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1、第第2章运算方法和运算器章运算方法和运算器(3)第1页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)225 定点除法运算定点除法运算251 原码除法算法原理原码除法算法原理P两个原码表示的数相除时：两个原码表示的数相除时：商的符号由两数的符号按位相加求得商的符号由两数的符号按位相加求得商的数值部分由两数的数值部分相除求得商的数值部分由两数的数值部分相除求得设有设有n位定点小数位定点小数(定点整数也同样适用定点整数也同样适用)：b被除数被除数x：其原码为其原码为x原原xfxn-1x1x0b除数除数y：其原码为其原码为y原原=yfyn-1y1y0b则有商则有商qxy，其原码为：，其原码为：q原原
2、(xf yf)+(0 xn-lx1x00.yn-1y1y0)商的符号运算商的符号运算qfxf yf与原码乘法一样，用模与原码乘法一样，用模2求和得到。求和得到。商的数值部分的运算，实质上是两个正数求商的运算。商的数值部分的运算，实质上是两个正数求商的运算。第2页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)3第3页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)4P 在计算机中，小数点是固定的，不能简单地采用手算的办法。为便在计算机中，小数点是固定的，不能简单地采用手算的办法。为便于机器操作，使于机器操作，使“除数右移除数右移”和和“右移上商右移上商”的操作统一起来。的操作统一起来。P机器在
3、运算时必须先做减法，若余数为正，才知道够减；若余数为负，机器在运算时必须先做减法，若余数为正，才知道够减；若余数为负，才知道不够减。才知道不够减。不够减时必须恢复原来的余数，以便再继续往下运算，这种方法称为不够减时必须恢复原来的余数，以便再继续往下运算，这种方法称为恢复余恢复余数法数法。当前的余数加上除数当前的余数加上除数由于要恢复余数，使除法进行过程的步数不固定，因此控制比较复杂。由于要恢复余数，使除法进行过程的步数不固定，因此控制比较复杂。实际中常用实际中常用加减交替法加减交替法。其特点是运算过程中如出现不够减，则不必恢复余数，根据余数符号，其特点是运算过程中如出现不够减，则不必恢复余数，
4、根据余数符号，可以继续往下运算，因此步数固定，控制简单。可以继续往下运算，因此步数固定，控制简单。P早期计算机中，为了简化结构，硬件除法器的设计采用串行的早期计算机中，为了简化结构，硬件除法器的设计采用串行的1位除位除法方案。法方案。即多次执行即多次执行“减法减法-移位移位”操作来实现，并使用计数器来控制移位次数。操作来实现，并使用计数器来控制移位次数。由于串行除法器速度太慢，目前已被淘汰。由于串行除法器速度太慢，目前已被淘汰。第4页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)5252 并行除法器并行除法器1可控加法减法可控加法减法(CAS)单元单元P阵列除法器也是一种并行运算部件，采用大
5、规模集成电路制造。阵列除法器也是一种并行运算部件，采用大规模集成电路制造。P阵列除法器有多种形式，如：阵列除法器有多种形式，如：不恢复余数阵列除法器、补码阵列除法器等等。不恢复余数阵列除法器、补码阵列除法器等等。P我们以不恢复余数阵列除法器为例，来说明这类除法器的组成原理。我们以不恢复余数阵列除法器为例，来说明这类除法器的组成原理。（1）可控加法减法）可控加法减法(CAS)单元单元它将被采用于除法流水逻辑阵列中。它将被采用于除法流水逻辑阵列中。下图下图(a)示出了可控加法减法示出了可控加法减法(CAS)单元的逻辑电路图。单元的逻辑电路图。b它有四个输出端和四个输入端。它有四个输出端和四个输入端
6、。b当输入线当输入线P0时，时，CAS做加法运算；做加法运算；b当输入线当输入线P1时，时，CAS做减法运算。做减法运算。第5页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)6第6页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)7PCAS单元的输人与输出关系可用如下一组逻辑方程来表示：单元的输人与输出关系可用如下一组逻辑方程来表示：第7页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)82不恢复余数的阵列除法器不恢复余数的阵列除法器P不恢复余数的除法也称为不恢复余数的除法也称为加减交替法。加减交替法。在该除法阵列中，每一行所在该除法阵列中，每一行所执行的操作究竟是加法还是执行的操作究竟是加
