Was ist die Hauptfunktion eines Mikrocomputers zur Durchführung arithmetischer und logischer Operationen?

Die Hauptfunktion des „Operators“ im Mikrocomputer besteht darin, arithmetische und logische Operationen durchzuführen. Die Recheneinheit ist eine funktionale Komponente im Computer, die Daten verarbeitet, und die Datenverarbeitung umfasst hauptsächlich arithmetische Operationen an Daten und logische Operationen an logischen Daten. Daher ist die Implementierung arithmetischer und logischer Operationen an Daten die Kernfunktion der Recheneinheit. Die Recheneinheit besteht aus einer Arithmetik-Logik-Einheit (ALU), einem Akkumulator, einem Statusregister, einer allgemeinen Registergruppe usw.; die Grundfunktionen der Arithmetik-Logik-Einheit sind Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division und ODER. NOT, XOR usw. Logische Operationen sowie Operationen wie Verschiebungen und Komplemente.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Die Hauptfunktion von 运算器 in einem Mikrocomputer besteht darin, arithmetische und logische Operationen auszuführen.

Recheneinheit: Recheneinheit, eine Komponente in einem Computer, die verschiedene arithmetische und logische Operationen ausführt.

Die Recheneinheit besteht aus einer arithmetischen Logikeinheit (ALU), einem Akkumulator, einem Statusregister, einer Allzweckregistergruppe usw. Die Grundfunktionen der Arithmetic Logic Unit (ALU) sind die vier Rechenoperationen Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division, logische Operationen wie AND, OR, NOT und XOR sowie Operationen wie Shift und Komplement. Bei laufendem Computer werden die Operationen und Operationsarten der Recheneinheiten von der Steuerung bestimmt. Die vom Bediener verarbeiteten Daten stammen aus dem Speicher; die verarbeiteten Ergebnisdaten werden in der Regel an den Speicher zurückgesendet oder im Bediener zwischengespeichert. Zusammen mit der Control Unit bildet es den Kernbestandteil der CPU.

Recheneinheit ist eine Funktionskomponente in einem Computer, die Daten verarbeitet. Die Datenverarbeitung umfasst hauptsächlich arithmetische Operationen an Daten und logische Operationen an logischen Daten. Daher ist die Implementierung arithmetischer und logischer Operationen auf Daten die Kernfunktion der Recheneinheit.

Die Grundfunktion der Recheneinheit besteht darin, die Verarbeitung verschiedener Daten abzuschließen, wie z. B. die vier arithmetischen Operationen, logische Operationen wie AND, OR und Negation, arithmetische und logische Verschiebungsoperationen, das Vergleichen von Werten, das Ändern von Symbolen und die Hauptberechnung Speicheradressen usw. . Die Register im Rechenwerk dienen der vorübergehenden Speicherung der an der Operation beteiligten Daten und der Zwischenergebnisse der Operation. Im Operator sollten auch entsprechende Komponenten eingerichtet werden, um die Eigenschaften eines Operationsergebnisses aufzuzeichnen, z. B. ob es überläuft, das Vorzeichenbit des Ergebnisses, ob das Ergebnis Null ist usw. Es gibt viele Arten von Operatoren, die in Computern verwendet werden, und es gibt unterschiedliche Klassifizierungsmethoden aus unterschiedlichen Perspektiven. Die Dezimalpunktdarstellung kann in Festkomma-Arithmetik und Gleitkomma-Arithmetik unterteilt werden. Die Festkomma-Recheneinheit kann nur Festkomma-Zahlenoperationen ausführen. Ihr Merkmal ist, dass der durch Maschinenzahlen dargestellte Bereich kleiner, die Struktur jedoch einfacher ist. Die Gleitkomma-Recheneinheit hat eine starke Funktion und kann sowohl Operationen mit Gleitkommazahlen als auch mit Festkommazahlen durchführen. Ihr Zahlendarstellungsbereich ist groß, ihre Struktur ist jedoch recht komplex. Unter dem Gesichtspunkt des Übertragssystems ist es in eine binäre Recheneinheit und eine dezimale Recheneinheit unterteilt. Im Allgemeinen verwenden Computer binäre Recheneinheiten. Da Computer in der Geschäfts- und Datenverarbeitung weit verbreitet sind, erweitern immer mehr Maschinen die Funktion der Dezimalarithmetik, sodass die Recheneinheiten sowohl binäre als auch dezimale Operationen ausführen können. Die Recheneinheit im Computer muss die Funktion haben, verschiedene Rechenoperationen auszuführen. Daher müssen verschiedene Algorithmen integriert werden, um eine vollständige Rechenkomponente zu entwerfen.

Leistungsindikatoren

1. Maschinenwortlänge

Die Maschinenwortlänge bezieht sich auf die Grundanzahl der an der Operation beteiligten Datenbits. Es bestimmt die Anzahl der Register, Operatoren und Datenbusse und wirkt sich somit direkt auf den Preis der Hardware aus. Die Wortlänge gibt die Rechengenauigkeit an. Um Genauigkeit und Kosten zu koordinieren und verschiedenen Anforderungen gerecht zu werden, ermöglichen viele Computer die Berechnung variabler Wortlängen, z. B. halbe Wortlänge, volle Wortlänge, doppelte Wortlänge usw. Da sowohl Zahlen als auch Befehlscodes im Hauptspeicher abgelegt werden, besteht häufig ein entsprechender Zusammenhang zwischen der Wortlänge und der Befehlscodelänge. Die Wortlänge beeinflusst auch die Stärke der Befehlssystemfunktion. Computerwortgrößen variieren zwischen 4, 8, 16, 32 und 64 Bit. Die Maschinenwortlänge kann aus einem oder mehreren Bytes bestehen. Maschinen, die für wissenschaftliche Berechnungen verwendet werden, benötigen eine längere Wortlänge, um die Genauigkeit sicherzustellen; für Maschinen, die für die Datenverarbeitung und industrielle Steuerung verwendet werden, kann eine Wortlänge von 16 oder 32 Bit die Anforderungen erfüllen.

2. Rechengeschwindigkeit

Sie ist einer der Hauptindikatoren eines Computers. Die Zeit, die Computer für die Durchführung verschiedener Berechnungen und Vorgänge benötigen, kann unterschiedlich sein. Daher gibt es unterschiedliche Berechnungsmethoden für die Berechnungsgeschwindigkeit. Die Durchschnittsgeschwindigkeit wird im Allgemeinen als die durchschnittliche Anzahl von Anweisungen ausgedrückt, die pro Zeiteinheit ausgeführt werden können. Beispielsweise beträgt die Betriebsgeschwindigkeit eines Computers 1 Million Mal/Sekunde, was bedeutet, dass der Computer durchschnittlich 1 Million Anweisungen in einer Sekunde ausführen kann (d. h. 1MIPS). Manchmal wird die äquivalente Geschwindigkeitsdarstellung mithilfe einer gewichteten Durchschnittsmethode ermittelt (d. h. basierend auf der Ausführungszeit jeder Anweisung und dem Prozentsatz dieser Anweisung an allen Vorgängen berechnet).

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