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運算器的處理對象是數(shù)據(jù),所以數(shù)據(jù)長度和計算機(jī)數(shù)據(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個、8個、16個二進(jìn)制位作為處理數(shù)據(jù)的基本單位。大多數(shù)通用計算機(jī)則以16、32、64位作為運算器處理數(shù)據(jù)的長度。
并行運算器是指能對一個數(shù)據(jù)的所有位同時進(jìn)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器。
串/并行運算器是指有的運算器一次可處理幾位(通常為6或8位),一個完整的數(shù)據(jù)分成若干段進(jìn)行計算。
運算器往往只處理一種長度的數(shù)據(jù)。有的也能處理幾種不同長度的數(shù)據(jù),如半字長運算、雙倍字長運算、四倍字長運算等。有的數(shù)據(jù)長度可以在運算過程中指定,稱為變字長運算。
按照數(shù)據(jù)的不同表示方法,可以有二進(jìn)制運算器、十進(jìn)制運算器、十六進(jìn)制運算器、定點整數(shù)運算器、定點小數(shù)運算器、浮點數(shù)運算器等。按照數(shù)據(jù)的性質(zhì),有地址運算器和字符運算器等。
運算器部件是計算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)加工的部件,其主要功能包括:
1. 執(zhí)行數(shù)值數(shù)據(jù)的算術(shù)加減乘除等運算,執(zhí)行邏輯數(shù)據(jù)的與或非等邏輯運算,由一個被稱為 ALU 的線路完成。
2. 暫時存放參加運算的數(shù)據(jù)和中間結(jié)果,由多個通用寄存器來承擔(dān)。
3. 運算器通常也是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?。
符號位
結(jié)果為零
結(jié)果溢出
進(jìn)位輸出
Am2901芯片是一個4位的位片結(jié)構(gòu)的運算器器件,其內(nèi)部組成講解如下:
第一個組成部分是算邏運算部件ALU,能完成 3 種算術(shù)運算和5 種邏輯運算功能。
F3
F=0000
OVR
Cn+4
其輸出為 F,兩路輸入為 S、R,最低位進(jìn)位Cn,四個狀態(tài)輸出信號如圖所示。
第二個組成部分是通用寄存器組,由16個寄存器構(gòu)成,并通過A口與B口地址選擇被讀的寄存器,B口地址還用于
指定寫入寄存器
通過B口地址、A口地址讀出的數(shù)據(jù)將送到B、A鎖存器,要寫入寄存器的數(shù)據(jù)由一個多路選擇器送來。
第三個組成部分是乘商寄存器Q,它能對自己的內(nèi)容完成左右移位功能,其輸出可以送往ALU,并可接收ALU的輸出結(jié)果。
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:
一組二選一門,選擇把A口數(shù)據(jù)或ALU結(jié)果送出芯片,以給出輸出Y的數(shù)據(jù),Y輸出的有無還受輸出使能 /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)。
一組三選一門和另一組二選一門用來選擇送向ALU的 S、R輸入端的數(shù)據(jù)來源,包括Q寄存器、A口、 B口、外部輸入D數(shù)據(jù)的8 種不同組合。
一組三選一門完成把ALU的輸出、或左移一位、或右移一位的值送往通用寄存器組,最高、最低位移位信號有雙向入/出問題
一組三選一門完成Q寄存器的左移一位、或右移一位、或接收ALU輸出值的功能,最高、最低位移位信號有雙向入/出問題。
必要完善:
單累加器變多累積器:兩個選通門均變?yōu)槎嗦匪?還是送1到ALU處理接收門送每個累加器。
支持寄存器移位功能:接收門變?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聯(lián)系.