(第6章)计算机组成与系统结构课件讲解.ppt

设ｘ＝2010×0ｙ＝2100×(-0，求ｘ＋ｙ。 和的规格化处理 结果尾数的符号位与最高数值位相同，应左规1位 则 MS=110)，ES=00 100－1＝ 00 011。 舍入处理 若采用0舍1入法 MS=1结果溢出判断 阶码符号位为00，和不溢出 最终结果S = X＋Y ＝ 00 011，1. ＝ 2011×(－0 MS= 1. 1 0 0 0 1 0 1 0 (11) 1. 0 0 0 1 0 1 0 1 ＋　 1 1. 0 0 0 1 0 1 1 0 八、运算器部件 回顾逻辑门图形符号 基本的二进制加法/减法器 一位二进制数据的半加器： 加数：Ai、Bi 结果：Si（和） Ci+1（本位向高位的进位） 一位半加器示意图： 一位二进制数据的全加器： 加数：Ai、Bi Ci（低位向本位的进位） 结果：Si（和） Ci+1（本位向高位的进位） 一位全加器示意图： FA Ai Bi Ci Ci+1 Si HA Ai Bi Ci+1 Si 一位二进制数据的全加器的逻辑结构 全加运算的真值表如右所示： 两个输出端的逻辑表达式 全加器逻辑结构： 输入 输出 Ai Bi Ci Si Ci+1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 多位二进制数据加法器（行波进位/串行进位） 两个n位的数据A=An-1An-2…A1A0，B=Bn-1Bn-2…B1B0 和S=Sn-1Sn-2…S1S0 采用进位判别法判断运算的溢出： V=Cn⊕Cn-1 将减法转换成加法 [A]补 - [B]补 ＝ [A]补 + [-B]补 由[B]补 求[-B]补 [B]补 求各位取反，末位加1； 将加减法电路合二为一 使用异或运算； 当M=0时，Bi’=Bi 当M=1时，Bi’=﹁Bi ； Bi M Bi’ * * 多位二进制数据加法/减法器 多功能算术逻辑运算单元（74181） ALU设计思想： Ai和Bi参与运算之前，先转换为组合函数Xi和Yi的形式； 该转换过程由参数S0S1S2S3控制； 再将Xi，Yi和低位进位值Ci通过全加器进行运算。 XiYi与控制参数和输入量的关系 74181ALU 控制端 S0~S4 ：控制ALU的运算方式，如加1、A和B相加等； M ：控制ALU的运算类型——算术运算还是逻辑运算； 算术运算与逻辑运算的差别：是否考虑进位 算术运算： 每一位运算都需要考虑前一位的进位状态； 逻辑运算：每一位运算都是独立进行的，不考虑进位； 74181 ALU芯片有正逻辑、负逻辑之分 正逻辑：1表示高电平；0表示低电平； 负逻辑：0表示高电平；1表示低电平； 九、效验码 校验码（数据校验） 数据校验原因 为减少和避免数据在计算机系统运行或传送过程中发生错误，在数据的编码上提供了检错和纠错的支持。 数据校验码的定义 能够发现某些错误或具有自动纠错能力的数据编码； 也称检错码； 数据校验的基本原理是扩大码距； 码距：任意两个合法码之间不同的二进制位的最少位数； 仅有一位不同时，称其码距为1。 码距及作用 设用四位二进制表示16种状态 16种编码都用到了，此时码距为1； 任何一种状态的四位码中的一位或几位出错，就变成另一个合法码； 无查错能力。 若用四位二进制表示8个状态 只用其中的8种编码，而把另8种编码作为非法编码； 可使码距扩大为2； 注意：并不是任选8种编码都可扩大码距； 校验码的类型 奇偶校验码 判断数据中1的个数设置1位校验位； 分奇校验和偶校验两种，只能检错，无纠错能力； 海明校验码 在奇偶校验的基础上增加校验位而得； 具有检错和纠错的能力； 循环冗余校验码（CRC） 通过模2的除法运算建立数据信息和校验位之间的约定关系； 具有很强的检错纠错能力。 奇偶校验码——概念 奇偶校验原理 在数据中增加1个冗余位，使码距由1增加到2； 增加的冗余位称为奇偶校验位。 校验的类型 偶校验：每个码字(包括校验位)中1的数目为偶数。 奇校验：每个码字(包括校验位)中1的数目为奇数。 校验过程 发送端：按照校验类型，在发送数据后添加校验位P； 接收端：对接收到的数据（包括校验位）进行同样类型的校验，决定数据传输中是否存在错误； 偶校验：在接收端求校验位 P’=D7⊕D6⊕D5⊕D4⊕D3⊕D2 ⊕ D1 ⊕ D0 ⊕P 若P’＝0，则无错；若P’＝1，则有错。 奇校验：在接收端求校验位 P’=D7⊕D6