溢出判断的三种方法
《微机原理溢出判断》课件
溢出是计算机中常见的问题，本课件将介绍溢出的概述、影响、类型以及判 断方法，并给出实例和应对措施。
溢出概述
溢出是指计算结果超出数据类型所能表示的范围，会导致错误的输出或不确 定的行为。了解溢出的概述对正确的程序设计至关重要。
溢出类型
有符号数溢出
当有符号数超出数据类型支持的范围时，会发 生有符号数溢出，导致结果不正确。
3 注重数据类型及异常
处理
正确选择数据类型和合理 使用异常处理机制是解决 溢出问题的重要方法。
通过观察相邻符号位以及结果的绝对值，
无符号数减法溢出判断
2
可以判断有符号数加法是否发生溢出。
通过比较结果与原始值以及最大的无符 号数，可以判断无符号数减法是否发生
溢出。
溢出应对措施
检查数字范围
在程序设计中，应检查数字的范围，并避免超出数据类型的表示范围。
适当使用数据类型
选择适当的数据类型，以确保能够表示数溢出
无符号数溢出发生在无符号数超过其数据类型 所能表示的最大值时，结果会从最大值循环回 到最小值。
溢出判断方法
有符号数溢出
1. 相邻符号位相同但与结果符号位不同 2. 结果绝对值大于符号位表示的最大值
无符号数溢出
1. 结果小于原始值 2. 结果大于最大的无符号数
溢出判断实例
1
有符号数加法溢出判断
使用异常处理机制
在处理计算过程中可能产生的溢出时，合理使用异常处理机制来避免程序终止或出错。
总结
1 概述溢出的影响
溢出会导致错误的结果输 出或不确定的行为，对于 准确的程序设计来说，了 解其影响至关重要。
2 列举判断方法、实例
和应对措施
符号位判溢方法
符号位判溢方法符号位判溢方法是一种用于判断一个数是否发生了溢出的技术。
在计算机中，符号位是用来表示一个数的正负的位。
一般来说，符号位为1表示负数，符号位为0表示正数。
以下是关于符号位判溢方法的50条详细描述：1. 符号位判溢方法是一种使用计算机中数字的二进制表示来判断一个数字是否溢出的方法。
2. 对于有符号整数，最高位是符号位，对于无符号整数，最高位是数值位。
3. 当一个有符号整数发生溢出时，其最高位将不再表示它的符号，而是成为一个溢出标记。
4. 正数的最高位为0，负数的最高位为1。
5. 当一个正数发生溢出时，最高位将变成1，变为负数。
6. 当一个负数发生溢出时，最高位将变成0，变为正数。
7. 符号位判溢方法适用于加法、减法、乘法和除法等运算。
8. 对于加法，如果两个正数相加结果为负数，或者两个负数相加结果为正数，则发生了溢出。
9. 对于减法，如果被减数为正数，减数为负数，且结果为负数，则发生了溢出。
10. 对于乘法，如果两个正数相乘结果为负数，或者两个负数相乘结果为正数，则发生了溢出。
11. 对于除法，如果被除数为正数，除数为负数，且结果为负数，则发生了溢出。
12. 对于除法，如果被除数为负数，除数为正数，且结果为正数，则发生了溢出。
13. 对于位移操作，如果位移操作符左边的数为正数，且右操作数大于31（32位整数）或63（64位整数），则发生了溢出。
14. 符号位判溢方法还可以应用于递增和递减操作。
15. 对于递增操作，如果一个正数经过递增后变为负数，则发生了溢出。
16. 对于递增操作，如果一个负数经过递增后变为正数，则发生了溢出。
17. 对于递减操作，如果一个正数经过递减后变为负数，则发生了溢出。
18. 对于递减操作，如果一个负数经过递减后变为正数，则发生了溢出。
19. 符号位判溢方法可以在编程语言中使用条件语句来实现。
20. 在符号位判溢方法中，可以使用按位与运算符（&）来获取最高位的符号位。
内存溢出的三种情况及系统配置解决方案
内存溢出的三种情况及系统配置解决方案内存溢出是指程序在运行过程中申请的内存超过了系统所分配的内存空间，导致程序崩溃或出现异常。
内存溢出通常是由于程序设计或系统配置问题引起的。
以下是三种常见的内存溢出情况及相应的系统配置解决方案。
1.单个进程占用内存过大：当一些进程在运行过程中占用的内存超过系统分配的限制时，就会导致内存溢出。
这种情况通常发生在大型应用程序或者后台服务运行时。
解决方案：-增加物理内存：在服务器或计算机中增加物理内存，以满足进程运行所需的内存空间。
-调整虚拟内存：将物理内存和虚拟内存结合使用，允许操作系统使用虚拟内存作为物理内存的扩展，从而提供更大的内存容量。