7、法还是减法，取决于前一行输出的减法，取决于前一行输出的符号与被除数的符号是否一符号与被除数的符号是否一致。致。当出现不够减时，部分余数当出现不够减时，部分余数相对于被除数来说要改变符相对于被除数来说要改变符号。这时应该产生一个商位号。这时应该产生一个商位“0”，除数首先沿对角线，除数首先沿对角线右移，然后加到下一行的部右移，然后加到下一行的部分余数上。当部分余数不改分余数上。当部分余数不改变它的符号时，即产生商位变它的符号时，即产生商位“1”，下一行的操作应该，下一行的操作应该是减法。是减法。第8页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)9第9页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算
8、器(3)10P上图上图(b)示出了示出了4位除位除4位的不恢复余数阵列除法器的逻辑原理图。位的不恢复余数阵列除法器的逻辑原理图。P其中：其中：被除数被除数 x0.x1x2x3x4x5x6 (双倍长双倍长)除数除数 y0.y1y2y3商数商数 q0.qlq2q3余数余数 r=0.00r3r4r5r6字长字长 n+1=4P该阵列除法器是用一个可控加法减法该阵列除法器是用一个可控加法减法(CAS)单元所组成的流水阵列单元所组成的流水阵列来实现的。来实现的。推广到一般情况，一个推广到一般情况，一个(n+1)位位(n+1)位的加减交替除法阵列由位的加减交替除法阵列由(n+1)2个个CAS单元组成，其中两
9、个操作数单元组成，其中两个操作数(被除数与除数被除数与除数)都是正的。都是正的。P单元之间的互联是用单元之间的互联是用n3的阵列来表示的。的阵列来表示的。被除数被除数x是一个是一个6位的小数位的小数(双倍长数值双倍长数值)：x0.x1x2x3x4x5x6由顶部一行和最右由顶部一行和最右边的对角线上的垂直输入线来提供。边的对角线上的垂直输入线来提供。除数除数y是一个是一个3位的小数：位的小数：y0.y1y2y3它沿对角线方向进入这个阵列。它沿对角线方向进入这个阵列。这是因为，在除法中所需要的部分余数的左移，可以用这是因为，在除法中所需要的部分余数的左移，可以用“让余数保持固让余数保持固定，而将除
10、数沿对角线右移定，而将除数沿对角线右移”来代替。来代替。商商q是一个是一个3位的小数：位的小数：q0.q1q2q3在阵列的左边产生。在阵列的左边产生。余数余数r是一个是一个6位的小数：位的小数：r=0.00r3r4r5r6在阵列的最下一行产生。在阵列的最下一行产生。第10页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)11P应注意：应注意：最上面一行所执行的初始操作经常是减法。最上面一行所执行的初始操作经常是减法。因此最上面一行的控制线因此最上面一行的控制线P固定置成固定置成“1”。减法用减法用2的补码运算来实现的。的补码运算来实现的。每一行最左边的单元的进位输出决定着商的数值。每一行最左边
11、的单元的进位输出决定着商的数值。将当前的商反馈到下一行，就能确定下一行的操作是加法还是减法。将当前的商反馈到下一行，就能确定下一行的操作是加法还是减法。P对不恢复余数阵列除法器来说，在进行运算时，沿着每一行都有进位对不恢复余数阵列除法器来说，在进行运算时，沿着每一行都有进位(或借位或借位)传播，同时所有行在它们的进位链上都是串行连接。而每传播，同时所有行在它们的进位链上都是串行连接。而每个个CAS单元的延迟时间为单元的延迟时间为3T单元，因此，对一个单元，因此，对一个2n位除以位除以n位的不恢位的不恢复余数阵列除法器来说，单元的数量为复余数阵列除法器来说，单元的数量为(n+1)2，考虑最大情况
12、下的信，考虑最大情况下的信号延迟，其除法执行时间为号延迟，其除法执行时间为td3(n+1)2T (234)其中其中n为尾数数位。为尾数数位。第11页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)12第12页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)13P此便是使用阵列除法器进行除法运算的例子。此便是使用阵列除法器进行除法运算的例子。当被除数当被除数x和除数和除数y送至阵列除法器输人端后，经过送至阵列除法器输人端后，经过3(n+1)2T时间延迟，便在时间延迟，便在除法器输出端得到稳定的商数除法器输出端得到稳定的商数q和余数和余数r的信号电平。的信号电平。P与串行除法器相比，明显的优点是省
