运算器的功能

运算器的基本功能是完成对各种数据的加工处理，例如算术四则运算，与、或、求反等逻辑运算，算术和逻辑移位操作，比较数值，变更符号，计算主存地址等。运算器中的寄存器用于临时保存参加运算的数据和运算的中间结果等。运算器中还要设置相应的部件，用来记录一次运算结果的特征情况，如是否溢出，结果的符号位，结果是否为零等。

计算机所采用的运算器类型很多，从不同的角度分析，就有不同的分类方法。从小数点的表示形式可分为定点运算器和浮点运算器。定点运算器只能做定点数运算，特点是机器数所表示的范围较小，但结构较简单。浮点运算器功能较强，既能对浮点数，又能对定点数进行运算，其数的表示范围很大，但结构相当复杂。从进位制方面分为二进制运算器和十进制运算器。一般计算机都采用二进制运算器，随着计算机广泛应用于商业和数据处理，越来越多的机器都扩充十进制运算的功能，使运算器既能完成二进制的运算，也能完成十进制运算。计算机中运算器需要具有完成多种运算操作的功能，因而必须将各种算法综合起来，设计一个完整的运算部件。

1、浮点运算器的一般结构浮点运算可用两个松散连接的定点运算部件来实现：即阶码部件和尾数部件，浮点运算器的一般结构尾数部件实质上就是一个通用的定点运算器，要求该运算器能实现加、减、乘、除四种基本算术运算。其中三个单字长寄存器用来存放操作数：AC为累加器，MQ为乘商寄存器，DR为数据寄存器。AC和MQ连起来还可组成左右移位的双字长寄存器AC-MQ。并行加法器用来完

成数据的加工处理，其输入来自AC和DR，而结果回送到AC。MQ寄存器在乘法时存放乘数，而除法时存放商数，所以称为乘商寄存器。DR用来存放被乘数或除数，而结果(乘积或商与余数)则存放在AC-MQ。在四则运算中，使用这些寄存器的典型方法如下：运算类别 寄存器关系加法AC+DR→AC减法AC-DR→AC乘法DR×MQ→AC-MQ除法AC÷DR→AC-MQ对阶码部件来说，只要能进行阶码相加、相减和比较操作即可。在图2-21中，操作数的阶码部分放在寄存器E1和E2，它们与并行加法器相连以便计算。浮点加法和减法所需要的阶码比较是通过E1-E2来实现的，相减的结果放入计数器E中，然后按照E的符号为决定哪一个阶码较大。在尾数相加或相减之前，需要将一个尾数进行移位，这是由计数器E来控制的，目的是使E的值按顺序减到0。E每减一次1，相应的尾数则向右移1位。一旦尾数高速完毕，它们就可按通常的定点方法进行处理。运算结果的阶码值仍放到计数器E中。