计算机组成原理（第三版） 教学课件 作者 978 7 302 27973 0 计算机组成原理第三章课件（第三版）.ppt

* 第*页 2．运算器中的寄存器组和数据传递的路径 （1）寄存器：累加器，变址R，PC，堆栈指示器SP等 （2）机器字长：R的位数，其中R一般指通用寄存器（可以存放多种信息：a：操作数；b：操作结果；c：中间结果；d：地址；e：其它） （3）寄存器之间的数据传送： （A）专用线 （B）总线 （C）通过ALU * 第*页 3．ALU输入多路开关及数据锁定 多路输入 开关Ki Ci Zi At Bt ∑i + + （a） 清锁信号 清锁信号 多路输入 开关Ki At 3 4 1 2 f + 5 1 （b） N L M D ? N D ? L D ? M * 第*页 3．ALU输入多路开关及数据锁定 （1）目的：通常主机内部各部件之间的数据传送及处理都经过算逻部件，ALU成为数据流通的枢纽。但ALU每位只有两个数据输入端，故采用多路开关（多路转换器） （2）多路开关（多路转换器） 把多个输入信号进行分时传送和处理 （3）结构：由多路开关及数据锁定器实现。 A、锁定器结构：一个“与或非”门和一个“非”门构成的R-S触发器。 B、信号的作用： (a)　　是低电平有效的清锁信号 (b)D?L、D?M、D?N是送数控制信号，高电平有效 (c)L，M，N是代码输入端 * 第*页 锁定器的工作原理 （1/3） 既是一个多路开关，又是一个寄存器，具有信息存储的能力 (a)?? 数据锁存---保持状态 条件：假设At=“0”或“1”是其当前状态 =“1”，即无效 D?L、D?M、D?N为低电平，即无效 则： At=“0” ?门1?f=H，保持“0”状态； At=“1” ?门1?f=L，保持“1”状态； (b)?? 锁存器清“0” 条件：　　=“0”，即有效 D?L、D?M、D?N为低电平，即无效 则：At（原状态）=“1” *0 =0?门1?f=1?门5? At=“0”（清零） * 第*页 锁定器的工作原理 （2/3） (c)?? 接收数据 　　条件： =“0”，即有效 　　D?L、D?M、D?N其中一个为有效状态（高电平），例如D?N=“1”，当数据输入端N=“0”或“1”代入f式： 　当N=“0”时，f=1，说明接收“0”，则At=“0” 　当N=“1”时，f=0，说明接收“1”，则At=“1” ? 先变为高电平，的新状态通过“与门1”耦合维持，由反馈环锁定送数控制信号送来的新数据。然后撤消送数控制信号，的状态不再改变，实现了接收数据的功能。 ? 若送数控制信号在清锁信号之前撤消，则锁定器为清锁状态。 * 第*页 锁定器的工作原理 （3/3） (d)?? 逻辑加运算 即：At∨N =0∨0=0=0∨1=1 =1∨0=1=1∨1=1 　条件： =“1” D?N=“1”，N=0/1 则： （I）At=“0”，即原存“0”，N=0，代入f式中，f=1? At=0，即实现了0∨0=0； At=“0”，即原存“0”，N=1，代入f式中，f=0? At=1，即实现了0∨1=1； （II）At=“1”，即原存“1”，N=0，代入f式中，f=0? At=1，即实现了1∨0=1； At=“1”，即原存“1”，N=1，代入f式中，f=0? At=1，即实现了1∨1=1； * 第*页 4．ALU输出端的数据传送 （1） ALU加工数据后，产生运算结果， 根据需要可能要输出到存储器部件或送到控制器部件，或送到输入输出设备等。 （2）信号：直传、左移、右移和字节交换等功能。 （3）信号之间是互斥的。 * 第*页 5．总线与数据通路 总线就是一个或多个信息源，传送信息到多个目的地的数据通路，它是多个部件间传送信息的一组传输线。 数据通路是指一个部件向另一个部件传送数据所经过的功能部件或总线，即数据信息传送的路径。 由于ALU的输入逻辑集中了各路待加工处理或传送的数据，而ALU的输出连接到CPU的内部总线及机器公共总线上，运算器又是数据的集散枢纽中心。 * 第*页 3.5 浮点算术运算方法和浮点运算器 定点数的表示数据范围太小，引入浮点数和相应的浮点算术运算。 在浮点算术运算中，阶码和尾数都是定点数，阶码是定点整数，尾数是定点纯小数，浮点运算的规则可以归结为定点运算规则，需要增加一个阶码的定点运算及运算结果的规格化操作。 一台计算机究竞采用浮点运算还是定点运算，要由具体使用对象对计算机的实际要求来决定。 微机、某些