13、去了复杂的控制线路，提高了运与串行除法器相比，明显的优点是省去了复杂的控制线路，提高了运算速度。算速度。第13页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)1426 定点运算器的组成定点运算器的组成P运算器是数据的加工处理部件，是运算器是数据的加工处理部件，是CPU的重要组成部分。的重要组成部分。P运算器的最基本的结构中必须有：运算器的最基本的结构中必须有：算术逻辑运算单元算术逻辑运算单元数据缓冲寄存器数据缓冲寄存器通用寄存器通用寄存器多路转换器多路转换器数据总线等逻辑构件。数据总线等逻辑构件。第14页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)15261 逻辑运算逻辑运算P所谓逻辑数
14、，是指不带符号的二进制数。所谓逻辑数，是指不带符号的二进制数。利用逻辑运算可以进行两个数的比较，或者从某个数中选取某几位等操作。利用逻辑运算可以进行两个数的比较，或者从某个数中选取某几位等操作。在非数值应用的广大领域中，逻辑运算是非常有用的。在非数值应用的广大领域中，逻辑运算是非常有用的。P计算机中的逻辑运算，主要是指四种基本运算：计算机中的逻辑运算，主要是指四种基本运算：逻辑非逻辑非逻辑加逻辑加逻辑乘逻辑乘逻辑异等逻辑异等 第15页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)161逻辑非运算（求反）逻辑非运算（求反）按位求它的反，常用变量上方加一横线表示。按位求它的反，常用变量上方加一横
15、线表示。第16页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)17第17页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)18第18页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)19第19页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)20262 多功能算术逻辑运算单元多功能算术逻辑运算单元P我们曾介绍由一位全加器我们曾介绍由一位全加器(FA)构成的行波进位加法器，它可以实现补构成的行波进位加法器，它可以实现补码数的加法运算和减法运算。但是这种加法减法器存在两个问题：码数的加法运算和减法运算。但是这种加法减法器存在两个问题：由于串行进位，它的运算时间很长。由于串行进位，它的运算时间很长
16、。就行波进位加法器本身来说，它只能完成加法和减法两种操作而不能完成逻就行波进位加法器本身来说，它只能完成加法和减法两种操作而不能完成逻辑操作。辑操作。P现在我们介绍多功能算术逻辑运算单元现在我们介绍多功能算术逻辑运算单元(ALU)，它不仅具有多种算，它不仅具有多种算术运算和逻辑运算的功能，而且具有先行进位逻辑，从而能实现高术运算和逻辑运算的功能，而且具有先行进位逻辑，从而能实现高速运算。速运算。第20页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)211基本思想基本思想为了将全加器的功能进行扩展以完成多为了将全加器的功能进行扩展以完成多种算术逻辑运算，先将种算术逻辑运算，先将Ai和和Bi组合
17、成组合成由控制参数由控制参数S0，S1，S2，S3控制的组合控制的组合函数函数Xi和和Yi(如图所示如图所示)，然后再将，然后再将Xi，Yi和下一位进位数通过全加器进行全加。和下一位进位数通过全加器进行全加。这样，不同的控制参数可以得到不同的这样，不同的控制参数可以得到不同的组合函数，从而够实现多种算术运算和组合函数，从而够实现多种算术运算和逻辑运算。逻辑运算。因此，一位算术逻辑运算单元的逻辑因此，一位算术逻辑运算单元的逻辑表达式为：表达式为：第21页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)22P式中进位下标用式中进位下标用n+i代替原来一位全加器中的代替原来一位全加器中的i，其中，其
