运算器的核心任务是进行数据的加工处理,包括算术运算(如加减乘除)和逻辑运算(如与、或、非),以及移位、比较和符号变换等。它内部的寄存器用于临时存储数据和运算中间结果。为了提供运算结果的特征信息,运算器设置了特定部件来检测溢出、结果的符号和是否为零等。
分类方法多样,根据小数点表示形式,分为定点运算器和浮点运算器。定点运算器适用于固定范围的定点数运算,结构简单但表示范围有限。浮点运算器功能强大,能处理浮点数,具有较大的表示范围,但结构复杂。
从进位制角度看,有二进制运算器和十进制运算器,现代计算机多用二进制运算器。不过,为了适应商业和数据处理的需要,一些机器扩展了十进制运算能力,实现了二进制与十进制运算的兼容。
浮点运算器通常由两个部分构成:阶码部件和尾数部件。阶码部件负责阶码的相加、相减和比较,而尾数部件则相当于通用定点运算器,能执行加减乘除。寄存器如AC、MQ和DR分别用于数据处理,如AC作为累加器,MQ存储乘商,DR存放操作数。
点协处理器,如Intel的80x87,是专为处理浮点运算和函数计算设计的协处理器。它与CPU异步并行工作,具有80位内部结构和8个80位寄存器堆栈,支持多种数据类型和浮点数格式,内置了出错管理和异常中断机制。
在CPU内,如奔腾处理器,浮点运算器被集成在芯片中,采用流水线设计,提高了运算速度。它内部配备了专用的加、乘、除运算器,以及支持IEEE754标准的浮点数处理能力,包括单精度和双精度格式。此外,还采用了新的算法和硬件来优化浮点运算效率。
扩展资料
运算器:arithmetic unit,计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作,以及移位、比较和传送等操作,亦称算术逻辑部件(ALU)。