计算机原理课程设计(4)

课程设计说明书

计算机组成原理算法实现（四）

专业 计算机科学与技术

学生姓名 王亚飞 班级 D 计算机132 学

号

1320704223 指导教师 花小朋 完成日期

2016年1月22日

1 课程设计目的

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，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 课程设计内容与要求

2.1 题目

计算机组成原理算法实现（四）

2.2 功能

能够实现机器数的真值还原（定点小数）、定点小数的单符号位补码加减运算、定点小数的补码乘法运算和浮点数的加减运算。

（1）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。

（2）选择主窗体中“定点小数真值还原”时进入下图所示的窗体：

在上面的窗体中按“输入”按扭时，将输入焦点设置为最上面的一个文本框上。输入一个定点小数形式的机器数（如：1.1001）后，按“原—〉真值”、“反—〉真值”、“补—〉真值”或“移—〉真值”按钮中的任一个后，将在第二个文本框中显示对应的真值。选择“返回”按钮时回到主窗体。

（3）选择主窗体中的“定点小数单符号位补码加减运算”时进入如下图所示的窗体：操作时首先选择“输入”按钮输入参与运算的数据，然后再选操作按钮。当单击“加法”、“减法”第三、四个文本框显示对应的结果。选择“返回”按钮时回到主窗体。

（4）选择主窗体中的“定点小数原码乘法”时进入如下图所示的窗体：操作时首先选择“输入”按钮输入参与运算的数据，然后再选操作按钮。当单击“乘法”时第三个文本框显示对应的结果。选择“返回”按钮时回到主窗体。

（5）选择主窗体中的“浮点数的加减运算”时进入下图所示的窗体：先选择“输入”按钮输入参与运算的数据，再选操作按钮。当单击“加法”和“减法”时下列文本框显示对应的结果：加法的阶码和尾数、减法的阶码和尾数。选择“返回”按钮时回到主窗体。

（6）选择主窗体中的“帮助”进入下图所示的窗体：阅读完文字后，可使用“关闭”按钮返回主窗口。

3 功能模块详细设计3.1 功能介绍

3.2实现方法

(1)登录界面

设计思路

界面：整个布局使用了LinearLayout,设置 android:orientation="vertical"就可以让所有控件以水平方式来排列，LinearLayout作为容器来承载控件，布局中第一个控件是TextView,值为“计算机组成原理算法实现（4）”，第二个控件是EditText,EditText是文本输入框，最后一个控件是Button控件，用于确定来绑定事件。

功能：Buttton绑定了一个监听点击的一个事件，在这个方法体中，主要写了，获得EditText的字符串消息和Intnet跳转，Intent是Android中的一个类，用于控件不同地Activity跳转，从而实现可以在手机上看到不同的画面，这里的Intent 跳转到主界面，这也是程序的唯一入口地址。当口令正确，就可以进入主界面，如果连续三次错误程序将被锁死，无法打开。

（2）主界面

设计思路

界面：在主界面中使用了NavigationView，NavigationView采用最Google最新的Material Design,它是一个很新并且重要的Material Design组件。在Material Design中，Navigation drawer导航抽屉，被设计用于应用导航，提供了一种通用的导航方式，体现了设计的一致性。

而NavigationView的典型用途就是配合之前v4包的DrawerLayout，作为其中的Drawer部分，即导航菜单的本体部分。NavigationView是一个导航菜单框架，使用menu资源填充数据，使我们可以更简单高效的实现导航菜单。它提供了不错的默认样式、选中项高亮、分组单选、分组子标题、以及可选的Header。

功能：这里的导航菜单设置了四个ITEM，分别是“机器数的真值还原”，“定点小数符号位的补码加减运算”，“定点小数原码的乘法运算”和“浮点数的加减运算”，点击对应的ITEM分别会跳到相应的界面，从而实现了界面的跳转，具体的操作将会在别人Activity处理。

（3）机器数的真值还原

设计思路

界面：在这个UI中，设置了较多的控件，首先第一个是EditText,用于输入信息，第二个和第三个控件都是TextView,不同的是第一个只是用来提示用户下面是真值，所以这里的Text属性就被设置了“真值是”，第三个真正用来显示所求的结果的，然后依次放了几个Button，用来触发事件。

功能：第一个Button是原码求真值的，我们所输入的是定点小数所以是符合原码的不用再做处理，第二个Button是“反码-->真值”，当得到所输入的数据后，对这个定点小数小数点以后的数据进行取反，取反的数据再与符号位连接起来就得到“反码-->真值”的值了。第三个Button是用来“补码-->真值”，因为补码是在反码基础上取反加1就好，所以可以复用求反码的方法，在此基础上加1，便取到补码到真值的值了。第四个Button是“移码”复用第三个Button的方法，只要对符号位替换掉就好了。

