運算器的基本功能是完成對各種數(shù)據(jù)的加工處理，例如算術(shù)四則運算，與、或、求反等邏輯運算，算術(shù)和邏輯移位操作，比較數(shù)值，變更符號，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數(shù)據(jù)和運算的中間結(jié)果等。運算器中還要設(shè)置相應(yīng)的部件，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，結(jié)果是否為零等。
計算機所采用的運算器類型很多，從不同的角度分析，就有不同的分類方法。從小數(shù)點的表示形式可分為定點運算器和浮點運算器。定點運算器只能做定點數(shù)運算，特點是機器數(shù)所表示的范圍較小，但結(jié)構(gòu)較簡單。浮點運算器功能較強，既能對浮點數(shù)，又能對定點數(shù)進行運算，其數(shù)的表示范圍很大，但結(jié)構(gòu)相當復(fù)雜。從進位制方面分為二進制運算器和十進制運算器。一般計算機都采用二進制運算器，隨著計算機廣泛應(yīng)用于商業(yè)和數(shù)據(jù)處理，越來越多的機器都擴充十進制運算的功能，使運算器既能完成二進制的運算，也能完成十進制運算。計算機中運算器需要具有完成多種運算操作的功能，因而必須將各種算法綜合起來，設(shè)計一個完整的運算部件。
1、浮點運算器的一般結(jié)構(gòu)浮點運算可用兩個松散連接的定點運算部件來實現(xiàn)：即階碼部件和尾數(shù)部件，浮點運算器的一般結(jié)構(gòu)尾數(shù)部件實質(zhì)上就是一個通用的定點運算器，要求該運算器能實現(xiàn)加、減、乘、除四種基本算術(shù)運算。其中三個單字長寄存器用來存放操作數(shù)：AC為累加器，MQ為乘商寄存器，DR為數(shù)據(jù)寄存器。AC和MQ連起來還可組成左右移位的雙字長寄存器AC-MQ。并行加法器用來完
成數(shù)據(jù)的加工處理，其輸入來自AC和DR，而結(jié)果回送到AC。MQ寄存器在乘法時存放乘數(shù)，而除法時存放商數(shù)，所以稱為乘商寄存器。DR用來存放被乘數(shù)或除數(shù)，而結(jié)果(乘積或商與余數(shù))則存放在AC-MQ。在四則運算中，使用這些寄存器的典型方法如下：運算類別 寄存器關(guān)系加法AC+DR→AC減法AC-DR→AC乘法DR×MQ→AC-MQ除法AC÷DR→AC-MQ對階碼部件來說，只要能進行階碼相加、相減和比較操作即可。在圖2-21中，操作數(shù)的階碼部分放在寄存器E1和E2，它們與并行加法器相連以便計算。浮點加法和減法所需要的階碼比較是通過E1-E2來實現(xiàn)的，相減的結(jié)果放入計數(shù)器E中，然后按照E的符號為決定哪一個階碼較大。在尾數(shù)相加或相減之前，需要將一個尾數(shù)進行移位，這是由計數(shù)器E來控制的，目的是使E的值按順序減到0。E每減一次1，相應(yīng)的尾數(shù)則向右移1位。一旦尾數(shù)高速完畢，它們就可按通常的定點方法進行處理。運算結(jié)果的階碼值仍放到計數(shù)器E中。
下載文檔
