運(yùn)算方法和運(yùn)算器PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)12021-12-162第1頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-163第2頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-164第3頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-165第4頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-166第5頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-167第6頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-168符號(hào)量值小數(shù)點(diǎn)固定于符號(hào)位之后，不需專門存放位置2.1.1數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式第7頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-169x=0.00.0 x=1.00.0 x=0正正0和負(fù)和負(fù)0都是都是0 x=0.11.1x=12n最大最大x=0.00.01x=2n最接近最接近0的正數(shù)的正數(shù)x=1.00.01x=2n最接近最接近0的負(fù)數(shù)的負(fù)數(shù)x=1.

2、11.1x=（12n） 最小最小2、純小數(shù)的表示范圍、純小數(shù)的表示范圍第8頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1610符號(hào)量值小數(shù)點(diǎn)固定于最后一位之后，不需專門存放位置第9頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1611第10頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1612指數(shù)E基數(shù)R,取固定的值,比如10,2等尾數(shù)M，純小數(shù)階符 階碼 數(shù)符 尾數(shù) 第11頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1613第12頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1614第13頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1615第14頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1616第15頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1617第16頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1618第17頁(yè)/

3、共115頁(yè)2021-12-1619第18頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1620+12-38-382.2.壓縮的十進(jìn)制數(shù)串形式壓縮的十進(jìn)制數(shù)串形式一個(gè)字節(jié)存放兩個(gè)十進(jìn)制的數(shù)位，符號(hào)位占半個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)存放兩個(gè)十進(jìn)制的數(shù)位，符號(hào)位占半個(gè)字節(jié)（例如用（例如用C表示正，表示正，D表示負(fù)）表示負(fù)）+12123 C012D123-12 每個(gè)數(shù)位可用每個(gè)數(shù)位可用BCD碼或碼或ASCII碼碼第19頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1621第20頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1622第21頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1623第22頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1624第23頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1625第

4、24頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1626第25頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1627第26頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1628第27頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1629第28頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1630第29頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1631第30頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1632第31頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1633第32頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1634 0000010100111001011101110000NULDELSP0Pp0001SOHDC1！1AQaq0010STXDC22BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt

5、0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111DELETB7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;Kk1100FFFS，Nn1111SIUS/?OoDEL第33頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1635第34頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1636第35頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1637l校驗(yàn)碼（奇偶校驗(yàn)碼）l引入：信息傳輸和處理過(guò)程中受到干擾和故障，容易出錯(cuò)。l解決方法：是在有效信息中加入一些冗余信息（校驗(yàn)位）l奇偶校驗(yàn)位定義l設(shè)(01n1)是一個(gè)n位字,則奇校驗(yàn)位定義為:C0 1

6、 n1,式中 代表按位加,表明只有當(dāng)中包含有奇數(shù)個(gè)1時(shí),才使C1,即C0。同理可以定義偶校驗(yàn)。 l只能檢查出奇數(shù)位錯(cuò)；不能糾正錯(cuò)誤。lp26例10自己看一下。第36頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1638第37頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1639第38頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1640從右邊到左邊，除了第一個(gè)1和右邊的0保持不變以外，其它按位取反,很重要！第39頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1641第40頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1642第41頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1643第42頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1644第43頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1645第44頁(yè)/共115

7、頁(yè)2021-12-1646第45頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1647第46頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1648輸入輸出AiBiCiSiCi10000000110010100110110010101011100111111第47頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1649iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiCBCABACBABACBABABACBABACBACBABACBABABACBABA)()()()()(第48頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1650iiiiCBASiiiiCBASiiiiiiiiiiiiiiiiiCBABACBABACBCAB

8、AC).( .)(1第49頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1651FA（全加器）邏輯電路圖 FA框圖第50頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1652圖2-3行波進(jìn)位的補(bǔ)碼加法/加法器第51頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1653第52頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1654第53頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1655第54頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1656第55頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1657不帶符號(hào)陣列乘法器邏輯圖第56頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1658第57頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1659例19 參見圖2.5，已知不帶符號(hào)的二進(jìn)制整數(shù)A=11011，B=10101，求每一部分乘積

9、項(xiàng)aibj的值與p9p8p0的值。解：1 1 0 1 1 A (2710)1 0 1 0 1 B (2110)1 1 0 1 1 a4b0=1, a3b0=1, a2b0=0, a1b0=1, a0b0=1 0 0 0 0 0 a4b1=0, a3b1=0, a2b1=0, a1b1=0, a0b1=0 1 1 0 1 1 a4b2=1, a3b2=1, a2b2=0, a1b2=1, a0b2=1 0 0 0 0 0 a4b3=0, a3b3=0, a2b3=0, a1b3=0, a0b3=0 1 1 0 1 1 a4b4=1, a3b4=1, a2b4=0, a1b4=1, a0b4=1