（4）定点小数的单符号位的补码加减运算

设计思路

界面：UI布居中，有两个EditText,分别输入两个定点小数，两个TextView用来显示求和的结果，和相减的结果，四个Button按钮用来触发事件。

功能：

点击“减法”会获得两个输入框中补码相加的结果，在TextView中显示，点击“加法”会对两个输入框的值进行相加，加的结果会显示在TextView中，以供用户观察。点击“返回”会直接退出这个界面，回到主界面，点击“清除”会清除输入框中的值。代码处理首先是取得两个ExitText中的值，程序得到的值会进行判断是正是负，如果是正的直接处理，如果是负的会把它写成加一个负数的形式，调用相

加的方法，最后加上符号位，最后返回一个字符串。

（5）定点小数原码乘法运算

设计思路

界面：UI中有两个EditText,一个TextView以及三个Button。

功能：点击输入会获得第一个EditText的焦点，点击乘法会对两个输入框的值进行相乘，乘的结果会显示在TextView中，以供用户观察。点击“返回”会直接退出这个界面，回到主界面。定点小数原码乘法的原理是，符号位相同得正，不同为负，然后对后边字符串中的内容进行遍历，第一个数的最后一位依次与第二个数的个个位置的数相乘，保存在一个字符串数组中，最后对这个数组进行二进制加法运算，返回这个结果。

（6）浮点数的加减运算

设计思路

界面：UI布居中，有四个EditText,分别输入两个浮点小数，四个TextView用来显示求和的结果，和相减的结果，四个Button按钮用来触发事件。

功能：点击“输入”会获得第一个EditText的焦点，点击乘法会对四个输入框的值进行浮点数加减，乘的结果会显示在TextView中，以供用户观察。点击“返回”会直接退出这个界面，回到主界面。

4 设计小结

为期一周的课程设计就这样结束了。在程序设计的时也遇到了很多的问题，刚刚看到这个题目时觉得挺简单，后来慢慢的发现并非如此。当你真正要去做一个东西的时候，会面临比平常多的问题。

经过本次课程设计，发现做软件真的需要做很多工作，不仅仅是敲代码。

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关Android方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，

然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。

参考文献

[1] 白中英. 计算机组成原理（第五版）[M]. 北京: 科学出版社, 2010.

[2]耿祥义《Java2实用教程》[M].北京：清华大学出版社2006.08

部分代码

Util.java

package com.wyf.king.myapplication;

public class Util {

/*****

* 求补码

* @param str String

*

* @return String

*/

public String getBuMa(String str)

{

String buMa;

if(NotRight(str))

{

return "数据不会法！！！";

}

else if(str.charAt(0)=='0')

{

System.out.println("我是正数");

return str;

}

else {

buMa=str.substring(0,

2)+QuFan(str.substring(2,str.length()));

System.out.println("前两个是"+str.substring(0, 2));

System.out.println("我是负数");

return buMa;

}

}

/**

* 对字符串取反

* @param str String

* @return String

*/

public String QuFan(String str)

{

System.out.println("取反的字符串是"+str);

str=str.replace("1","*");

str=str.replace("0","1");

str=str.replace("*","0");

System.out.println("取反后是："+str);

return str;

}

public boolean NotRight(String str) {

// Pattern pattern = https://www.360docs.net/doc/105196114.html,pile("[0-1]"); // Matcher matcher = pattern.matcher(str);

// if (matcher.find()) {

// return true;

// }

return false;

}

/**

* 定点小数加法运算

* @param one String

* @param two String

* @return String

*/

public String DingJiaJian(String one,String two) {

one=getBuMa(one);

two=getBuMa(two);

String result="";

int len;

String temp=null;

if(one.length()

{

temp=one;

one=two;

two=temp;

}

boolean jinwei[]=new boolean[one.length()];

{

len=two.length();

result=one.substring(len);

System.out.println("len是从这里开始的"+result);

for(int i=len-1;i>=0;i--)

{

if(one.charAt(i)=='.')

{

jinwei[i]=true;

result="."+result;

continue;

}

int

sum=(int)(one.charAt(i)+two.charAt(i));

System.out.println(sum);

System.out.println("one的值是"+one.charAt(i)+"two的值是"+two.charAt(i)+"sum是"+sum);

System.out.println('2');

if(sum==98)

{

jinwei[i]=true;

if

((i+1)

temp="1"+result;

result=temp;

}

else {

temp="0"+result;

result=temp;

}

}

else if (sum==97)

{

if

((i+1)

temp="0"+result;

result=temp;

jinwei[i]=true;

}

else {

temp="1"+result;

result=temp;

jinwei[i]=false;

}

}

else if (sum==96) {

if(jinwei[i+1])

{

temp="1"+result;

result=temp;

}

else {

temp="0"+result;

result=temp;