-优化应用程序：通过优化程序代码、降低内存使用、合理管理资源等方法，减少进程对内存的占用。
2.长时间运行的应用程序产生泄露：有些应用程序在长时间运行后会产生内存泄露的问题，即分配并使用内存后没有将其释放，导致内存占用逐渐增加，最终导致内存溢出。
解决方案：-使用垃圾回收机制：在一些支持垃圾回收的编程语言中，通过垃圾回收机制可以自动释放未使用的内存。
开发人员可以使用这些机制来解决内存泄露问题。
-引入内存监控工具：使用内存监控工具来检测应用程序中的内存泄露，定位并解决导致内存泄露的代码问题。
-定期重启应用程序：定期重启应用程序可以清理内存，防止内存泄露导致内存溢出。
3.大规模并发请求导致内存压力增加：在高并发的情况下，当系统同时处理大量的请求时，每个请求所占用的内存可能累积增加，导致整体内存压力增加，最终出现内存溢出。
解决方案：-加大系统负载均衡能力：通过增加负载均衡器、引入缓存机制等方式，将请求分散到多台服务器上，减少单台服务器的内存压力。
-优化数据库访问：对于一些频繁读写数据库的操作，可以通过合理的数据库设计、使用索引、缓存查询结果等方法，减少对数据库的访问，降低内存压力。
-调整服务器配置：合理设置服务器的最大并发连接数、线程池大小等参数，根据实际需求分配内存资源。
溢出判断
[2009-07-21 08:10]补码运算时的溢出判断当两个以补码表示的负数相加时，会遇到两个问题。
第一是两个负数的符号位相加，1+1后，本位为零，似乎负数相加变成了正数；其二是两个负数的数值部分之和，如果不向符号位进位，是不是就说明运算结果没有溢出？但不进位最终将导致两个负数相加成了正数，显然是错误的，这该怎么解释？如果两个以补码表示的负数的数值部分之和向符号位进位，会使运算结果依然为负数，那么这个运算结果是正确的吗？下面我们分析一下这个问题：①只有真正意义上的相加才可能溢出，比如：正+正，负+负，正-负，负-正纯粹的减法是不可能溢出的，这一点仅需常识即可作出判断，所以遇到不是真正意义上的加法运算（当然，包括乘法和左移等）要你判断是否有溢出，直接就可以回答：OF=0；②两正数之和的数值部分向符号位进位，显然是运算结果超过了指定位数的带符号数的表示范围，这就是典型的溢出；③两负数之和的溢出判断是我们讨论的重点。
我们先考察一下负数原码和补码数值部分之间的关系：以8位补码为例，负数原码和补码数值部分之和始终等于128（见上图）。
由于这种关系，当原码数值大时对应的补码数值就小，反之也一样。
所以，当两补码表示的负数的数值部分之和没有向符号位进位，说明两负数的原码之和必然向符号位进位，即发生溢出；反之，当两补码表示的负数的数值部分之和向符号位进位，那么对应两负数原码的数值之和就不可能向符号位进位，即运算结果没有溢出；并且在这种情形下补码之和的数值部分向符号位的进位，修正了两负数符号位相加本位为零的问题，使得两负数之和依然是个负数。
下面看两个负数补码相加溢出判断的实例：例一：085h + 9ch= 10000101b + 10011100b两数相加，数值部分不会向符号位进位，这是不是就说明没有溢出呢？但由于计算结果为正，显然不对。
我们还是看看两个数的原码之和再说：10000101b的原码= 11111011b(-123)10011100b的原码= 11100100b(-100)显然，原码之和的数值部分将向符号位进位，显然是溢出无疑。
8086 汇编 溢出 处理
8086 汇编溢出处理8086汇编语言是一种早期的微处理器指令集，用于编写和运行在Intel 8086微处理器上的程序。
在编写汇编程序时，需要特别注意处理溢出的情况。
本文将讨论在8086汇编中如何处理溢出。
溢出是指计算结果超出了所能表示的范围。
在8086汇编中，溢出通常发生在有符号数的加法和减法运算中。
当两个带符号的数相加或相减，结果超过了可用的位数时，就会发生溢出。
溢出会导致程序产生错误的结果，因此必须进行适当的处理。
8086汇编提供了一些指令和标志位来处理溢出。
其中最常用的是OF （Overflow）标志位。
当发生溢出时，OF标志位会被置位为1，否则为0。
通过检查OF标志位，程序可以判断是否发生了溢出，并采取相应的措施。
处理溢出的方法有很多种，下面将介绍几种常见的处理方式。
第一种处理溢出的方法是使用条件跳转指令。
通过检查OF标志位，程序可以根据溢出的情况来决定是否跳转到某个标号处执行相应的代码。
