【考点六】 运算器

1.运算器的组成多功能算术/逻辑运算单元(ALU)：

(1)基本思想关于一位全加器(FA)的逻辑表达式为：Fi=AiBiCiCi+1=AiBi+BiCi+CiAi式中Fi是第i位的和数，Ai、Bi是第i位的被加数和加数，Ci是第i位的进位输入，Ci+1为第i位的进位输出。一位算术/逻辑运算单元的逻辑表达式为：Fi=XiYiCn+iCn+i+1=XiYi+YiCn+i+Cn+iXi上式中，进位下标用n+i代替原来一位全加器中的i,i代表集成在一片电路上的ALU的二进制位数，对于四位一片的ALU，i=0，1，2，3。n代表若干片ALU组成更长的运算器时每片电路的进位输入。

(2)逻辑表达式ALU的某一位逻辑表达式如下：Yi=S3·Ai·Bi+S2·Ai·iXi=Ai+S0·Bi+S1·iFi=XiYiCn+iCn+i+1=Yi+Xi·Cn+i四位之间采用先行进位方式。对一片ALU来说，可有三个进位输出。其中G称为进位发生输出，P称为进位传送输出。在电路中，多加这两个进位输出的目的是为了便于实现多片(组)ALU之间的先行进位，为此，还需一个配合电路，它称为先行进位发生器(CLA)。内部总线：根据总线所处位置，总线分为内部总线和外部总线两类。内部总线是指CPU内各部件的连线，而外部总线是指系统总线，即CPU与存储器、I/O系统之间的连线。按总线的逻辑结构来说，总线可分为单向传送总线和双向传送总线。所谓单向总线，就是信息只能向一个方向传送。所谓双向总线，就是信息可以向两个方向传送。换句话说，总线既可以用来发送数据，也可以用来接收数据。总线的逻辑电路往往是三态的，即输出电平有三种状态：逻辑“1”、逻辑“0”和“浮空”状态

2.运算器的基本结构运算器包括ALU、阵列乘除器件、寄存器、多路开关或三态缓冲器、数据总线等逻辑部件。现代计算机的运算器大体有如下三种结构形式。

①单总线结构的运算器;

②双总线结构的运算器

③三总线结构的运算器。

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