Apakah fungsi utama pengendali?

Fungsi utama operator adalah untuk menyelesaikan operasi aritmetik dan logik. Unit aritmetik adalah komponen berfungsi dalam komputer yang memproses data terutamanya termasuk operasi aritmetik pada data dan operasi logik oleh itu, merealisasikan operasi aritmetik dan logik pada data adalah fungsi teras unit aritmetik. Fungsi asas unit aritmetik adalah untuk melengkapkan pemprosesan pelbagai data, seperti empat operasi aritmetik, operasi logik seperti DAN, ATAU, dan penafian, operasi anjakan aritmetik dan logik, membandingkan nilai, menukar simbol, mengira alamat memori utama. , dsb.

Persekitaran pengendalian tutorial ini: sistem Windows 7, komputer Dell G3.

Fungsi utama pengendali adalah untuk melengkapkan: operasi aritmetik dan operasi logik.

Unit aritmetik: unit aritmetik, komponen dalam komputer yang melakukan pelbagai operasi aritmetik dan logik.

Unit aritmetik terdiri daripada unit logik aritmetik (ALU), penumpuk, daftar status, kumpulan daftar tujuan umum, dsb. Fungsi asas Unit Logik Aritmetik (ALU) ialah empat operasi aritmetik tambah, tolak, darab dan bahagi, operasi logik seperti DAN, ATAU, BUKAN, dan XOR, serta operasi seperti anjakan dan pelengkap. Apabila komputer sedang berjalan, operasi dan jenis operasi unit aritmetik ditentukan oleh pengawal. Data yang diproses oleh operator berasal dari memori data hasil yang diproses biasanya dihantar semula ke memori atau disimpan sementara dalam operator. Bersama-sama dengan Unit Kawalan, ia membentuk bahagian teras CPU.

Unit aritmetik ialah komponen berfungsi dalam komputer yang memproses data. Pemprosesan data terutamanya termasuk operasi aritmetik pada data dan operasi logik pada data logik. Oleh itu, melaksanakan operasi aritmetik dan logik pada data adalah fungsi teras unit aritmetik.

Fungsi asas unit aritmetik adalah untuk melengkapkan pemprosesan pelbagai data, seperti empat operasi aritmetik, operasi logik seperti DAN, ATAU, dan penolakan, operasi anjakan aritmetik dan logik, membandingkan nilai, menukar simbol, mengira alamat memori utama, dsb.

Daftar dalam operator digunakan untuk menyimpan sementara data yang mengambil bahagian dalam operasi dan keputusan perantaraan operasi. Komponen yang sepadan juga harus disediakan dalam operator untuk merekodkan ciri hasil operasi, seperti sama ada ia melimpah, bit tanda hasil, sama ada hasilnya adalah sifar, dsb.

Jenis operator

Terdapat banyak jenis operator yang digunakan dalam komputer Apabila dianalisis dari perspektif yang berbeza, terdapat kaedah pengelasan yang berbeza.

• Perwakilan titik perpuluhan boleh dibahagikan kepada aritmetik titik tetap dan aritmetik titik terapung.

  • Unit aritmetik titik tetap hanya boleh melakukan operasi nombor titik tetap Cirinya ialah julat yang diwakili oleh nombor mesin adalah lebih kecil, tetapi strukturnya lebih mudah.

  • Unit aritmetik titik terapung mempunyai fungsi yang kuat dan boleh beroperasi pada kedua-dua nombor titik terapung dan nombor titik tetap Julat perwakilan nombornya adalah besar, tetapi strukturnya agak kompleks .

• Dari segi sistem pembawa, ia terbahagi kepada kalkulator binari dan kalkulator perpuluhan.

  • Komputer am menggunakan unit aritmetik binari Memandangkan komputer digunakan secara meluas dalam perniagaan dan pemprosesan data, semakin banyak mesin mengembangkan fungsi aritmetik perpuluhan, supaya unit aritmetik dapat melengkapkan Perduaan. operasi juga boleh dilengkapkan dengan operasi perpuluhan.

Unit aritmetik dalam komputer perlu dapat melengkapkan pelbagai operasi pengkomputeran, jadi pelbagai algoritma mesti disepadukan untuk mereka bentuk komponen pengkomputeran yang lengkap.

