算术逻辑运算单元(ALU).ppt

第一章 小结,课程简介 冯.诺依曼体系结构 采用5大部件 采用程序、数据存储 采用2进制 计算机层次结构 硬件总线结构 软件系统 性能指标,2019年5月1日1时59分,1,第一章 小结,课程简介 计算机组成原理：计算机的结构、组成及实现 地位：承上启下 性质：重要的专业基础课 任务：建立对计算机系统的整机概念 要求： 熟练掌握计算机系统的基本概念和基本原理 了解各主要部件硬件结构，相互作用和联系及其工作原理 掌握指令系统,2,计算机系统的基本组成及层次结构,从功能角度分析 数据输入 存储 运算、处理（传送） 输出 组成 体系结构-存储程序 （冯诺依曼） 软件 语言支持 资源管理 应用软件,3,计算机系统的基本组成及层次结构,从硬件组成角度来分析 硬件组成层次结构 数字逻辑层 微体系结构层 功能部件 具体组成、运行原理、连接、协同 指令系统层 从软件组成角度来分析 操作系统层 汇编语言层 高级语言（算法语言）层 应用层,4,存储程序工作方式与诺依曼机,冯诺依曼领导研制EDVAC（Electronic Discreate Variable Computer)机要点（19431946） 采用二进制代码表示数据和指令 采用5大部件 采用存储程序工作方式 事先编制程序 程序存储于计算机的存储器之中 计算机运行时自动取指、执行,5,第2章 算术逻辑运算单元(ALU）,内容提要 半加器 真值表，和逻辑表达式 全加器 真值表，和逻辑表达式，进位表达式 多位加法器 串行加法器 进位链表达式（进位产生函数、进位传递函数） 并行加法器 算术逻辑单元(ALU) 多位ALU,2019年5月1日1时59分,6,第2章 计算机的逻辑部件,2.1计算机中常用的组合逻辑电路 2.1.1三态电路,2019年5月1日1时59分,7,图2.1三态反相门(1)的功能表及逻辑图,三态电路应用实例,2.1计算机中常用的组合逻辑电路,2.1.2异或门及其应用 1.异或门,2019年5月1日1时59分,8,图2.7异或门的功能表和逻辑图,逻辑表达式?,2.1计算机中常用的组合逻辑电路,2.1.2异或门及其应用 数码比较器,2019年5月1日1时59分,9,图2.9四位比较器,当Ai=Bi ，则 Yi=0; 当Ai Bi , 则 Yi=1,逻辑表达式？,2.1计算机中常用的组合逻辑电路,2.1.2异或门及其应用 数码比较器,2019年5月1日1时59分,10,图2.9四位比较器,当Ai=Bi ，则 Yi=0; 当Ai Bi , 则 Yi=1,2.1计算机中常用的组合逻辑电路,2.1.2异或门及其应用 奇偶检测电路,2019年5月1日1时59分,11,图2.10八位奇偶检测电路,上一讲小结,2019年5月1日1时59分,12,2.1计算机中常用的组合逻辑电路,2.1.3加法器半加器,2019年5月1日1时59分,13,2.1计算机中常用的组合逻辑电路,2.1.3加法器全加器,2019年5月1日1时59分,14,Fn=Xn Yn Cn,Cn=XnYn+(Xn+Yn)Cn-1,串行加法器和并行加法器,2019年5月1日1时59分,15,速度慢，在ALU中很少采用,移位寄存器,移位寄存器,2019年5月1日1时59分,16,CP,Q1,Q2,D,2.1.3加法器4位全加器,2019年5月1日1时59分,17,C2=X2Y2+(X2+Y2)C1,2.1.3加法器-4位超前进位加法器,2019年5月1日1时59分,18,图2.14四位超前进位加法器,2019年5月1日1时59分,19,2-1-4 算术逻辑单元,2019年5月1日1时59分,20,Ci,Sn0,Xi,Yi,Fi,算术逻辑单元,2019年5月1日1时59分,21,2019年5月1日1时59分,22,2019年5月1日1时59分,23,+,+,+,+,SN74181 4位ALU内部结构图,2019年5月1日1时59分,24,SN74181 4位ALU外观图,2019年5月1日1时59分,25,由4位ALU构成的16位ALU,2019年5月1日1时59分,26,C1 = G1 + P1C0 C2 = G2 + P2C1 = G2 + P2(G1 + P1C0 ) = G2+P2G1+P2P1C0,由4位ALU构成的16位ALU,2019年5月1日1时59分,27,SN74182,第2章 小结,2019年5月1日1时59分,28,2.1.5译码器-1,2019年5月1日1时59分,29,2输入4输出译码器,2.1.5译码器-2,2019年5月1日1时59分,30,两块3输入变量译码器扩展成4输入译码器,D=0,Y0Y7 D=1,Y8y15,2.1.6数据选择器-1,双4通道选1数据选择器,2019年5月1日1时59分,31,2.1.6数据选择器-2,8选1数据