计算机组成原理(2)

运算器和运算方法
　　如何以加法器为基础,实现各种运算处理

　　解决思路:
　　　　复杂运算->四则运算->加法运算
　　解决方法:
　　　　在加法器的基础上,增加移位传送功能,并选择输入控制条件

　　运算器组织
　　　　寄存器组
　　　　　　独立结构(有独立的输入,输出)
　　　　　　小型存储器结构
　　　　　　　　单口:只有一个地址输入端,一个数据端口
　　　　　　　　双口:两个地址输入端,两个数据端口
　　　　独立R,双口RAM用多路选择器作为ALU的输入逻辑
　　　　单口RAM用锁存器作为ALU的输入逻辑

　　带多路选择器的运算器
　　　　R(寄存器)各自独立
　　　　可同时向ALU提供两个操作数;
　　　　采用单向内总线

　　带输入锁存器的运算器
　　　　单口RAM不能同时向ALU提供两个操作数
　　　　用锁存器暂存操作数
　　　　采用双向内总线

　　位片式运算器
　　　　用双口作通用寄存器组,可同时提供数据
　　　　用多路选择器存操作数
　　　　ALU增加乘除功能,用乘商寄存器放乘数,乘积或商

　　定点加减运算
　　　　补码加减法
　　　　　　数据用补码表示,符号位参加运算
　　　　基本关系式
　　　　　　(x+y)补 = x补 + y补
　　　　　　　　操作码为加时,两数直接相加
　　　　　　(x-y)补 = x补 + (-y)补
　　　　　　　　当操作码为减时,将减转换为加
　　　　　　　　y补转为(-y)补(讲y补变补):不管y补 为正或负,将其符号连同尾数一起各位变反,末尾加一
　　　　注意:某数的补码表示与某数变补的区别
　　　　　　补码表示 : 符号位不变,复数的尾数要改变,正数尾数不变
　　　　　　变补:符号位改变,尾数改变(尾数指符号位后面的所有) 补码的机器负数

　　　　算法流程操作数用补码便是,符号位参加运算 ADD既x补+y补 SUB既x补+(-y)补 结果为补码表示,符号位指示结果正负

　　逻辑实现
　　　　控制信号
　　　　　　加法器输入端 将两个数送入ALU算数逻辑运算部件
　　　　　　加法器输入端 讲运算结果送入输入端

　　溢出判断
　　　　硬件判断逻辑一
　　　　　　两个数据的符号与结果的符号不一致
　　　　硬件判断逻辑二
　　　　　　尾数最高位 符号位与尾数最高位的进位不一致
　　　　硬件判断逻辑三
　　　　　　双符号位不一致

　　移位操作
　　　　移位类型
　　　　　　逻辑移位:数码的位置变化,数值不变
　　　　　　算数移位:数码位置变化,数值变化,符号位不变

　　正数补码移位规则
　　　　单符号位 00111 01110 00111 00011
　　　　双符号位 000111 001110 011100 001110 000111
　　　　移位规则
　　　　　　数位不变(单:符号位不变; 双:第一符号位不变)
　　　　　　空位补0(右移时第二符号位移至尾声最高位)

　　负数补码移位规则
　　　　单符号位 11011 10110 11011 11101
　　　　双符号位 110110 101100 110110 111011
　　　　移位规则
　　　　　　数符不变(单:符号位不变;双:第一符号位不变)
　　　　　　左移空位补0
　　　　　　右移空位补1(第二符号位移到尾数最高位)