和“移位”操作實(shí)現(xiàn)以一個(gè)或多個(gè)alu或加法器為核(已修改)
2025-10-10 11:37 本頁(yè)面
【正文】 綜合考慮各類(lèi)定點(diǎn)運(yùn)算算法后 ， 發(fā)現(xiàn)： 所有運(yùn)算都可通過(guò) “ 加 ” 和 “ 移位 ”操作實(shí)現(xiàn) 以一個(gè)或多個(gè) ALU（ 或加法器 ） 為核心 ， 加上移位器和存放中間臨時(shí)結(jié)果的若干寄存器 ， 在相應(yīng)控制邏輯的控制下 ， 可以實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算 。 運(yùn)算部件通常指 ALU、 移位器 、 寄存器組 ， 加上用于數(shù)據(jù)選擇的多路選擇器和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的總線(xiàn)等構(gòu)成的一個(gè)運(yùn)算數(shù)據(jù)通路 。 可用專(zhuān)門(mén)運(yùn)算器芯片實(shí)現(xiàn) （ 如： 4位運(yùn)算器芯片 AM2901） 可用若干芯片級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn) （ 如 4個(gè) AM2901構(gòu)成 16位運(yùn)算器 ） 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)把運(yùn)算數(shù)據(jù)通路和控制器都做在 CPU中 ， 為實(shí)現(xiàn)高級(jí)流水線(xiàn) ， CPU中有多個(gè)運(yùn)算部件 ， 通常稱(chēng)為 “ 功能部件 ” 或 “ 執(zhí)行部件 ” 。 定點(diǎn)運(yùn)算器的組成 一、運(yùn)算器的基本組成 ALU 標(biāo)志寄存器 移位邏輯 鎖存器 A 鎖存器 B 寄存器組 內(nèi) 部 總 線(xiàn) 通用寄存器組 寄存器是計(jì)算機(jī)中存取速度最快的存儲(chǔ)器件 暫存參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)和中間結(jié)果 可以被匯編程序直接訪問(wèn)和使用 能夠左右移位的乘商寄存器 標(biāo)志寄存器（ PSW） 用于保存 ALU運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)信息。 S 符號(hào)標(biāo)志位： S為 1時(shí)表示運(yùn)算結(jié)果為負(fù)； V 溢出標(biāo)志位： V為 1時(shí)表示運(yùn)算結(jié)果溢出； Z 零標(biāo)志位： Z為 1時(shí)表示運(yùn)算結(jié)果零； C 進(jìn)位標(biāo)志位： C為 1時(shí)表示運(yùn)算結(jié)果有進(jìn)位。 移位及數(shù)據(jù)選擇器 對(duì)參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)，執(zhí)行某種運(yùn)算以及將運(yùn)算結(jié)果送往何處進(jìn)行控制。 數(shù)據(jù)的傳送通路 以總線(xiàn)結(jié)構(gòu)為主的數(shù)據(jù)通路 單總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算器 雙總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算器 三總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算器 二、定點(diǎn)運(yùn)算器舉例 THUnion教學(xué)計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)介 字長(zhǎng) 16位，用 4片四位的 位片結(jié)構(gòu) 運(yùn)算器芯片 Am2901組成。 位片結(jié)構(gòu) ：將位數(shù)較少、功能完整、獨(dú)立封裝的大規(guī)模集成電路經(jīng)多片拼接構(gòu)成較長(zhǎng)位數(shù)的運(yùn)算器。 二選一 B 16個(gè) A 通用寄存器 三選一 二選一 三選一 三選一 A L U S R B鎖存器 A鎖存器 乘商寄存器 Q Cn /OE Q3 Q0 RAM0 RAM3 F 輸出 Y F3 F=0000 OVR Cn+4 輸入 D A口地址 B口地址 4位的 Am2901 內(nèi)部組成與功能 組成 1）算邏運(yùn)算部件 2） 16個(gè)寄存器 3）乘商寄存器 Q 4） 5組多路選擇器 功能 8 種運(yùn)算功能 8 種數(shù)據(jù)組合 8 種結(jié)果處理 A L U S R Cn F F3 OVR F=0000 Cn+4 第一個(gè)組成部分 是算邏運(yùn)算部件 ALU，完成 3種算術(shù)運(yùn)算 和 5種邏輯運(yùn)算，共 8種運(yùn)算功能。 R+S S?R R?S R∨ S 或 R?S 與 R?S R?S 異或 R?S 8種運(yùn)算功能 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0
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