在ALU中區分有符號和無符號整數的最佳方法是什麼？

我正在開發自己的虛擬4位ALU。我想創建計算器（+， - ，*，/，％，只有整數，也許更多位）。我的目標是徹底理解它，而不是建立一個有效的設備。在ALU中區分有符號和無符號整數的最佳方法是什麼？

目前我已經實現4個功能：

添加。
添加一個。
正向負向。
減法。

在所有函數中，結果的第5位被忽略。我想告訴ALU結果是否應該簽署。什麼是最好的方式來做到這一點？

我的想法：

使用3個功能（第1，第2和第3與無符號整數結果）。
使用一個更多的輸入字節（告訴是否忽略第五位）。

哪一個更好？你知道更好的方法嗎？

來源

2013-07-11 Mark Miller

如果僅使用加法或減法，則不需要添加更多的函數。

在簽名的情況下解釋不同的數字是很常見的。通常情況下，最高位用於確定數字是否爲負數。在您的ALU中，您可以使用0到15（無符號）或-8到7（有符號）的數字，但這取決於您如何解釋它們。加法或減法的邏輯是相同的而不是必需的。

例如：

0111 (7) 
+0001 (1) 
===== 
    1000 (8)

或

1110 (-2) 
+0010 (2) 
===== 
    0000 (0)

正如你可以看到除了適用於正數爲負同樣的方式。此時未使用的第5位可用作下一個加法的進位（用於添加更高位數的數字）。

來源

2013-07-11 17:49:21 Feyd

在寄存器中，值只是一組位。

一種選擇是您的運營商假設操作數具有特定的格式。例如：
- ADD可以假設signed big-endian
- UADD可以假設unsigned little-endian

另一個辦法是在一個寄存器中設置的位來表示該ALU以簽名方式或無符號的方式操作。

也可以注意到，對於加法和減法，ALU知道值是否有符號並不重要。

Binary : Signed Meaning : Unsigned Meaning 
---------------------------------------------------- 
    1111  : -1    : 15 
    0111  : 7    : 7 
1111 - 0111 : -1 - 7   : 15 - 7 
    1000  : -8    : 8

對於加法或減法，知道值是否被簽名是不需要的。

你只需要決定如何處理溢出。
- 1111 + 0111 = 10110
- 在一個4位ALU中，該值爲0110，但溢出

來源

2013-07-11 17:51:56 MatBailie

在ALU中區分有符號和無符號整數的最佳方法是什麼？

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