资源描述
,系,统,总,线,存储器,运算器,控制器,接口与通信,输入,/,输出设备,计算机组成原理,第六章 计算机的运算方法,6,、定点运算器的基本结构,6.1,、单总线结构的运算器,6.2,、双总线结构的运算器,6.3,、三总线结构的运算器,第六章 计算机的运算方法,定点运算器,是数据的加工处理部件，,是,CPU,的重要组成部分。,包括：,ALU,算术,/,逻辑单元 ，,阵列乘法器、,阵列除法器、,移位电路、,寄存器组、,选择电路、,数据总线（内部总线），,等逻辑电路构成。,6,、定点运算器的基本结构,移位门,ALU,选择门,A,选择门,B,通用,寄存器组,数据总线,数据总线,运算器结构框图,定点运算器框图,A,，,B,，,C,寄存器的作用,运算,A,B,C,加法,被加数,运算结果,加数,无用,减法,被减数,运算结果,减数,无用,乘法,部分积,乘积高位,被乘数,乘数，乘积低位,除法,被除数,余数,除数,商,6,、定点运算器的基本结构,运算器的设计,主要是围绕,ALU,和,寄存器,之间，怎样通过,数据总线,传送,操作数,和,运算结果,。,在决定设计方案时，需要考虑数据传送的方便性和操作速度，,在微型机和单片机中还要考虑在硅片上制作总线的工艺。,运算器,大体有,单总线,、,双总线,、,三总线,三种结构形式。,根据总线所在位置，,总线,分为,内部总线,和,外部总线,两类。,内部总线是,CPU,芯片内,各部件之间的连线。（,本章是讲内部总线,）,外部总线即系统总线，,即,CPU,与,存储器,、,I/O,系统,之间的连线。,6,、定点运算器的基本结构,6,、定点运算器的基本结构,6.1,、单总线结构的运算器,6.2,、双总线结构的运算器,6.3,、三总线结构的运算器,第六章 计算机的运算方法,CPU,内部所有部件都接到同一总线上。,数据可以在任何两个寄存器之间，或任一个寄存器和,ALU,之间传送。,如果有阵列乘法器或除法器，它们所处的位置与,ALU,相当。,同一时刻，只能有一个操作数放在总线上，,不能同时传送两个数据,。,结构特点：,操作速度较慢，控制电路比较简单。,6.1,单总线结构的运算器,6,、定点运算器的基本结构,6.1,、单总线结构的运算器,6.2,、双总线结构的运算器,6.3,、三总线结构的运算器,第六章 计算机的运算方法,这种结构有两条总线：总线,1,、总线,2,。,两个操作数可以同时送到,ALU,中进行运算，只需一次操作控制，而把运算结果送到缓冲器，缓冲器的数据可以送到任意一条总线上，两条总线的数据通过通用寄存器组来存储。,优点：,速度比单总线结构快。,6.2,双总线结构的运算器,6,、定点运算器的基本结构,6.1,、单总线结构的运算器,6.2,、双总线结构的运算器,6.3,、三总线结构的运算器,第六章 计算机的运算方法,有三条总线：,两端接,ALU,的输入：,输入总线,1,，输入总线,2,一端接,ALU,的输出：,输出总线,3,这样一步就可以控制两个数的运算，速度可以大大提高，,通过通用寄存器把总线,3,的数据送到总线,1,与总线,2,。,6.3,双总线结构的运算器,1,、 数据的表示方式,1.1,、符号的处理（,正数、负数,）,1.2,、数值的处理（,数制转换,）,1.3,、小数点的处理（,定点、浮点,）,1.4,、原码的表示方法,1.5,、反码的表示方法,1.6,、,补码的表示方法（重点研究）,1.7,、移码的表示方法,1.8,、字符、汉字的表示方法（,ASCII,码、内码,）,1.9,、校验码（,奇偶校验、海明威校验、,CRC,校验,）,机器数的,表示方法,实际数的,表示方法,研究在机器中怎样用二进制表示十进制数,研究哪种机器数的表示方法更利简化运算,Review:,第六章 计算机的运算方法,2,、定点加、减法运算与实现,2.1,、补码定点加、减运算（,减法通过加法来实现,）,2.2,、溢出概念与检测方法（,数值超出了表示范围,）,2.3,、补码定点加法器,3,、定点乘法运算,3.1,、原码一位乘法（,符号位单独处理,）,3.2,、补码一位乘法（,矫正法、,比较法,（布斯,Booth,）,）,3.3,、补码两位乘法,3.4,、阵列乘法器,（,并行计算结果,）,4,、定点除法运算,4.1,、原码一位除法（,恢复余数法、加减交替法,）,4.2,、补码一位除法,4.3,、阵列除法器（,并行计算结果,）,Review:,第六章 计算机的运算方法,5,、浮点四则运算（引入移码）,5.1,、浮点加减运算,阶码对齐,（,对大阶,=,对齐小数点,）、,尾数加减,（,定点小数加减,）、,尾数规格化（,尾数右规或左规,）、,尾数舍入（,尾数按机器字长,0,舍,1,入,）、,阶码判溢出（,阶码符号判运算结果是否溢出,）,5.2,、浮点乘除运算,阶码加减、尾数乘除,、,尾数规格化、尾数舍入、阶码判溢出,Review:,第六章 计算机的运算方法,
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