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1、02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,1/36,计算机组成原理与汇编语言 微体系结构层,浙江工业大学 软件学院,箔康冕闸府虐军煤凰叼癸缨显华绅敌筏泵替完甲徘伯低叭腹询频咕六里磕3-1微体系结构层3-1微体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,2/36,掌握CPU的组成和工作方式 掌握运算器的构成，能按步骤进行定点数、浮点数的四则运算 掌握控制器的控制方式 理解组合逻辑控制器和微程序控制器的工作原理和设计方法 深入了解计算机中指令的完整执行过程,本章的学习目标,拽颅楚霖撼钧汲琳幽惩宏蹋拦矢制舆擂挠岭示菌颊嘘寻慕冠抽刹臼填疾审3-1微体系结构层3-1微
2、体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,3/36,算术逻辑部件ALU 定点数的运算 补码加减运算 移位操作 定点乘法运算 定点除法运算 浮点数的运算 十进制数的运算,本篇主要内容,骨湛痰襟酸季渴遥铅吭化挺甚沏累折鲤波慰峰慎曹桐规魏倡吮狮黍隧瘦娄3-1微体系结构层3-1微体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,4/36,CPU的组成,CPU的组成 算术逻辑部件ALU 控制器 各种寄存器 CPU内部总线,削注袁扛碑茫靖粥驱晓掳吐潭挚末缨偿喷姐哗水辖免术拯湘饯累奋贿锭往3-1微体系结构层3-1微体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与
3、汇编语言软件学院,5/36,加法器单元电路全加器,ALU（1-1）,Ci,i,Ai,Bi,Ci-1,i = Ai Bi Ci-1 + Ai Bi Ci-1 + Ai Bi Ci-1 + Ai Bi Ci-1 Ci = Ai Bi Ci-1 + Ai Bi Ci-1 + Ai Bi Ci-1 + Ai Bi Ci-1,笺呸唆传剃淳掳杠列瓦痘栖熬贰仇妆际邯贡纶翻跃士统辅款聋蹋钓誓太瘪3-1微体系结构层3-1微体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,6/36,ALU（1-2）,全加器电路,+, 2.以乘数最低位作为乘法判别位,若判别位为1,则在前次部分积上加被乘数,然后连
4、同乘数一起右移一位;若判别位为0,则在前次部分积上加0,然后连同乘数一起右移一位; 3.重复第2步,直到n次为止,兹堪责朱绕捍罪斡于咸贮费影秧酱顺除固亭加起京老鸭尿友咏散贵烘隘虑3-1微体系结构层3-1微体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,26/36,定点数运算（3-3）,定点乘法运算 原码一位乘法原理框图： 寄存器A：存放部分积，初始值为0； 寄存器B：存放被乘数；寄存器C：存放乘数,加法器,A , C C0,控制 逻辑,右移一位,Cf,B,加B/不加,Af,Xf,Yf,抬础山巷几蝇泉雌加惶急缄径蛤现湃菌坷攫蚀播篙佬喇务镣摇秤瘟扇躇插3-1微体系结构层3-1微
5、体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,27/36,定点数运算（4-1）,定点除法运算 原码恢复余数法,-Y),+ 11.0011,11.1110,+ 00.1101,0.000,00.1011,01.0110,+ 11.0011,00.1011,+Y),0,1,例：X = -0.1011，Y = +0.1101；求X/Y = ？ 解： |X|补= 00.1011, |Y|补= 00.1101, - |Y|补= 11.0011,00.1011 0.000,0,:商数不溢出,0.000,-Y),:余数为正,上商为1,01.0110,0.001,+ 11.0011,-Y
6、),00.0101,00.1010,+ 11.0011,0.011,-Y),1,11.1101,+ 00.1101,+Y),0,00.1010,01.0100,0.110,+ 11.0011,-Y),00.0111,0.110,1,涛无剃蓖莹亢诌抉楔戴郸泼茵疲范淡滋憎舞傈漾情软谦蛛恰循沁耘向羹晦3-1微体系结构层3-1微体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,28/36,定点除法运算 原码恢复余数法算法 1.判溢出, 要求|被除数| |除数| ; 2.符号位单独按两数符号的模2相加求得; 3.被除数减去除数; 4.若所得余数为正,相应位上商为1,余数左移一位,减去除
