3.2 定点运算器的组成和结构-2

送R3。
图3-7并思考操作
讲解操作过程：
过程和操作后Z，
①R1的内容通过端口RA输出，
N，C，V和R3的
MUX1选择RA的内容进入ALU的A输入 值分别是多少？
端；
②R2的内容通过端口RB输出，
MUX2选择RB的内容送入ALU的B输入
端。
③令ALU作A+B算术加法操作，从
Y输出端输出结果，并存入R3寄存器
出，最高位保持 不变。
（2）算术左移：
原数X3X2X1X0
X3
X2
X1
X0
算术左移一位后，变为：
X2
X1
X0
0
学生观察移动前 后变化，找出算 术左移规律： 所有位向左移一 位，最高位被移 出，最低位由0补
充。
小结：移位后的结果（如果没有溢
出发生）是原数的2倍。如果左移n位
（没有溢出发生），则移位后的结果是
中。
ALU中的运算：
[A]补
0110
+ [B]补
1100
[A+B]补 1 0 0 1 0
运算结果：R3=0011，标志位C=1，
其余不变
（2）第二种操作：求与R1相补的 数（取负数）。
讲解操作过程： ①R1的内容通过端口RB输出， MUX2选择送到ALU的B输入端；
学生认真看书P38 图3-7并思考操作 过程和操作后Z，
板 3.2.4 数据通路
书
MUX1 MUX2
3.2.5 运算器的基本结构
设
1、单总线结构的运算器
计
2、双总线结构的运算器
3、三总线结构的运算器
教 后 札 记
通用 寄存器 B ALU A 特殊 寄存器 通用 寄存器 特殊寄存器 A L U 特殊寄存器
总线2 总线1
通用 寄存器 ALU 特殊 寄存器
缓冲器
X2
X1
X0
逻辑左移一位后，变为：
X2
X1
X0
0
小结：结果与算术左移不同
（5）循环右移：
原数X3X2X1X0
X3
X2
X1
X0
循环右移一位后，变为：
X0
X3
X2
X1
（6）循环左移：
原数X3X2X1X0
X3
X2
X1
X0
循环左移一位后，变为：
X2
X1
X0
X3
（7）带进位的循环右移：
原数X3X2X1X0
C
X3 X2 X1 X0
②MUX1处选择常数“0”送入ALU的 N，C，V和R3的
A输入端。
值分别是多少？
③令ALU作A-B算术运算功能，从Y
输出端输出结果，并存入R3寄存器
中。
ALU中的运算：
[A]补
0000
+ [-B]补 [0-B]补
1010 1010
运算结果：R3=1010，N（符号位）
为1，其他标志不变。
（3）第三种操作：利用运算器计 算操作数地址或转移地址。
概念：
运算器的所有部件都接到一条总线
上的运算结构是单总线结构的运算器。 学生了解单总结
特点：
结构的概念和特
这种结构的运算器，数据可以在任 点
何两个寄存器之间，或者在任一个寄存 学生观察单总线
器和ALU之间传送。在同一时间内， 结构运算器图，
只能有一个操作数在总结线上。
说出数据输入，
缺点：操作速度慢
运算，输出过程
概念：运算器的所有部件都接到三条总
线上的运算结构是双总线结构的运算
器。
特点：在三总线结构运算器中， ALU的两个输入端分别由两条总线供 给，而ALU的输出则与第三条总线相 连。
学生了解单总结 结构的概念和特 点 学生观察单总线 结构运算器图， 说出数据输入， 运算，输出过程
作业： P46 T5
3.2 定点运算器的组成和结构
X0
C X3 X2 X1
（7）带进位的循环左移：
原数X3X2X1X0
C
X3 X2 X1 X0
循环右移一位后，变为：
X3
X2 X1 X0 C
位，最高位由最 低位循环移入 学生观察并找出 带进位循环左移 规律： 所有位向左移一 位，最低位由最 高位循环移入
板书： 3.2.5 运算器的基本结构
1、单总线结构的运算器
3.2.4 数据通路
答：
提问：一台计算机的各位功能部件要互 信号包括数据和
相连接，信号才能顺利传送，那么被传 控制信号。
送的信号指哪些？
数据通路概念：
学生识记概念
