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運算�
閱讀�18678時間�2010-12-27 11:01:08

  運算器(arithmetic unit)亦稱算�(shù)邏輯部件�ALU�,是計算機中�(zhí)行各種算�(shù)和邏輯運算操作的部件。運算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運算,與、或、非、異或等邏輯操作,以及移�、比較和傳送等操作。計算機運行�,運算器的操作和操作種類�控制�決定。運算器處理的數(shù)�(jù)來自存儲�;處理后的結(jié)果數(shù)�(jù)通常送回存儲�,或暫時寄存在運算器��

分類

  運算器的處理對象是數(shù)�(jù),所以數(shù)�(jù)長度和計算機�(shù)�(jù)表示方法,對運算器的性能影響極大�70年代微處理器常以1個�4��8個�16個二進制位作為處理數(shù)�(jù)的基本單�。大多數(shù)通用計算機則�16�32�64位作為運算器處理�(shù)�(jù)的長度�

  并行運算器是指能對一個數(shù)�(jù)的所有位同時進行處理的運算器�

  串行運算器是指如果一次只處理一位的運算��

  �/并行運算器是指有的運算器一次可處理幾位(通常�6�8位),一個完整的�(shù)�(jù)分成若干段進行計算�

  運算器往往只處理一種長度的�(shù)�(jù)。有的也能處理幾種不同長度的�(shù)�(jù),如半字長運�、雙倍字長運�、四倍字長運算等。有的數(shù)�(jù)長度可以在運算過程中指定,稱為變字長運算�

  按照�(shù)�(jù)的不同表示方�,可以有二進制運算器、十進制運算�、十六進制運算器、定點整�(shù)運算�、定點小�(shù)運算�、浮點數(shù)運算器等。按照數(shù)�(jù)的性質(zhì),有地址運算器和字符運算器等�

功能

  運算器的基本功能是完成對各種�(shù)�(jù)的加工處�,例如算�(shù)四則運算,與、或、求反等邏輯運算,算�(shù)和邏輯移位操�,比較數(shù)�,變更符�,計算主存地址等。運算器中的寄存器用于臨時保存參加運算的�(shù)�(jù)和運算的中間�(jié)果等。運算器中還要設(shè)置相�(yīng)的部�,用來記錄一次運算結(jié)果的特征情況,如是否溢出,結(jié)果的符號位,�(jié)果是否為零等�

運算器

部件

  運算器部件是計算機中進行�(shù)�(jù)加工的部�,其主要功能包括�

  1. �(zhí)行數(shù)值數(shù)�(jù)的算�(shù)加減乘除等運�,執(zhí)行邏輯數(shù)�(jù)的與或非等邏輯運�,由一個被稱為 ALU 的線路完��

  2. 暫時存放參加運算的數(shù)�(jù)和中間結(jié)果,由多個通用寄存器來承擔(dān)�

  3. 運算器通常也是�(shù)�(jù)傳輸?shù)耐?�

運算器

  符號�

  �(jié)果為�

  �(jié)果溢�

  進位輸出

運算器

  Am2901芯片是一�4位的位片�(jié)�(gòu)的運算器器件,其內(nèi)部組成講解如下:

  個組成部分是算邏運算部件ALU,能完成 3 種算�(shù)運算�5 種邏輯運算功��

  F3

  F=0000

  OVR

  Cn+4

  其輸出為 F,兩路輸入為 S、R,位進位Cn,四個狀�(tài)輸出信號如圖所��

四個狀態(tài)輸出信號

  第二個組成部分是通用寄存器組,由16個寄存器�(gòu)�,并通過A口與B口地址選擇被讀的寄存器,B口地址還用�

  指定寫入寄存�

指定寫入寄存器

通過B口地址、A口地址讀出的�(shù)�(jù)將送到B、A鎖存�,要寫入寄存器的�(shù)�(jù)由一個多路選擇器送來�

寄存器Q

  第三個組成部分是乘商寄存器Q,它能對自己的內(nèi)容完成左右移位功�,其輸出可以送往ALU,并可接收ALU的輸出結(jié)��

寄存器

  該芯片的第四個組成部分是五組多路選通門,包括如下內(nèi)容:

五組多路選通門

  一組二選一門,選擇把A口數(shù)�(jù)或ALU�(jié)果送出芯片,以給出輸出Y的數(shù)�(jù),Y輸出的有無還受輸出使� /OE信號的控制,僅當(dāng) /OE為低是才有Y輸出 �/OE為高,Y輸出為高阻態(tài)�

五組多路選通門

  一組三選一門和另一組二選一門用來選擇送向ALU� S、R輸入端的�(shù)�(jù)來源,包括Q寄存�、A�� B�、外部輸入D�(shù)�(jù)�8 種不同組��

  一組三選一門完成把ALU的輸�、或左移一位、或右移一位的值送往通用寄存器組�、位移位信號有雙向入/出問�

  一組三選一門完成Q寄存器的左移一�、或右移一�、或接收ALU輸出值的功能,、位移位信號有雙向入/出問��

通用寄存器

  必要完善�

通用寄存器

  單累加器變多累積器:兩個選通門均變?yōu)槎嗦�?還是�1到ALU處理接收門送每個累加器�

  支持寄存器移位功能:接收門�?yōu)槿x一,即分別接收本位/低位/高位送來的信息送累加器與外部部件的入出�(lián)�.

運算器

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