}

jinwei[i]=false;

}

else {

}

if(i==0)

{

if(jinwei[0]&&jinwei[2]||!jinwei[0]&&!jinwei[2])

{

return result;

}

}

}

}

return "内存溢出";

}

public String DingJianFa(String one,String two) {

System.out.println("two is"+two);

if(two.charAt(0)=='0')

{

two="1"+two.substring(1);

}

else {

two="0"+two.substring(1);

}

return DingJiaJian(one, two);

}

/**

* 原码乘法运算

* @param one String

* @param two String

* @return String

*/

public String YuanCheng(String one,String two) {

String result;

String temp="";

//保留正负号

if(one.charAt(0)==two.charAt(0))

result="0.";

else {

result="1.";

}

String a=result;

result="0";

one=one.substring(2);

two=two.substring(2);

char first[]=one.toCharArray();

char second[]=two.toCharArray();

int len1=first.length;

int len2=second.length;

char aa[]=new char[100];

if(len1

{

aa=first;

first=second;

second=aa;

}

String meiHang[]=new String[second.length*second.length];

int len=first.length;

for(int i=0;i

{

for(int j=0;j

{

if(first[i]=='1'&&second[i]=='1')

{

temp="1"+temp;

}

else

{

temp="0"+temp;

}

}

for(int j=1;j<=i;j++)

temp=temp+"0";

meiHang[i]=temp;

temp="";

System.out.println("每行的数据："+meiHang[i]);

result=ErJiaFa(meiHang[i],result);

}

return a+result;

}

/******************二进制加法器************************/

public String ErJiaFa(String one,String two)

{

String result="";

int len=0;

String temp=null;

if(one.length()

{

temp=one;

one=two;

two=temp;

}

boolean jinwei[]=new boolean[one.length()+2];

int len1=one.length();

int len2=two.length();

for (int i = 0; i < len1-len2; i++)

{

two="0"+two;

}

for (int i = len1-1;i>=0; i--)

{

char a=one.charAt(i);

char b=two.charAt(i);

if((a=='1'&&b=='1'&&(jinwei[i+1]==true)))

{

result="1"+result;

jinwei[i]=true;

}

else

if((a=='1'&&b=='1'&&jinwei[i+1]==false))

{

result="0"+result;

jinwei[i]=true;

}

else

if((a=='0'&&b=='0'&&jinwei[i+1]==true))

{

result="1"+result;

}

else

if((a=='0'&&b=='0'&&jinwei[i+1]==false))

{

result="0"+result;

}

else

if(jinwei[i+1]==true&&(a=='1'&&b=='0'||a=='0'&&b==' 1'))

{

result="0"+result;

jinwei[i]=true;

}

else

if(jinwei[i+1]==false&&((a=='1'&&b=='0')||(a=='0'&&b =='1')))

{

result="1"+result;

jinwei[i]=false;

System.out.println("我错了"+result);

}

System.out.println("result

"+result);

}

if (jinwei[0])

{

result="1"+result;

}

return result;

}

}

FuDianShuUtil.java

package com.wyf.king.myapplication;

/**

* Created by King on 2016/1/20.

*/

public class FuDianShuUtil {

public String FuDianShuJia(String j1 ,String j2,String t1,String t2)

{

String result1=null,result2=null;

String s2_=t1;

char b1_[]=new char[s2_.length()-1];

s2_.getChars(0,2,b1_,0);

s2_.getChars(3,s2_.length(),b1_,2);

C.原_补(b1_);

String s2=new String(b1_);

String s4_=t2;

char b2_[]=new char[s4_.length()-1];

s4_.getChars(0,2,b2_,0);

s4_.getChars(3,s4_.length(),b2_,2);

C.原_补(b2_);

String s4=new String(b2_);

String s1=j1;

char a1[]=s1.toCharArray();

C.原_补(a1);

String s3=j2;

char a2[]=s3.toCharArray();

C.原_补(a2);

B.减(a1,a2,a1); //对阶

C.原_补(a1);

int p=C.二_十(new String(a1,2,3));

char b1[]=new char[p+s2.length()];

for(int i=0;i

char b2[]=new char[p+s4.length()];

for(int i=0;i

if(a1[0]=='0')

{

s1.getChars(0, s1.length(), a1, 0);

s2.getChars(0, s2.length(), b1, 0);

s4.getChars(0, s4.length(), b2, p);

}

else

{

s3.getChars(0, s3.length(), a1, 0);

s2.getChars(0, s2.length(), b1, p);

s4.getChars(0, s4.length(), b2, 0);

}

B.加(b1, b2, b1); //尾数相加

String s=new String(b1);

if(s.startsWith("01")||s.startsWith("10")) //右规

{

for(int i=b1.length-1;i>=1;i--) b1[i]=b1[i-1];

