文档介绍：《计算机组成与结构》
——本科生课程教学
计算机学院(XBXU)
计算机组成与结构计算机组成与结构
本课程主要讲授计算机系统的硬件和软件构成方法,包括
硬件系统中运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设
备和总线系统的构成原理等;并与当代先进的计算机技术
相结合。是计算机科学与技术本科专业核心课程。
本课程着重计算机系统组成与结构方面的教学和研究。
¾ 计算机结构定义为系统程序员所能见到的计算机硬件特性;
¾ 计算机组成是指计算机硬件的具体实现。
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第三章第三章运算方法和运算部件运算方法和运算部件
数据的表示方法和转换
带符号数的表示方法及加减运算
二进制乘法运算
二进制除法运算
浮点数的运算方法
运算部件
数据校验码
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运算部件运算部件
一、运算部件
书P95,、减、乘、除运算
的运算部件。
,应送来A→ALU、B→ALU、ALU→S、
S→A信号(高电位),另外还应向ALU发出加法运算命令(图
中未画出)。
2 .在进行减法运算时,应送来A→ALU、→ALU、+1、
ALU→S、S→A信号(高电位),同样还应向ALU发出减法运算
命令。
。
。
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运算部件运算部件
二、运算部件AM2901A
1、AM2901A逻辑结构及原理图
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运算部件运算部件
基本组成部件有:
八功能的ALU:完成算术与逻辑运算;
16×4位寄存器组:寄存加减运算的操作数;
4位Q寄存器:用于接收ALU的输出数据,具有左、右移功
能;
3选1和2选1多路开关:用于多路地址、数据的选择。
下图是AM2901A的逻辑原理图。
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运算部件运算部件
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运算部件运算部件
2、AM2901A主要特点
位片式结构,即每片内仅有四位线路,要实现不同位数的
运算器,需将几片同样的器件串接起来使用。例如用四片
可实现—个16位字长的运算器。
该运算器的ALU能实现八种运算功能,它每一位上的两个
输入端数据分别用R和S表示,则这八种功能是:
三种算术运算功能:R + S , S − R和 R − S
五种逻辑运算功能:R ∨ S, R ∧ S, R ∧ S, R ⊕ S和R ⊕ S
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运算部件运算部件
这八种功能的选择控制,是用外部送入的三位编码值I5I4I3
实现的,其具体规定如下表所示。
ALU的功能选择 ALU的输入选择
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运算部件运算部件
ALU的R输入端可以接收外部送入运算器的数据D,寄存器组
的—组输出A,或接收逻辑0值。ALU的S输入端可以接收寄存
器组的一组输出A和另—组输出B,还可以接收Q寄存器的输
出。这样,R和S接收的数据可以有如下12种组合情况:
R 0000 AAAA DDDD
S ABQ0 ABQ0 ABQ0
考虑到R和S同时接收0无实用价值,OA与AO组合、AA和
AB组合、DA和DB组合可以相互替代,故只需留下八种组合情
况即可、此时可用外部送来的三位控制码来决定ALU的输入
数据,即区分可用的八种组合。对应关系如上表所示。
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