例如，可以使用JO（Jump if Overflow）指令来实现溢出时跳转的功能。
如果OF标志位为1，则执行跳转操作，否则继续执行下一条指令。
第二种处理溢出的方法是使用辅助标志位。
除了OF标志位之外，8086汇编还提供了其他一些辅助标志位，如CF（Carry Flag）和SF（Sign Flag）。
这些标志位可以用于判断和处理溢出。
例如，可以通过检查CF标志位来判断是否发生了无符号数的溢出，通过检查SF标志位来判断是否发生了有符号数的溢出。
第三种处理溢出的方法是使用附加指令。
8086汇编提供了一些附加指令，如AAA（ASCII Adjust after Addition）和DAA（Decimal Adjust after Addition），用于在发生溢出时对结果进行调整。
这些指令可以将溢出的部分加到结果中，以保证结果的正确性。
除了上述方法之外，还可以使用其他一些技巧和技术来处理溢出。
例如，可以通过扩展位数或改变数据类型来避免溢出的发生。
第2章微机原理溢出判断
MOV AL,-66
ADD AL,-51 ;(AL)=?
• CODE ENDS
• END START
现在学习的是第6页，共38页
2. 补码减法 补码减法的运算规则为：
[ x ] 补 [ y ] 补 [ x ] 补 [ y ] 补 [ x y ] 补 (2.2.6)
② 若为带符号数补码，由于=1，结果溢出；这里也可通过参加运 算的两个数的符号及运算结果的符号进行判断，由于两操作数均为正 数，而结果却为负数，因而结果溢出；+68和+72两数补码之和应为
+140的补码，而8位带符号数补码所能表达的数值范围为−128+127，
结果超出该范围，因此结果是错误的。
现在学习的是第16页，共38页
解
01000100 +)01001000
10001100
无符号数
68 +)72 140
带符号数
[+68]补 +) [+72]补
[+140]补
DF=1 CF=0
现在学习的是第15页，共38页
① 若为无符号数，由于CF=0，说明结果未超出8位无符号数所能 表达的数值范围(0255)，计算结果10001100B为无符号数，其真值 为140，计算结果正确。
例2.14 设有两个操作数x=11101110B，y=11001000B，将这两个操作数
送运算器做加法运算，试问：① 若为无符号数，计算结果是否正确？② 若为 带符号补码数，计算结果是否溢出？
解
自动丢失
11101110 +)11001000 1 10110110
判断数据是否有溢出（OV）
判断数据是否有溢出（OV）CY位是累加器的进位、借位标志。
下⽂的叙述按16位机来举例说明，如果是8位机或其它字长，则可换⼀个例⼦，但道理相似。
对于⽆符号数的运算，CY位就可以表⽰其是否溢出。
但如果是有符号数，则不能按CY标志来判断了。
为此，设了另⼀个标志OV，其含义就是“假如是有符号数运算，是否出现了溢出”。
例如对于16位运算器，65534 + 3，（即⼆进制的1111111111111110 + 0000000000000011），本该得65537，（即⼆进制的10000000000000001），但因为寄存器只有16位，最⾼位的那个1丢掉了（进⼊了CY标志）。
结果寄存器中只剩下了1，（即⼆进制的0000000000000001）。
此时，我们可以说，16位的⽆符号数加法，65534+3溢出了，溢出后的答案成了1。
但是对于有符号整数，情况就不同了。
有符号整数采⽤补码表⽰法。
16位有符号整数不可能表⽰65534，此时如果机内⼆进制是1111111111111110，程序中认为它是-2，故：机内的⼆进制的1111111111111110 + 0000000000000011，代表的是(-2) + 3。
请注意，此时的(-2)+3和上⽂的⽆符号数65534+3，在CPU的运算器硬件上完全相同，都是得到和为1，⽽CY标志也为1。
但是，有符号数(-2)+3=1并⽆溢出。
故此时的CY标志不能代表它溢出了。
另外再举⼀例：⽆符号数32763 + 8 = 32771，没有进位，CY标志为0。
此时并不溢出。
但是，如果是有符号数32763 + 8，这就是溢出了，因为32773的⼆进制为1000000000000011，作为有符号数会被看成负数-32765。
16位有符号数不可能表⽰32773的。
