計(jì)算機(jī)組成原理-算術(shù)邏輯單元（ALU）2021/8/15 16:26

• 算術(shù)邏輯單元
• 邏輯符號(hào)
• 加法器
• • • 一位全加器
    • 串行加法器
    • 串行進(jìn)位的并行加法器
    • 并行進(jìn)位的并行加法器

算術(shù)邏輯單元

功能：

• 算術(shù)運(yùn)算：加、減、乘、除等
• 邏輯運(yùn)算：與、或、非、異或等
• 輔助功能：移位、求補(bǔ)等
  
  從這里可以看到機(jī)器字長(zhǎng)的真面目：計(jì)算機(jī)一次能處理的位數(shù)

邏輯符號(hào)

與：

或：

非：

與非：

或非：

異或：

同或：

---

奇偶校驗(yàn)碼中偶校驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)：各位進(jìn)行異或運(yùn)算 門(mén)電路實(shí)現(xiàn)

加法器

一位全加器

A_i、B_i輸入 ;C_i-1低位進(jìn)位
S_i輸出；C_i高位進(jìn)位；

門(mén)電路實(shí)現(xiàn)：

串行加法器

串行加法器：只有一個(gè)全加器，數(shù)據(jù)逐位串行送入加法器中進(jìn)行運(yùn)算。進(jìn)位觸發(fā)器用來(lái)寄存進(jìn)位信號(hào)，以便參與下一次運(yùn)算。
如果操作數(shù)長(zhǎng)n位，加法就要分n次進(jìn)行，每次產(chǎn)生一位和，并且串行逐位地送回寄存器。

串行進(jìn)位的并行加法器

每次進(jìn)位都需要等待上一級(jí)的進(jìn)位

并行進(jìn)位的并行加法器

C₁=G₁+P₁C₀
C₂=G₂+P₂C₁=G₂+P₂G₁+P₂P₁C₀ C₃=G₃+P₃C₂=G₃+P₃G₂+P₃P₂G₁+P₃P₂P₁C₀ C₄=G₄+P₄C₃=G₄+P₄G₃+P₄P₃G₂+P₄P₃P₂G₁+P₄P₃P₂P₁C₀
……

并行進(jìn)位的并行加法器：各級(jí)進(jìn)位信號(hào)同時(shí)形成，又稱(chēng)為先行進(jìn)位、同時(shí)進(jìn)位

這里注意，我們要的P_i和G_i都可以由一位全加器中的線路傳出。

這種加法器每一位的進(jìn)位都可以由最初的輸出確定
但是多位并行加法器這樣繼續(xù)套娃下去會(huì)造成電路越來(lái)越復(fù)雜，開(kāi)銷(xiāo)大
因此套了4層娃之后，再串行進(jìn)位，如下：

稱(chēng)為單級(jí)先行進(jìn)位方式，又稱(chēng)為組內(nèi)并行、組間串行進(jìn)位方式。
此時(shí)的C₄、C₈、C₁₂、C₁₆仍要等待上級(jí)的輸入，上級(jí)沒(méi)有輸入時(shí)這級(jí)仍然不能工作。
由于C₄實(shí)質(zhì)上是由A₄到A₁和B₄到B₁得出，因此我們不妨多套一層娃，這樣我們可以立即得到C₄的值，多套的這層娃使得這一級(jí)可以立即開(kāi)始工作。如下

這是多級(jí)先行進(jìn)位方式，又稱(chēng)為組內(nèi)并行、組間并行進(jìn)位方式
在實(shí)際的ALU中：

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的计算机组成原理-算术逻辑单元（ALU）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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