C.加一(a1);

}

else if(s.startsWith("00")) //左规

{

int t=s.indexOf("1")-2 ;

for(int i=0;i

for(int i=b1.length-t;i

String t_=Long.toBinaryString(t);

char a1_[]=new char[5];

for(int i=0;i<5;i++) a1_[i]='0';

t_.getChars(0,t_.length(),a1_,a1.length-t_.length());

B.减(a1, a1_, a1);

}

else if(s.startsWith("11"))

{

int t=s.indexOf("0")-2 ;

for(int i=0;i

for(int i=b1.length-t;i

String t_=Long.toBinaryString(t);

char a1_[]=new char[5];

for(int i=0;i<5;i++) a1_[i]='0';

t_.getChars(0,t_.length(),a1_,a1.length-t_.length());

B.减(a1, a1_, a1);

}

if(b1[b1.length-p]=='1') //舍入

{

String code=new String(b1,0,b1.length-p);

char c[]=code.toCharArray();

C.加一(c);

b1=c;

String code_=new String(b1);

if(code_.startsWith("01")||code_.startsWith("10")) //右规

{

for(int i=c.length-1;i>=1;i--) c[i]=c[i-1];

C.加一(a1);

}

}

if(a1[0]=='0'&&a1[1]=='1'||a1[0]=='1'&&a1[1]=='0')

{

return "结果溢出@结果溢出";

}

else

{

C.原_补(a1);

if(a1[0]=='0') { a1[0]=' '; a1[1]=(char)('+');}

else {a1[0]=' '; a1[0]=(char)('-');}

String code1=new String(a1);

// result1=code1;

C.原_补(b1);

if(b1[0]=='0') { b1[1]='0'; b1[0]=(char)('+');}

else {b1[1]='0'; b1[0]=(char)('-');}

StringBuffer code2_=new StringBuffer(new String(b1));

code2_.insert(2,".");

String code2=new String(code2_);

// result=code2;

return code1+"@"+code2;

}

}

public String FuDianShuJian(String j1 ,String j2,String t1,String t2)

{

String result=null;

String s2_=t1;

char b1_[]=new char[s2_.length()-1];

s2_.getChars(0,2,b1_,0);

s2_.getChars(3,s2_.length(),b1_,2);

C.原_补(b1_);

String s2=new String(b1_);

String s4_=t2;

char b2_[]=new char[s4_.length()-1];

s4_.getChars(0,2,b2_,0);

s4_.getChars(3,s4_.length(),b2_,2);

C.原_补(b2_);

String s4=new String(b2_);

String s1=j1;

char a1[]=s1.toCharArray();

C.原_补(a1);

String s3=j2;

char a2[]=s3.toCharArray();

C.原_补(a2);

B.减(a1,a2,a1); //对阶

C.原_补(a1);

int p=C.二_十(new String(a1,2,3));

char b1[]=new char[p+s2.length()];

for(int i=0;i

char b2[]=new char[p+s4.length()];

for(int i=0;i

if(a1[0]=='0')

{

s1.getChars(0, s1.length(), a1, 0);

s2.getChars(0, s2.length(), b1, 0);

s4.getChars(0, s4.length(), b2, p);

}

else

{

s3.getChars(0, s3.length(), a1, 0);

s2.getChars(0, s2.length(), b1, p);

s4.getChars(0, s4.length(), b2, 0);

}

B.减(b1, b2, b1); //尾数相

String s=new String(b1);

if(s.startsWith("01")||s.startsWith("10")) //右规

{

for(int i=b1.length-1;i>=1;i--) b1[i]=b1[i-1];

C.加一(a1);

}

else if(s.startsWith("000")) //左规

{

int t=s.indexOf("1")-2 ;

for(int i=0;i

for(int i=b1.length-t;i

String t_=Long.toBinaryString(t);

char a1_[]=new char[5];

for(int i=0;i<5;i++) a1_[i]='0';

t_.getChars(0,t_.length(),a1_,a1.length-t_.length());

B.减(a1, a1_, a1);

}

else if(s.startsWith("111"))

{

int t=s.indexOf("0")-2 ;

for(int i=0;i

for(int i=b1.length-t;i

String t_=Long.toBinaryString(t);

char a1_[]=new char[5];

for(int i=0;i<5;i++) a1_[i]='0';

t_.getChars(0,t_.length(),a1_,a1.length-t_.length());

B.减(a1, a1_, a1);

}

if(b1[b1.length-p]=='1') //舍入

{

String code=new String(b1,0,b1.length-p);

char c[]=code.toCharArray();

C.加一(c);

b1=c;

String code_=new String(b1);

if(code_.startsWith("01")||code_.startsWith("10")) //右规

{

for(int i=c.length-1;i>=1;i--) c[i]=c[i-1];

C.加一(a1);

}

}