운영자의 주요 업무는 무엇인가요?

계산기의 주요 기능은 산술 및 논리 연산을 완료하는 것입니다. 산술단위는 데이터를 처리하는 컴퓨터의 기능적 구성요소이다. 데이터 처리에는 주로 데이터에 대한 산술 연산과 논리 데이터에 대한 논리 연산이 포함된다. 따라서 산술 단위의 핵심 기능은 데이터에 대한 산술 및 논리 연산을 구현하는 것이다. 산술 장치의 기본 기능은 4가지 산술 연산, AND, OR, 부정과 같은 논리 연산, 산술 및 논리 시프트 연산, 값 비교, 기호 변경, 주 메모리 주소 계산 등 다양한 데이터 처리를 완료하는 것입니다. , 등.

이 튜토리얼의 운영 환경: Windows 7 시스템, Dell G3 컴퓨터.

연산자의 주요 기능은 산술 연산과 논리 연산을 완료하는 것입니다.

산술 단위: 다양한 산술 및 논리 연산을 수행하는 컴퓨터의 구성 요소인 산술 단위입니다.

산술 장치는 산술 논리 장치(ALU), 누산기, 상태 레지스터, 범용 레지스터 그룹 등으로 구성됩니다. ALU(Arithmetic Logic Operation Unit)의 기본 기능은 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈의 4가지 산술 연산과 AND, OR, NOT, XOR 등의 논리 연산과 Shift, Complement 등의 연산입니다. 컴퓨터가 실행 중일 때 산술 장치의 작동 및 작동 유형은 컨트롤러에 의해 결정됩니다. 운영자가 처리한 데이터는 메모리에서 나오며, 처리된 결과 데이터는 일반적으로 메모리로 다시 전송되거나 운영자에 임시 저장됩니다. 제어 장치와 함께 CPU의 핵심 부분을 구성합니다.

산술 단위는 데이터를 처리하는 컴퓨터의 기능적 구성 요소입니다. 데이터 처리에는 주로 데이터에 대한 산술 연산과 논리적 데이터에 대한 논리 연산이 포함됩니다. 따라서 데이터에 대한 산술 및 논리 연산을 구현하는 것이 산술 단위의 핵심 기능입니다.

산술 장치의 기본 기능은 4가지 산술 연산, AND, OR, 부정과 같은 논리 연산, 산술 및 논리 시프트 연산, 값 비교, 기호 변경 및 연산과 같은 다양한 데이터 처리를 완료하는 것입니다. 주 메모리 주소를 계산하는 중입니다.

연산자에 있는 레지스터는 연산에 참여하는 데이터와 연산의 중간 결과를 임시로 저장하는 데 사용됩니다. 오버플로 여부, 결과의 부호 비트, 결과가 0인지 여부 등과 같은 연산 결과의 특성을 기록하기 위해 해당 구성 요소도 연산자에 설정되어야 합니다.

연산자의 종류

컴퓨터에 사용되는 연산자에는 여러 가지 관점에서 분석해보면 다양한 분류 방법이 있습니다.

• 소수점 표현은 고정소수점 연산과 부동소수점 연산으로 나눌 수 있습니다.

  • 고정 소수점 연산 장치는 고정 소수점 숫자 연산만 수행할 수 있으며, 기계 번호로 표현되는 범위는 작지만 구조가 더 간단하다는 것이 특징입니다.

  • 부동 소수점 연산 장치는 부동 소수점 숫자와 고정 소수점 숫자 모두에 대해 작동할 수 있는 강력한 기능을 가지고 있지만 숫자 표현 범위는 상당히 복잡합니다.

• 은 캐리 방식에 따라 이진 계산기와 십진 계산기로 구분됩니다.

  • 일반 컴퓨터는 이진 연산 장치를 사용합니다. 컴퓨터가 비즈니스 및 데이터 처리에 널리 사용됨에 따라 점점 더 많은 기계가 십진 연산 기능을 확장하여 연산 장치가 이진 연산과 십진 연산을 모두 수행할 수 있게 되었습니다.

컴퓨터의 연산 장치는 다양한 컴퓨팅 작업을 완료할 수 있어야 하므로 완전한 컴퓨팅 구성 요소를 설계하려면 다양한 알고리즘을 통합해야 합니다.

