运算器由算术逻辑单元(ALU)、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元(ALU)的基本功能为加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作,以及移位、求补等操作。计算机运行时,运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器;处理后的结果数据通常送回存储器,或暂时寄存在运算器中。与Control Unit共同组成了CPU的核心部分。
定点运算器
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组成:ALU、阵列乘除器、缓冲器、通用寄存器组、特殊寄存器(状态寄存器)、内部总线等。
- ALU
- 数据缓存寄存器
- 功能:暂存ALU的运算结果或者由内存读出或者向内存写入的数据或者指令。
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通用寄存器组
- 功能:暂存参加运算的操作数或运算结果,为ALU提供工作区。人工控制。
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状态寄存器
- 功能:保存上次算术或逻辑结果的某些特性,例如运算结构是否有进位、运算结果是否溢出等。
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架构
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单总线
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定义:在同一时间内,只有一个操作数放在单总线上,在ALU的两个输入端有暂存数据的缓存寄存器,为ALU提供运算需要的两个操作数
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缺点:操作速度较慢。
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优点:控制电路比较简单。
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双总线
- 定义:两个操作数同时加到ALU进行运算只需一次操作控制,而且马上就可以得到运算结果。但是ALU的输出不能直接加到总线上去,这是因为,当形成操作结果的输出时,两条总线都被输入数占据,因而必须在ALU输出端设置缓冲寄存器。
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三总线
- 定义:ALU的输入端分别由两条总线供给,而ALU的输出则与第三条总线相连,这样,算术逻辑操作就可以在一步的控制之内完成。总线旁路器的作用是如果一个操作数不需要修改,就可以直接从总线2传送到总线3。
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