计算机运算原理：运算器结构与运算方法解析

"运算器的基本结构-计算机组成原理04" 本文主要介绍计算机组成原理中的运算器基本结构，以及相关的运算方法。运算器是计算机硬件系统的重要组成部分，负责执行算术和逻辑运算。运算器的设计通常基于加法器和移位器，因为所有算术运算都可以通过加法和移位来实现。减法可以转化为加法，乘法和除法也可以通过一系列加法和减法完成。此外，系统总线、存储器、控制器、接口与通信、输入/输出设备是构成计算机系统不可或缺的组件。 运算器的核心部件——算术逻辑单元（ALU），包括串行加法器和并行加法器，它们在执行运算时有着不同的效率特点。ALU不仅负责执行基本的加减运算，还能进行逻辑运算，如与、或、非等操作。 课程大纲涵盖了以下几个知识点： 1. 数制与编码： - 进位计数制转换，如二进制、八进制、十进制和十六进制之间的转换。 - 真值和机器数的概念，了解有符号和无符号数的表示。 - BCD编码，用于表示十进制数。 - 字符编码，如ASCII码或Unicode。 - 校验码，如海明码和CRC（循环冗余校验码），用于数据传输的错误检测。 2. 定点数的表示与运算： - 无符号数的表示。 - 有符号数的表示，包括原码、反码、补码和移码。 - 移位运算，包括逻辑移位和算术移位。 - 定点数的加、减、乘、除运算，包括溢出的概念和检测方法。 3. 浮点数的表示与运算： - 浮点数的表示范围，理解指数部分和尾数部分。 - IEEE754浮点数标准，用于定义浮点数的存储格式。 - 浮点数的加减运算步骤，包括规格化处理。 4. 算术逻辑单元ALU： - 串行加法器与并行加法器的工作原理和差异。 - ALU的功能与结构，它是运算器中的核心逻辑部件。 复习目标聚焦于定点数和浮点数的运算，包括运算的表示方法、运算过程和溢出判断，以及海明码和CRC的计算。理解和掌握这些内容对于深入理解计算机内部工作原理至关重要。