산술 단위의 연산 방법

산술 단위의 연산, 특히 4가지 산술 연산을 구현하려면 합리적인 연산 방법을 선택해야 합니다. 이는 연산장치의 성능에 직접적인 영향을 미치며, 연산장치의 구조 및 비용과도 관련이 있습니다. 또한, 수치계산을 수행할 때 결과의 유효숫자가 길어질 수 있으며, 특정 개수의 유효숫자를 가로채야 하므로 최하위숫자를 반올림하는 문제가 발생한다. 선택한 반올림 규칙은 계산 결과의 정확성에도 영향을 미칩니다. 숫자에 대한 컴퓨터 표시 방법을 선택할 때 다음 요소를 충분히 고려해야 합니다. 표시할 숫자의 유형(십진수, 정수, 실수 및 복소수): 표시 방법, 표시할 수 있는 값의 범위를 결정합니다. 직면: 저장 및 처리 능력을 결정합니다. 수치 정확도: 데이터 저장 및 처리에 필요한 처리 능력과 관련된 하드웨어 비용: 비용.

일반적으로 사용되는 두 가지 형식: 고정 소수점 형식: 고정 소수점 형식은 제한된 숫자 범위를 허용하지만 상대적으로 간단한 처리 하드웨어가 필요합니다. 부동 소수점 형식: 큰 숫자 범위를 허용하지만 상대적으로 복잡한 처리 하드웨어가 필요합니다.

1. 고정 소수점 숫자 표현: 고정 소수점은 소수점 위치가 고정되어 있음을 의미하며 일반적으로 고정 소수점 순수 정수와 순수 소수점으로 구분됩니다.

2. 부동소수점 수 표현: 표현해야 하는 값의 범위가 매우 다양하여 저장 및 계산에 많은 불편이 따르기 때문에 부동소수점 연산이 등장합니다.

부동소수점 표현, 즉 소수점의 위치가 부동입니다. 아이디어는 과학적 표기법에서 비롯됩니다. IEEE754 부동 소수점 숫자(보다 특수한) 부동 소수점 숫자의 표준화: 주로 동일한 부동 소수점 숫자 표현의 고유하지 않은 문제를 해결합니다. 를 지정합니다. 그렇지 않으면 가수를 왼쪽이나 오른쪽으로 이동해야 합니다.

머신 0의 개념: 가수가 0이거나 지수 값이 표현할 수 있는 가장 작은 숫자보다 작습니다.

3. 십진수 문자열의 표현 방법: 사람들이 십진법에 익숙하기 때문에 컴퓨터에서 십진수 연산에 대한 지원을 추가해야 합니다. 두 가지 방법: 10진수를 2진수로 변환하여 연산한 다음, 출력할 때 2진수를 10진수로 변환합니다. 직접 십진수 산술. 직접 연산의 표현 방법: 문자열 형식: 비숫자 계산 필드에 사용, 압축된 십진 문자열: 고정 길이와 가변 길이의 두 가지 유형으로 구분됩니다. 해당 소수 연산자 및 명령어 지원이 필요합니다.

4. 사용자 정의 데이터 표현: 식별자 데이터 표현, 설명자 데이터 표현. 차이점: 식별자는 각 데이터에 연결되고 두 개는 저장 장치에 함께 저장되는 반면 디스크립터 표현에서는 디스크립터가 데이터와 별도로 저장되어야 하며 디스크립터에 먼저 액세스한 다음 데이터에 액세스합니다. 하나 이상의 추가 메모리 액세스가 추가됩니다. 설명 기호는 데이터의 일부가 아니라 프로그램의 일부입니다. 원본 코드: 보다 자연스러운 표현으로, 가장 높은 비트는 기호를 나타내며, 0은 양수, 1은 음수입니다. 장점: 간단하고 이해하기 쉽다. 단점: 덧셈과 뺄셈 연산이 복잡합니다. 보완 코드: 덧셈과 뺄셈 연산이 편리하며, 뺄셈을 덧셈으로 변환할 수 있습니다. 고정 소수점 소수점 보수. 고정 소수점 정수의 보수 및 보수: 보수 계산의 편의를 위해 도입되었습니다. 보수 코드에서 보수 코드를 찾습니다. 부호 위치는 1이고, 각 비트를 반전하고 마지막 비트에 1을 더합니다. 프레임 코드: 주문 코드를 나타내는 데 사용됩니다. 두 프레임 코드는 크기 비교가 쉽고 주문 매칭에 편리합니다.