18、中:i代表集成在一片电路上的代表集成在一片电路上的ALU的二进制位数。的二进制位数。对于对于4位一片的位一片的ALU，i0，1，2，3。n代表若干片代表若干片ALU组成更大字长的运算器时每片电路的进位输入。组成更大字长的运算器时每片电路的进位输入。2逻辑表达式逻辑表达式P控制参数控制参数S0，S1，S2，S3分别控制输入分别控制输入Ai和和Bi，产生，产生Yi和和Xi的函数。的函数。其中：其中：Yi是受是受S0，S1控制的控制的Ai和和Bi的组合函数的组合函数Xi是受是受S2，S3控制的控制的Ai和和Bi的组合函数的组合函数其函数关系如下表所示：其函数关系如下表所示：第22页，此课件共42页哦
19、第二章 运算方法和运算器(3)23P根据上面所列的函数关系，即可得根据上面所列的函数关系，即可得ALU的某一位逻辑表达式：的某一位逻辑表达式：第23页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)24上上 式式第24页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)25P对一片对一片ALU来说，可有三个进位输出。来说，可有三个进位输出。其中其中G称为进位发生输出称为进位发生输出P称为进位传送输出。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(组组)ALU之间的之间的先行进位，先行进位，还需一个配合电路，称之为先行进
20、位发生器还需一个配合电路，称之为先行进位发生器(CLA)。Cn+4是一个先行进位逻辑。是一个先行进位逻辑。b即，第即，第0位的进位输入位的进位输入Cn可以直接传送到最高进位位上去，因而可可以直接传送到最高进位位上去，因而可以实现高速运算。以实现高速运算。P图图(a)示出了用负逻辑表示的示出了用负逻辑表示的4位算术逻辑运算单元位算术逻辑运算单元(ALU)的逻辑电的逻辑电路图。这个器件的商业标号为路图。这个器件的商业标号为74181ALU。第25页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)26第26页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)27 3算术逻辑运算的实现算术逻辑运算的实现
21、P74181ALU逻辑电路图中除了逻辑电路图中除了S0S3四个控制端外，还有一个四个控制端外，还有一个控制端控制端M，它是用来控制，它是用来控制ALU是进行算术运算还是进行逻辑是进行算术运算还是进行逻辑运算的。运算的。当当M0时，时，M对进位信号没有任对进位信号没有任何影响。进行算术操作。何影响。进行算术操作。当当M1时，封锁了各位的进位输时，封锁了各位的进位输出，进行逻辑操作。出，进行逻辑操作。第27页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)28P表中列出了表中列出了74181ALU的运算功能表，它有两种工作方式：的运算功能表，它有两种工作方式：正逻辑操作正逻辑操作对正逻辑操作数来说
22、：对正逻辑操作数来说：b算术运算称高电平操作。算术运算称高电平操作。b逻辑运算称正逻辑操作逻辑运算称正逻辑操作(即高电平为即高电平为“1”，低电平为，低电平为“0”)。有有16种算术运算功能和种算术运算功能和16种逻辑运算功能。种逻辑运算功能。负逻辑操作负逻辑操作对正逻辑操作数来说，对正逻辑操作数来说，b算术运算称低电平操作。算术运算称低电平操作。b逻辑运算称负逻辑操作逻辑运算称负逻辑操作(即高电平为即高电平为“1”，低电平为，低电平为“0”)。有有16种算术运算功能和种算术运算功能和16种逻辑运算功能。种逻辑运算功能。图图2.11(b)示出了工作于负逻辑和正逻辑操作数方式的示出了工作于负逻辑
23、和正逻辑操作数方式的74181ALU方框图。方框图。表图第28页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)29第29页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)30第30页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)31显然，这个器件执行的正逻辑输入输出方式的一组算术运算和逻辑操作与显然，这个器件执行的正逻辑输入输出方式的一组算术运算和逻辑操作与负逻辑输入输出方式的一组算术运算和逻辑操作是负逻辑输入输出方式的一组算术运算和逻辑操作是等效等效的。的。注意，注意，1）、表中算术运算操作是用补码表示法来表示的。）、表中算术运算操作是用补码表示法来表示的。b其中其中“加加”是指算术加，