Kaedah operasi unit aritmetik

Untuk melaksanakan operasi unit aritmetik, terutamanya empat operasi aritmetik, anda mesti memilih kaedah operasi yang munasabah. Ia secara langsung mempengaruhi prestasi unit aritmetik, dan juga berkaitan dengan struktur dan kos unit aritmetik. Di samping itu, apabila melakukan pengiraan berangka, digit bererti hasil mungkin lebih panjang, dan bilangan digit bererti tertentu mesti dipintas, mengakibatkan masalah pembundaran digit terkecil. Peraturan pembundaran yang dipilih juga mempengaruhi ketepatan keputusan pengiraan. Apabila memilih perwakilan nombor komputer, faktor berikut harus dipertimbangkan sepenuhnya: Jenis nombor yang akan diwakili (perpuluhan, integer, nombor nyata dan nombor kompleks): Tentukan kaedah perwakilan, julat nilai yang mungkin dihadapi: Tentukan keupayaan penyimpanan dan pemprosesan . Ketepatan berangka: berkaitan dengan kuasa pemprosesan kos perkakasan yang diperlukan untuk penyimpanan dan pemprosesan data: kos.

Dua format yang biasa digunakan: format titik tetap: format titik tetap membenarkan julat nilai yang terhad, tetapi memerlukan perkakasan pemprosesan yang agak mudah: membenarkan julat nilai yang besar, tetapi memerlukan secara relatif perkakasan pemprosesan yang kompleks.

1. Perwakilan nombor titik tetap: Titik tetap bermaksud kedudukan titik perpuluhan adalah tetap Untuk kemudahan pemprosesan, ia biasanya dibahagikan kepada integer tulen titik tetap dan perpuluhan tulen.

2. Perwakilan nombor titik terapung: Memandangkan julat nilai yang diperlukan untuk diwakili adalah sangat berbeza, yang membawa banyak kesulitan kepada penyimpanan dan pengiraan, aritmetik titik terapung telah muncul.

Perwakilan titik terapung, iaitu kedudukan titik perpuluhan terapung. Idea ini datang daripada notasi saintifik. Penyeragaman nombor titik terapung IEEE754 (lebih istimewa) nombor titik terapung: terutamanya menyelesaikan masalah bukan keunikan perwakilan nombor titik terapung yang sama. Tentukan , jika tidak mantissa mesti dianjak ke kiri atau kanan.

Konsep sifar mesin: mantissa ialah 0 atau nilai eksponen kurang daripada nombor terkecil yang boleh diwakili.

3. Kaedah perwakilan rentetan nombor perpuluhan: Memandangkan orang biasa dengan sistem perpuluhan, adalah perlu untuk menambah sokongan untuk operasi perpuluhan dalam komputer. Dua kaedah: tukar nombor perpuluhan kepada nombor perduaan untuk operasi, dan kemudian tukar nombor perduaan kepada nombor perpuluhan apabila mengeluarkan. Aritmetik perpuluhan terus. Kaedah perwakilan operasi langsung: bentuk rentetan: digunakan dalam medan pengiraan bukan angka, rentetan perpuluhan termampat: dibahagikan kepada dua jenis: panjang tetap dan panjang berubah. Memerlukan pengendali perpuluhan yang sepadan dan sokongan arahan.

4. Perwakilan data tersuai: perwakilan data pengecam, perwakilan data deskriptor. Perbezaan: Pengecam disambungkan kepada setiap data, dan kedua-duanya disimpan bersama dalam unit storan, manakala deskriptor mesti disimpan secara berasingan daripada data dalam perwakilan deskriptor, deskriptor diakses dahulu, dan kemudian data diakses, di sekurang-kurangnya satu akses memori tambahan ditambah penerangan Simbol adalah sebahagian daripada program, bukan sebahagian daripada data. Kod asal: perwakilan yang lebih semula jadi, bit tertinggi mewakili simbol, 0 adalah positif, 1 adalah negatif. Kelebihan: Mudah dan mudah difahami. Kelemahan: Operasi tambah dan tolak adalah kompleks. Kod pelengkap: Operasi tambah dan tolak adalah mudah, dan penolakan boleh ditukar kepada penambahan. Pelengkap perpuluhan titik tetap. Pelengkap dan pelengkap integer titik tetap: diperkenalkan untuk kemudahan mengira pelengkap. Cari kod pelengkap daripada kod pelengkap: kedudukan tanda ialah 1, songsang setiap bit dan tambah 1 pada bit terakhir. Kod bingkai: digunakan untuk mewakili kod pesanan. Dua kod bingkai mudah dibandingkan dalam saiz dan mudah untuk pemadanan pesanan.