我们通常把从一个功能部件向另一
个功能部件传送数据所经过的功能部
件、总线等称为数据通路。
举例：MUX1和MUX2就是数据通
路。
提问：请仔细观察P38的图3-7，找出 MUX1的数据来源于哪几方面？ 小结：
课时数 NO：
年 月 日 星期
教学 3.2 定点运算器的组成和结构（第2课时） 内容
知识与技能： 了解数据通路概念及应用，运算器的三种结构 教学
过程与方法： 通过实例讲解，实践练习掌握教学内容 目的
情感态度与价值观：培养学生分析、理解问题的能力以及学习兴 要求
趣和积极性。
教学 数据通路概念及应用，运算器的三种结构 重点
原数的2n倍，若有溢出发生，则移位后
的结果数据不定。
学生观察移动前
后变化，找出逻
（3）逻辑右移：
辑右移规律：
原数X3X2X1X0
X3
X2
X1
X0
逻辑右移一位后，变为：
所有位向右移一 位，最低位被移 出，最高位由0补
0
X3
X2
X1
充。
小结：结果与算术右移不同。
（4）逻辑左移：
原数X3X2X1X0
X3
MUX1数据有三个来源： （1）通用寄存器的输出 （2）指令中的相对位置移量 （3）常数“0”
学生认真观察， 举手回答
师生共同小结
提问：请仔细观察P38的图3-7，找出 MUX2的数据来源于哪几方面？
MUX2的数据也有三个来源： （1）通用寄存器的输出 （2）程序计数器的输出 （3）数据寄存器的输出
教学 移位操作 难点
教学 讲练结合 方法
教学 计算机、多媒体幻灯片演示 用具
教师主导活动
学生主体活动
复习提问：
1、定点运算器有哪几部分组成？
2、算术逻辑运算单元ALU的主要功 学生思考并举手
能是什么？
回答
3、通用寄存器和状态寄存器的作用
是什么？
新课讲授：
板书： 3.2 定点运算器的组成和结
构
学生思考并回
时PC中就为转移址了。
（4）第四种操作：关于移位操 作。
以4位二进数最左边一位为符号位为
例，说明移位操作的规则和操作结果。
（1）算术右移：
原数X3X2X1X0
学生观察移动前
教
X3
X2
X1
X0
后变化，找出算
学 算术右移一位后，变为：
术右移规律：
过 程
X3
X3
X2
X1
所有位向右移一 位，最低位被移
小结：移位后的结果是原数的二分 之一。如果右移n位，则移位后的结果 是原数的2n分之一。
假设当前执行转移指令，转移地址
学生认真看书P38 图3-7并思考操作 过程
源自文库
由程序计数器的值加上相对位移量得
出。
讲解运算器计算转移地址的过程：
①MUX2选择程序计数器PC的内容
送往ALU的B输入端；
②MUX1选择指令寄存器中的相对
位移量到ALU的A输入端
③令ALU做A+B算术加运算，从Y
输出的内容送往程序计数器PC中，这
学生观察并找出 逻辑左移规律： 所有位向左移一 位，最高位被移 出，最低位由0补 充。
学生观察并找出 循环右移规律： 所有位向右移一 位，最高位由最 低位循环移入。
学生观察并找出 循环左移规律： 所有位向左移一 位，最低位由最 高位循环移入。
学生观察并找出 带进位循环右移 规律： 所有位向右移一
循环右移一位后，变为：
学生认真观察， 举手回答
师生共同小结
思考：假设通用寄存器组有两个输入端 RA和RB，一个输出端RI，寄存器1为 学生倾听 R1，寄存器2为R2，寄存器3为R3表 示，运算之前R1=0110，R2=1100，
Z，N，C，V标志位全为0。进行下面 的操作后，标志位Z，N，C，V和R3的 值如何？
（1）第一种操作：R1加R2，结果 学生认真看书P38
单总线结构运算器的图：
2、双总线结构的运算器 概念：运算器的所有部件都接到二
条总线上的运算结构是双总线结构的运
算器。
特点：两条数据线各自把其数据传 学生了解双总结
送到ALU的输入端。
结构的概念和特
双总线结构运算器的图：
点
学生观察双总线
结构运算器图，
说出数据输入，
板书： 3、三总线结构的运算器
运算，输出过程
缓冲器
总线3 总线2 总线1