ASCII 코드 입력 코드: 한자를 입력하는 데 사용됩니다. 글꼴 코드: 한자를 표시하는 데 사용됩니다. 나머지 처리 방법에는 두 가지가 있습니다. 나머지 방법 복원: 작업 단계가 불확실하고 제어가 복잡하며 컴퓨터 작업에 적합하지 않습니다. 교대 덧셈 및 뺄셈 방법: 나머지는 복구되지 않으며 작업 단계가 결정되며 컴퓨터 작업에 적합합니다. 논리수 개념: 부호 없는 이진수. 4가지 논리 연산: 논리 부정, 논리 덧셈, 논리 곱셈, 논리 배타. 다기능 산술/논리 연산 장치(ALU) 병렬 캐리, 진행파 캐리 가산기/감산기는 두 가지 문제가 있습니다. 연산 시간이 길고 진행파 캐리 가산기/감산기는 덧셈과 뺄셈만 완료할 수 있지만 논리 연산은 완료할 수 없습니다. 제어 단자 M은 다음과 같습니다. 산술 연산 또는 논리 연산을 제어하는 ​​데 사용됩니다. 두 연산의 차이점은 캐리를 처리할지 여부입니다. M=0이면 캐리에 영향이 없으며 산술 연산이고, M=1이면 캐리가 차단되고 논리 연산입니다. 정논리에서는 "1"이 높은 레벨로 표현되고, "0"이 낮은 레벨로 표현되는 반면, 부논리는 그 반대입니다. 논리와 부논리의 관계는 정논리의 "AND"가 부논리에서는 "OR", 즉 +·가 바뀌는 것입니다.

내부 버스, 버스 분류: 내부 버스, 외부 버스(시스템 버스), 통신 버스. 버스는 편도버스와 왕복버스로 나눌 수 있습니다. 래치가 있는 버스는 버스 다중화를 실현할 수 있습니다. 산술 장치에는 ALU, 배열 곱셈 및 나눗셈 장치, 레지스터, 멀티플렉서, 3상태 버퍼, 데이터 버스 및 기타 논리 구성 요소가 포함됩니다. 산술 장치의 설계는 주로 ALU와 레지스터 및 데이터 버스 사이에서 피연산자와 연산 결과를 전송하는 방법을 중심으로 이루어집니다. 연산 장치에는 세 가지 구조 형태가 있습니다. 단일 버스 구조 연산 장치: 이 구조의 주요 단점은 연산 진행이 느리지만 제어 회로가 상대적으로 간단하다는 것입니다. 이중 버스 구조를 갖춘 산술 장치입니다. 3버스 구조 연산 장치: 3버스 구조 연산 장치는 빠른 작동 시간이 특징입니다.

성능 지표

1. 기계어 길이

기계어 길이는 연산에 포함된 데이터의 기본 비트 수를 나타냅니다. 이는 레지스터, 운영자 및 데이터 버스의 수를 결정하므로 하드웨어 가격에 직접적인 영향을 미칩니다. 단어 길이는 계산 정밀도를 나타냅니다. 정확성과 비용을 조정하고 다양한 요구 사항을 충족하기 위해 많은 컴퓨터에서는 절반 단어 길이, 전체 단어 길이, 이중 단어 길이 등과 같은 가변 단어 길이 계산을 허용합니다. 숫자와 명령 코드는 모두 주 메모리에 저장되므로 단어 길이와 명령 코드 길이 사이에 상응하는 관계가 있는 경우가 많습니다. 단어 길이도 명령 시스템 기능의 강도에 영향을 미칩니다. 컴퓨터 워드 크기는 4, 8, 16, 32에서 64비트까지 다양합니다. 기계어 길이는 하나 이상의 바이트로 구성될 수 있습니다. 과학 컴퓨팅에 사용되는 기계는 데이터 처리 및 산업 제어에 사용되는 기계의 정확성을 보장하기 위해 더 긴 단어 길이가 필요하며, 16비트 또는 32비트의 단어 길이가 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

2. 작동 속도

컴퓨터의 주요 지표 중 하나입니다. 컴퓨터가 다양한 계산과 작업을 수행하는 데 필요한 시간이 다를 수 있으므로 계산 속도에 대한 계산 방법도 다릅니다. 평균 속도는 일반적으로 단위 시간당 실행할 수 있는 평균 명령 수로 표시됩니다. 예를 들어, 컴퓨터의 작동 속도는 100만 회/초이므로 컴퓨터는 1초에 평균 100만 개의 명령을 실행할 수 있습니다. (즉, 1MIPS). 때로는 동등한 속도 표현을 얻기 위해 가중 평균 방법(즉, 각 명령어의 실행 시간과 모든 작업에서 명령어의 백분율을 기준으로 계산)도 사용됩니다.

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