Kod input kod ASCII: digunakan untuk memasukkan aksara Cina; Terdapat dua kaedah pemprosesan baki: Memulihkan kaedah baki: Langkah-langkah operasi tidak pasti, kawalan adalah kompleks, dan ia tidak sesuai untuk operasi komputer. Kaedah penambahan dan penolakan berselang-seli: tiada baki dipulihkan, langkah operasi ditentukan, dan ia sesuai untuk pengendalian komputer. Konsep nombor logik: nombor binari tidak bertanda. Empat operasi logik: penolakan logik, penambahan logik, pendaraban logik, dan eksklusif logik. Unit operasi aritmetik/logik pelbagai fungsi (ALU) Pembawa selari, penambah/penolak pembawa gelombang bergerak mempunyai dua masalah: masa operasi yang panjang, penambah/penolak pembawa gelombang bergerak hanya boleh melengkapkan penambahan dan penolakan, tetapi tidak dapat menyelesaikan operasi logik, Terminal kawalan M ialah digunakan untuk mengawal operasi aritmetik atau operasi logik Perbezaan antara kedua-dua operasi adalah sama ada untuk memproses bawa. Apabila M=0, tiada kesan pada pembawa, dan ia adalah operasi aritmetik; apabila M=1, pembawa disekat, dan ia adalah operasi logik. Dalam logik positif, "1" diwakili oleh tahap tinggi dan "0" diwakili oleh tahap rendah, manakala logik negatif adalah sebaliknya. Hubungan antara logik dan logik negatif ialah "dan" dalam logik positif menjadi "atau" dalam logik negatif, iaitu boleh ditukar ganti.

Bas dalaman, klasifikasi bas: bas dalaman, bas luaran (bas sistem), bas komunikasi. Bas boleh dibahagikan kepada bas sehala dan bas dua hala. Bas dengan selak boleh merealisasikan pemultipleksan bas. Unit aritmetik termasuk ALU, peranti pendaraban dan pembahagian tatasusunan, daftar, pemultipleks, penimbal tiga keadaan, bas data dan komponen logik lain. Reka bentuk unit aritmetik terutamanya berkisar tentang cara menghantar operan dan hasil operasi antara ALU dan daftar dan bas data. Terdapat tiga bentuk struktur unit aritmetik: Unit aritmetik struktur bas tunggal: Kelemahan utama struktur ini ialah kemajuan operasi adalah perlahan, tetapi litar kawalan agak mudah. Unit aritmetik dengan struktur dua bas. Unit aritmetik struktur tiga bas: Unit aritmetik struktur tiga bas dicirikan oleh masa operasi yang pantas.

Penunjuk prestasi

1. Panjang perkataan mesin

Panjang perkataan mesin merujuk kepada bilangan asas bit data yang terlibat dalam operasi. Ia menentukan bilangan daftar, pengendali dan bas data, dengan itu secara langsung mempengaruhi harga perkakasan. Panjang perkataan menunjukkan ketepatan pengiraan. Untuk menyelaraskan ketepatan dan kos, dan untuk memenuhi pelbagai keperluan, banyak komputer membenarkan pengiraan panjang perkataan berubah-ubah, seperti panjang separuh perkataan, panjang perkataan penuh, panjang kata ganda, dsb. Oleh kerana nombor dan kod arahan kedua-duanya diletakkan dalam ingatan utama, selalunya terdapat hubungan yang sepadan antara panjang perkataan dan panjang kod arahan. Panjang perkataan juga mempengaruhi kekuatan fungsi sistem arahan. Saiz perkataan komputer berbeza dari 4, 8, 16, 32 hingga 64 bit. Panjang perkataan mesin boleh terdiri daripada satu atau lebih bait. Mesin yang digunakan untuk pengkomputeran saintifik memerlukan panjang perkataan yang lebih panjang untuk memastikan ketepatan untuk mesin yang digunakan untuk pemprosesan data dan kawalan industri, panjang perkataan 16 atau 32 bit boleh memenuhi keperluan.

2. Kelajuan operasi

Ia adalah salah satu penunjuk utama komputer. Komputer melakukan operasi yang berbeza

dan masa yang diperlukan untuk operasi mungkin berbeza, jadi terdapat kaedah pengiraan yang berbeza untuk kelajuan operasi. Kelajuan purata secara amnya dinyatakan sebagai bilangan purata arahan yang boleh dilaksanakan setiap unit masa Contohnya, kelajuan operasi komputer ialah 1 juta kali/saat, yang bermaksud bahawa komputer boleh melaksanakan purata 1 juta arahan dalam satu saat. (iaitu 1MIPS). Kadangkala kaedah purata wajaran juga digunakan (iaitu, dikira berdasarkan masa pelaksanaan setiap arahan dan peratusan arahan kepada semua operasi) untuk mendapatkan perwakilan kelajuan yang setara

Untuk pengetahuan yang lebih berkaitan, sila layari Soalan Biasa ruangan!

Atas ialah kandungan terperinci Apakah fungsi utama pengendali?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!