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第一单元第二讲 运算器功能及数据表示 内容提要 运算器基本功能 数据表示 数值 整数 定点小数 浮点数 字符 逻辑值 运算器基本功能 完成算术、逻辑运算 +、?、×、÷、∧ 、∨、?。 取得操作数 寄存器组、立即数 输出、存放运算结果 寄存器组、数据总线 暂存运算的中间结果 Q寄存器、移位寄存器 运算器基本功能 获得运算结果的状态 C、Z、V、S 理解、响应控制信号 ALU功能和设计 功能 对操作数A、B完成算术逻辑运算 ADD、AND、OR 设计 算术运算 加法器 逻辑运算 与门、或门 One-Bit Logical Instructions Map directly onto hardware components AND instruction One of data lines should be a simple AND gate OR instruction Another data line should be a simple OR gate One-Bit Full Adder Each bit of addition has Three input bits: Ai, Bi, CarryIni Two output bits: Sumi, CarryOuti ( CarryIni+1 = CarryOuti ) Full Adder’s Truth Table Full Adder Circuit (1/2) Construct the gates for Sum Implement the gates for CarryOut Connect all inputs with the same name Full Adder Circuit (2/2) One-Bit ALU 数据编码与表示 计算机中要存储的数据 程序、整数、浮点数、字符（串）、逻辑值 需要编码进行表示 存储方式 用数字电路的两个状态表示 由上一层的抽象计算机来识别不同的内容 编码原则 少量简单的基本符号 一定的规则 表示大量复杂的信息 基二码（二进制码） 只使用两个基本符号：　　１ ０ 符号个数最少，物理上容易实现 与二值逻辑的 真 假 两个值对应简单 用二进制码表示数值数据运算规则简单 逻辑型数据 逻辑型数据只有两个值：真 和 假， 正好可以用二进制码的两个符号分别表示， 例如 1 表示 真 则 0 表示 假 不必使用另外的编码规则。 对逻辑型数据可以执行逻辑的 与 或 非等基本逻辑运算。其规则如下： 逻辑型数据基本运算规则 X Y X与Y X或Y X的非 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 字符型数据的表示 字符作为人—机联系的媒介，是最重要的数据类型之一，当前的西文字符集由 128 个符号组成，通常用 8 位二进制编码,即用一个字节来表示每一个符号，当前通用的两个标准字符集是： ASCII 码： 即 American Standard Code for Information Interchange UNICODE: IS10646 ASCII码字符集具体编码如下表所示： ASCII字符编码集 b6 b5 b4 000 001 010 011 100 101 110 111 b3 b2 b1 b0 0000 NUL DLE SP 0 @ P , p 0001 SOH DC1 ! 1 A Q a q 0010 STX DC2 “ 2