10、1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 PP = p9p8p7p6p5p4p3p2p1p0 = 1000110111B= 567D第58頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1660第59頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1661不變，左邊數(shù)值位取反第60頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1662原碼補(bǔ)碼第61頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1663第62頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1664第63頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1665第64頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1666第65頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1667第66頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1668第67頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1669第

11、68頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1670iniiiCBAFiniiniiiinCBCABAC1第69頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1671inniiiininiiiXCCYYXCCYXF111i表示集成在一片電路上的ALU的二進(jìn)制位數(shù)，例如4位一片，i=0,1,2,3N代表若干片ALU組成更大字長(zhǎng)的運(yùn)算器時(shí)每片電路的進(jìn)位輸入，例如當(dāng)4片組成16位字長(zhǎng)的運(yùn)算器時(shí)，n=0,4,8,12 一位ALU邏輯圖 第70頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1672S0 S1 Yi S2 S3 Xi 0001101 10001101 11iAiiBAiiBA0iAiiBA iiBA iiiiiiiiiiiiASS

12、BASSBASSSSXBASSBASSASSY32323232101010)()(2、邏輯表達(dá)式XiYi 與控制參數(shù)和輸入量的關(guān)系構(gòu)造如下真值表2.5.2多功能算術(shù)多功能算術(shù)/邏輯運(yùn)算單元邏輯運(yùn)算單元ALU第71頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1673iiiiiiiiiBSBSAYBASBASX1023iniiiniiininniiiininiiiXCYXYCYXCXCCYYXCCYXF111111)(進(jìn)一步化簡(jiǎn)得到下式第72頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1674iniiiCYXFiniiinCXYC1iiiiiiiiiBSBSAYBASBASX1023第73頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-167

13、5NoImage例如：S3S2S0S10000代入：inininiiiiiiiiiiiiiACACACXYFABSBSAYBASBASX的時(shí)候，輸出結(jié)果為所以在）設(shè)0000SS0(1100031111023則可以處理16種算術(shù)邏輯運(yùn)算，每種運(yùn)算只針對(duì)1位二進(jìn)制編碼？思考：如何設(shè)計(jì)4位ALU？16位呢？第74頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1676回答：由上圖結(jié)構(gòu)中可以看出 Cn1Y0X0Cn Cn2Y1X1Cn1 Cn3Y2X2Cn2 Cn4Y3X3Cn3 顯然是一個(gè)串行進(jìn)位，速度慢，為了實(shí)現(xiàn)快速ALU，需加以改進(jìn)。第75頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1677答：由于每一位中X、Y是同時(shí)產(chǎn)生的,

14、則可以由下面方法算出并行進(jìn)位Cn4 第0位向第1位的進(jìn)位公式為Cn1Y0X0Cn（1）其中Cn是向第0位（末位）的進(jìn)位。第1位向第2位的進(jìn)位公式為Cn2Y1X1Cn1Y1Y0X1X0X1Cn（ Cn1用（1）式代入）第2位向第3位的進(jìn)位公式為Cn3Y2X2Cn2Y2Y1X1Y0X1X2X0X1X2Cn第3位的進(jìn)位輸出（即整個(gè)4位運(yùn)算進(jìn)位輸出）公式為Cn4Y3X3Cn3Y3Y2X3Y1X2X3Y0X1X2X3X0X1X2X3Cn 第76頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1678第77頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1679內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖見下頁(yè)第78頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1680+iiiiiBA

15、SBASX23iiiiBSBSAY10AiS0S1AiiBS2AiBiS3第79頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1681XiYiCnMFi異或門1niiiCXYF第80頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1682P GX3Y3X2Y2X1Y1X0Y0 C0GY3Y2X3Y1X2X3Y0X1X2X3PX0X1X2X3第81頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1683第82頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1684第83頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1685第84頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1686第85頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1687第86頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1688第87頁(yè)/共115頁(yè)2021

16、-12-16892、雙總線結(jié)構(gòu)的運(yùn)算器雙總線結(jié)構(gòu)的運(yùn)算器第88頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1690第89頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1691第90頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1692第91頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1693第92頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1694第93頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1695第94頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1696第95頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1697第96頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1698第97頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-1699第98頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-16100第99頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-16101第100頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-16102第101頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-16103)2(mod21nnxyyxyxyx補(bǔ)移補(bǔ)移移移移)2(mod1nxyyxyx補(bǔ)移補(bǔ)移移第102頁(yè)/共115頁(yè)2021-12-16104例例: :011,011,110,110,求求 移移 和和 移移, ,并判斷是否溢出。并判斷是否溢出。 移01 011, 補(bǔ)00 110, 補(bǔ)11 010移移補(bǔ)10 001, 結(jié)果上溢。移移補(bǔ)00 101, 結(jié)果正確,為3。第103頁(yè)/共115頁(yè)20