24、运算时要考虑进位。是指算术加，运算时要考虑进位。b符号符号“+”是指是指“逻辑加逻辑加”。2）、减法是用补码方法进行的。）、减法是用补码方法进行的。第31页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)324两级先行进位的两级先行进位的ALUP如果将四片如果将四片74181的的P，G输出端送入到输出端送入到74182先行进位部件先行进位部件(CLA)，可实现第二级的先行进位，即可实现第二级的先行进位，即组与组之间的先行进位组与组之间的先行进位。假设。假设4片片(组组)74181的先行进位输出依次为的先行进位输出依次为P0，G0，P1，G1，P2，G2，P3，G3，那么先行进位部件那么先行进位
25、部件74182CLA所提供的进位逻辑关系如下：所提供的进位逻辑关系如下：第32页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)33P根据以上表达式，用根据以上表达式，用TTL器件实现的成组先行进位部件器件实现的成组先行进位部件74182的逻辑的逻辑电路图如下图所示。其中电路图如下图所示。其中G*称为成组进位发生输出，称为成组进位发生输出，P*称为成组进称为成组进位传送输出。位传送输出。第33页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)34P如何用若干个如何用若干个74181ALU位片，与配套的位片，与配套的74182先行进位部件先行进位部件CLA在在一起，构成一个全字长的一起，构成一个
26、全字长的ALU？下图示出了用两个下图示出了用两个16位全先行进位部件级联组成的位全先行进位部件级联组成的32位位ALU逻辑方框图。逻辑方框图。在这个电路中使用了八个在这个电路中使用了八个74181ALU和两个和两个74182CLA器件。器件。很显然，对一个很显然，对一个16位来说，位来说，CLA部件构成了第二级的先行进位逻辑，即实现部件构成了第二级的先行进位逻辑，即实现四个小组四个小组(位片位片)之间的先行进位，从而使全字长之间的先行进位，从而使全字长ALU的运算时间大大缩短。的运算时间大大缩短。第34页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)35263 内部总线内部总线P为了减少内部
27、数据传送线并便于控制，通常将一些寄存器之间数据传为了减少内部数据传送线并便于控制，通常将一些寄存器之间数据传送的通路加以归并，组成送的通路加以归并，组成总线结构总线结构。不同来源的信息在此传输线上分时传送。不同来源的信息在此传输线上分时传送。P根据总线所处的位置，总线分为两类：根据总线所处的位置，总线分为两类：内部总线内部总线指指CPU内各部件的连线，本节只讨论内部总线。内各部件的连线，本节只讨论内部总线。外部总线外部总线指系统总线，即指系统总线，即CPU与存储器、与存储器、IO系统之间的连线。系统之间的连线。P按总线的逻辑结构，总线可分为：按总线的逻辑结构，总线可分为：单向传送总线单向传送总
28、线信息只能向一个方向传送。信息只能向一个方向传送。双向传送总线双向传送总线信息可以向两个方向传送，既可以发送数据，也可以接收数据。信息可以向两个方向传送，既可以发送数据，也可以接收数据。第35页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)36P下图下图(a)是带有缓冲驱动器的是带有缓冲驱动器的4位双向数据总线。位双向数据总线。其中所用的基本电路就是三态逻辑电路。其中所用的基本电路就是三态逻辑电路。b当当“发送发送”信号有效时，数据从左向右传送。信号有效时，数据从左向右传送。b当当“接收接收”信号有效时，数据从右向左传送。信号有效时，数据从右向左传送。这种类型的缓冲器通常根据它们如何使用而叫
29、做总线扩展器、总线驱动这种类型的缓冲器通常根据它们如何使用而叫做总线扩展器、总线驱动器、总线接收器等等。器、总线接收器等等。第36页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)37P图图(b)所示的是带有锁存器的所示的是带有锁存器的4位位双向数据总线。双向数据总线。P它由以下部件组成：它由以下部件组成：一个一个DE触发器触发器DE触发器是在一个普通触发器是在一个普通D触发触发器上另加一个用以控制器上另加一个用以控制D输入输入的的E输入端输入端(允许端允许端)而构成的。而构成的。b若若E0，即使，即使D为为“1”，也不能输入。也不能输入。b当接收数据时，当接收数据时，E=1，三，三态门被禁止