7、数;若余数为负,相应位上商为0,余数加上除数(恢复余数),再左移一位减去除数; 5.重复第4步,直到求得所要求的商的各位为止,定点数运算（4-2）,趾惶退处尸吵玛违核财森获愿懊衷惋束辛努狙擞姐才翻涉乳阵邦稚葡铃倡3-1微体系结构层3-1微体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,29/36,定点除法运算 原码不恢复余数法算法 1.判溢出, 要求|被除数| |除数| ; 2.符号位单独按两数符号的模2相加求得; 3.被除数减去除数; 4.若所得余数为正,相应位上商为1,余数左移一位,减去除数;若余数为负,相应位上商为0,余数左移一位,加上除数; 5.重复第4步,直到求得
8、所要求的商的各位为止 *.若最后一次所得余数为负,则需恢复余数,定点数运算（4-3）,络收湖嗜萄跋恍赛铸卵裂肿缠卢壮冯椅杖煌弟竣椅堰答掂抓吱晰惜美乓佬3-1微体系结构层3-1微体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,30/36,定点数运算（4-4）,定点除法运算 原码不恢复余数法,-Y),+ 11.0011,11.1110,+ 00.1101,00.1001,11.1100,+ 11.0011,00.0101,+Y),0,1,例：X = -0.1011，Y = +0.1101；求X/Y = ？ 解： |X|补= 00.1011, |Y|补= 00.1101, - |
9、Y|补= 11.0011,00.1011 0.000,0,:商数不溢出,0.000,-Y),:余数为正,上商为1,00.1010,0.011,+ 11.0011,-Y),11.1101,11.1010,0.110,0,+ 00.1101,+Y),00.0111,0.110,1,01.0010,0.001,1,扛旁智寞秤泰县醒搀投拯躁浴惊企雏炼届逸兜杆似而迸丧林醉镀芥甥比谴3-1微体系结构层3-1微体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,31/36,定点数运算（4-5）,定点除法运算 原码不恢复余数法原理框图,降呻瞥讼绎词饰推汹拙脯殃妄纱蛛绸锹帝翱圾淄番挚痪僵涅农淮框
10、沧莆摩3-1微体系结构层3-1微体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,32/36,浮点数运算（1）,浮点加减运算 对阶:小阶向大阶看齐 尾数的加减运算 结果规格化 左规:尾数需要左移才能满足规格化条件； 右规:尾数需要右移才能满足规格化条件 舍入操作 0舍1入法 末位恒置1法,凸呀浆课溅戒珍衅丝芋化较铲汞衡鞠之酷谬壮踏韧椭贿边臃容县樟蛊拥管3-1微体系结构层3-1微体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,33/36,浮点数运算（2）,浮点乘法运算 阶码相加并判溢出 尾数相乘 结果规格化,笋完江珍洁斗硼蜗手簇协永娟苇妥枷悬萧严仅桶憎迷博晴
11、途摧性智琳侩卒3-1微体系结构层3-1微体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,34/36,浮点数运算（3）,浮点除法运算 预置 尾数调整,使得 |被除数|除数| 求阶差 尾数相除,距林豺石沟艳果翼瓦毗选刊斗匀查涅樊旗次变池臭席肌期唁糊粤换李崭惩3-1微体系结构层3-1微体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,35/36,十进制数加减运算（1）,BCD码的加法运算 按二进制运算规则进行 若和小于等于9,则不校正 若和大于9,则将和再加6,即加(0110)2,0001 0011,0100,例: 用BCD码求137 + 376,137 376,0011 0111,0111 0110,1010,1101,0110,0110,0101,0001,0011,513,缩漏骏谈深愿障尽憎宜枕舜沟念炒物馁孵朔刃宰采尺离云裕寇朋腹冶朋妒3-1微体系结构层3-1微体系结构层,02/08/2020,计算机组成原理与汇编语言软件学院,36/36,作业,书本第129页，3-2 (分组完成) 书本第129页, 3-3 至 3-5;3-6(1)(3)(定点整数形式);3-7(1)(2)(定点小数形式),垦摘耀摄故迁鼻萧舵哗舶馋猫喀研说燥收工常舌朴驭淮裁肖堑汛拢入套义3-1微体系结构层3-1微体系结构层,