第三章运算器和运算方法.pptVIP

第3章 运算器和运算方法;3.1 定点运算器的组成和结构; CPU的结构 ;3.1.1 算术逻辑运算单元（ALU）;3.1.2 通用寄存器组; 如上图所示，8086微处理器有14个16位寄存器，包括8个通用寄存器，1个指令指针寄存器，1个标志寄存器，4个段寄存器。它们都有名称，编程时使用其名称代表其保存的内容。;3.1.3 状态寄存器;3.1.4 数据通路;; 在图中，MUX1和MUX2分别是两个多路数据选择器，用来选择当前哪两组数据送到ALU中。MUX1数据有两个来源：通用寄存器的输出和指令中的相对位移量。MUX2数据有3个来源：通用寄存器的输出、数据寄存器的输出和程序计数器的输出。ALU的输出信息通过内部数据总线送到通用寄存器中。 如果通用寄存器有两个输出端口RA和RB，有一个输入端口RL。寄存器中的数据用补码表示。并且寄存器1用R1表示，寄存器2用R2表示，寄存器3用R3表示。运算之前R1=1100，R2=0110，V、Z、C、N标志位都为0。进行下面的操作后，请问标志位V、Z、C、N和R3的值如何变化？; 1．R1+R2，结果送到R3中 操作过程：R1的内容通过端口RA输出，MUX1将RA的内容送入ALU的A输入端；R2的内容通过端口RB输出，MUX2将RB的内容送入ALU的B输入端。ALU进行A+B操作，从Y输出端输出结果，并存入R2寄存器中。 ALU中的运算： 1100 + 0110 10010 送往进位位 所以R3=0010，标志位C由0变为1，其他标志位不变。; 2．求与R1相补的数 操作过程：R1的内容通过端口RB输出，经过MUX2的选择，将RB的内容送入ALU的B输入端。在MUX1处选择常数“0”送入ALU的A输入端，ALU进行A-B操作，从Y输出端输出结果，并存入R3寄存器中。由于运算器要进行的是补码运算，A-B的功能是通过[A]补+[-B]补来完成的。 ALU中的运算： [A]补 0000 + [-B]补 0100 [0-B]补 0100 所以R3=0100，结果为负，N标志位由0变为1，其他标志位不变。; 3．利用运算器计算操作数地址或转移地址 如果当前执行转移指令，转移地址由程序计数器的值加上相对位移量得出。 操作过程：MUX1选择指令寄存器中的相对位移量送入ALU的A输入端，MUX2选择程序计数器PC的内容送入ALU的B输入端，ALU进行A+B运算，从Y输出端输出结果，并存入PC中，即为转移地址。下次执行指令就从转移地址开始执行。; 4．关于移位操作 这里以4位二进制数最左边一位为符号位为例，来说明移位操作的规则和操作结果。 （1）算术左移SAL 原数X3X2X1X0 算术左移一位之后变为 可见，算术左移时，最高位被移出，用0来补充最低位。移位后的结果（如果没有溢出发生）是原数的2倍。在没有溢出的情况下，如果左移n位，则移位后的结果是原数的2n倍；若有溢出情况发生，则移位后的结果数据不定。; （2）算术右移SAR 原数X3X2X1X0 算术右移一位之后变为 可见，算术右移时，最低位被移出，最高位保持不变。移位后的结果（如果没有溢出发生）是原数的1/2。在没有溢出的情况下，如果右移n位，则移位后的结果是原数的1/2n；若有溢出情况发生，则移位后的结果数据不定。; （3）逻辑左移SHL 原数X3X2X1X0 逻辑左移一位之后变为 可见，逻辑左移时，最高位被移出，用0来补充最低位，结果与算术左移相同。 （4）逻辑右移SHR 原数X3X2X1X0 逻辑右移一位之后变为 可见，逻辑右移时，最低位被移出，最高位用0补充，结果与算术右移不同。; （5）循环左移ROL 原数X3X2X1X0 循环左移一位之后变为 可见，循环左移时，所有的位顺序向左移一位，最低位由最高位循环移入。 （6）循环右移ROR 原数X3X2X1X0 循环右移一位之后变为 可见，循环右移时，所有的位顺序向右移一位，最高位由最低位循环移入。; （7）带进位的循环左移RCL