30、，数据总线上态门被禁止，数据总线上的数据被接收到锁存器。的数据被接收到锁存器。b当发送数据时，当发送数据时，E0，三，三态门被允许，锁存器的数态门被允许，锁存器的数据发送至数据总线上。据发送至数据总线上。一个三态缓冲器一个三态缓冲器第37页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)38264 定点运算器的基本结构定点运算器的基本结构P运算器包括：运算器包括：ALU、阵列乘除器、寄存器、多路开关、三态缓冲器、数据总线等逻辑部件。、阵列乘除器、寄存器、多路开关、三态缓冲器、数据总线等逻辑部件。P运算器的设计，运算器的设计，主要是围绕主要是围绕着着ALU和寄存器同数据总线之间如何传和寄存器同数
31、据总线之间如何传送操作数和运算结果而进行的。送操作数和运算结果而进行的。P在决定方案时，需要考虑数据传送的方便性和操作速度，在微型机和在决定方案时，需要考虑数据传送的方便性和操作速度，在微型机和单片机中还要考虑在硅片上制作总线的工艺。单片机中还要考虑在硅片上制作总线的工艺。P计算机的运算器大体有如下三种结构形式：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单总线结构的运算器如图如图(a)所示。所示。第38页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)39所有部件都接到同一总线上所有部件都接到同一总线上数据可以在任何两个寄存器之间，或者在任一个寄存器和数据可以在任何两个寄存器之
32、间，或者在任一个寄存器和ALU之间传送。之间传送。对这种结构的运算器来说，在同一时间内，只能有一个操作数放在单总线上。对这种结构的运算器来说，在同一时间内，只能有一个操作数放在单总线上。为了把两个操作数输入到为了把两个操作数输入到ALU，需要分两次来做，而且还需要，需要分两次来做，而且还需要A，B两个两个缓冲寄存器。缓冲寄存器。这种结构的主要这种结构的主要缺点缺点是操作速度较慢。是操作速度较慢。2双总线结构的运算器双总线结构的运算器双总线结构的运算器如图双总线结构的运算器如图(b)所示。所示。第39页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)40在这种结构中，两个操作数同时加到在这种结构
33、中，两个操作数同时加到ALU进行运算，只需要一次操作控制，进行运算，只需要一次操作控制，而且马上就可以得到运算结果。而且马上就可以得到运算结果。特殊寄存器分成两组，分别与一条总线交换数据。特殊寄存器分成两组，分别与一条总线交换数据。通用寄存器中的数就可以进入到任一组特殊寄存器中去，使数据传送更通用寄存器中的数就可以进入到任一组特殊寄存器中去，使数据传送更为灵活。为灵活。两条总线各自把其数据送至两条总线各自把其数据送至ALU的输入端。的输入端。但，但，ALU的输出不能直接加到总线上去。的输出不能直接加到总线上去。b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，这是因为，当形成操作结果
34、的输出时，两条总线都被输入数占据，因而必须在因而必须在ALU输出端设置缓冲寄存器。输出端设置缓冲寄存器。操作的控制要分两步来完成：操作的控制要分两步来完成：b第一步，在第一步，在ALU的两个输入端输入操作数，形成结果并送入缓冲寄的两个输入端输入操作数，形成结果并送入缓冲寄存器；存器；b第二步，把结果送入目的寄存器。第二步，把结果送入目的寄存器。第40页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)413三总线结构的运算器三总线结构的运算器三总线结构的运算器如图三总线结构的运算器如图(c)所示。所示。第41页，此课件共42页哦第二章 运算方法和运算器(3)42结构特点：结构特点：bALU的两个
35、输入端分别由两条总线供给的两个输入端分别由两条总线供给bALU的输出则与第三条总线相连的输出则与第三条总线相连算术逻辑操作可以在一步的控制之内完成。算术逻辑操作可以在一步的控制之内完成。设置了一个设置了一个总线旁路器总线旁路器。b如果一个操作数不需要修改，而直接从总线如果一个操作数不需要修改，而直接从总线2传送到总线传送到总线3，那么可以，那么可以通过控制总线旁路器把数据传出；如果一个操作数传送时需要修改，通过控制总线旁路器把数据传出；如果一个操作数传送时需要修改，那么就借助于那么就借助于ALU。三总线结构的运算器的特点是操作时间快。三总线结构的运算器的特点是操作时间快。第42页，此课件共42页哦