不管是有符号数还是⽆符号数，CPU的⼆进制运算器机器加、减操作是⼀样的，但其“溢出”的条件不同。
现在⼤多数的计算机中，如果是⽆符号数，都可以⽤CY标志来判断其是否溢出；⽽如果是有符号数，则需要⽤OV标志来判断其是否溢出。
溢出判断的三种方法
• 10、你要做多大的事情，就该承受多大的压力。12/12/
2020 3:22:47 PM15:22:472020/12/12
• 11、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。12/12/
谢 谢 大 家 2020 3:22 PM12/12/2020 3:22 PM20.12.1220.12.12
• 12、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。12-Dec-2012 December 202020.12.12
•
2、阅读一切好书如同和过去最杰出的 人谈话 。15:2 2:4715: 22:4715 :2212/ 12/2020 3:22:47 PM
•
3、越是没有本领的就越加自命不凡。 20.12.1 215:22: 4715:2 2Dec-20 12-Dec-20
•
4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的 错儿。 15:22:4 715:22: 4715:2 2Saturday, December 12, 2020
3/6
3
★ 方法二
溢出条件＝C f C
● C与Cf不相同，则溢出。
4/6
4
★ 方法三（常用）
溢出条件＝ fS1 fS 2 fS1 fS 2 fS1 fS 2
● 采用双符号位fS1fS2。正数为00，负数为11。 ● 当结果的两个符号位fS1和fS2不相同时，为溢出。
5/6
5
★ “变形补码”(双符号位是模4补码) ～采用多符号位的补码。
补码加减法运算——溢出判断的三种方法
溢出：运算结果超出机器数所能表示的范围。
★ 两个异号数相加或两个同号数相减，不会溢出。 ★ 两个同号数相
1
① 11+7=18 01011
+ 00111 10010
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
溢出：运算结果超出机器数所能表示的范围。 溢出：运算结果超出机器数所能表示的范围。
两个异号数相加或两个同号数相减，不会溢出。 ★ 两个异号数相加或两个同号数相减，不会溢出。 两个同号数相加或两个异号数相减，有可能溢出。 ★ 两个同号数相加或两个异号数相减，有可能溢出。
6/6 6
2/6 2
★ 方法一
溢出条件＝
●ห้องสมุดไป่ตู้
fA fB fS + fA fB fS
●
正＋正
负
负＋负
正
3/6
3
★ 方法二
溢出条件＝ C f ⊕ C
●
C与Cf不相同，则溢出。 与 不相同，则溢出。
4/6
4
方法三（常用） ★ 方法三（常用）
溢出条件＝ f S 1 f S 2 + f S 1 f S 2 = f S 1 ⊕ f S 2
1/6
1
① 11+7=18 01011 + 00111 10010
正溢（上溢） 正溢（上溢）
② -11-7=-18 10101 + 11001 1 01110
负溢（下溢） 负溢（下溢）
③ 9+3=12 01001 + 00011 01100
无溢出
操作数A的符号位 ★ 设：fA：操作数 的符号位 fB：操作数 的符号位 操作数B的符号位 fS：结果S的符号位 结果 的符号位 Cf： fA、fB参与运算所产生的进位
●
采用双符号位f 正数为00，负数为11。 采用双符号位 S1fS2。正数为 ，负数为 。 当结果的两个符号位f 不相同时，为溢出。 当结果的两个符号位 S1和fS2不相同时，为溢出。
●
5/6
5
变形补码” 双符号位是模4补码) ★ “变形补码”(双符号位是模4补码) 变形补码 采用多符号位的补码。 ～采用多符号位的补码。 运算结果的双符号位可能是： ★ 运算结果的双符号位可能是： 00：结果为正， 00：结果为正，无溢出 01：正溢（大于机器所能表示的最大正数） 01：正溢（大于机器所能表示的最大正数） 10：负溢（小于机器所能表示的最小负数） 10：负溢（小于机器所能表示的最小负数） 11：结果为负， 11：结果为负，无溢出