑼ 指令流水线和浮点加法运算流水线 加速比 计算方法为何不一样

第二题的算式约掉了一部分
近似的约掉了
方法仍然是一个 加速比就是用顺序执行时间/流水线处理时间

⑽ 求浮点运算代价

1. 你这里的i是浮点数? 浮点数的话似乎是不能这么优化的。 但是c提供一些专门的浮点函数可以做类似的事情(直接处理浮点数的幂次),你去查查看吧

2. 浮点乘除就是有效部分相乘然后调整幂次, 加减就是调整成相同的幂次然后加减。 总的来说浮点数做加减乘除的效率是接近的。(不像整数运算,加减比较快)
3. 在很多芯片上浮点数运算要占用接近20的时钟周期, 在有些芯片上比你估计的20倍差距还要大。 浮点数运算非常低效又非常重要,所以从386时代浮点协处理器就很普及了,后来直接把这个协处理器做在cpu里面, 现在的这些cpu都是带浮点处理器的, 一次浮点运算只需要2,3个时钟周期,这已经跟整数乘法差不多了(有些阉割版本处理器这方面会差一些)。 总的来说如果你考虑的是pc上的编程,那么浮点运算性能只是略差。 但如果你要做其他芯片的编程的话 你必须先了解一下这个板子上到底有没有浮点处理器,没有的话性能差距会非常非常大 ,尽量就别用了

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