算术逻辑单元

逻辑加又叫“或”逻辑运算，运算符号是 “+”或“∨”。其运算规则是，只要A、B、 C中任一为“1”时，其“或”的结果F就为 “1”，只有当A、B、C都为“0”，其结果F 才为“0”。
F ＝A ∨ B ∨ C ∨ …＝A＋B＋C+… （字母A、B、C等表示逻辑变量）
3.1.1.2.逻辑乘
逻辑乘又叫“与”逻辑运算，运算符号是 “·”或“∧”。其运算规则是，只有当A、 B、C均为“1”时，其“与”的结果F才为 “1”，否则为“0”。
F(A) = A
3.1.4. 逻辑代数基本定律
0-1律 互补律
重叠律
A 1 1 A0 0 A A 1 A A 0
交换律
反演律
A A A A A A A B B A A B B A
A B A B
AA
( A B) C A ( B C ) ( A B) C A ( B C )
3.1.7. 逻辑代数的化简
一个逻辑函数可以有多种不同的表达式，实现这 些表达式的逻辑线路也有许多种。为了使逻辑设 计简单，尽量少使用元件，把电路设计得更合理 ，一般都要把逻辑表达式进行化简。 常用化简方法有: ⑴ 合并项法 ⑵ 吸收法 ⑶ 配项法 ⑷ 卡洛图法
3.1.8. 逻辑函数的表示方法
(1).真值表是用来描述逻辑函数的值与它的 逻辑变量之间关系的表格。 (2). 逻辑表达式是用逻辑运算符把逻辑变量 连接在一起表示某种逻辑关系的表达式。 (3).逻辑图是根据逻辑表达式用线段把逻辑 符号连接起来，实现逻辑表达式功能的图。 (4).卡诺图是真值表的图形化，因此也称真 值图。卡诺图主要用来化简逻辑函数。它 具有直观、明了、易于化简等优点。
第三章 CPU子系统
运 算 部 件 寄 存 器 寄 存 器 控 制 部 件
运算器
控制器
本章主要讨论
逻辑代数与逻辑电路基础(补充)
Leabharlann BaiduCPU组成
运算器 控制器 数据通路结构 与外部的连接
CPU工作原理
指令的执行过程
本章知识架构：
CPU子系统
CPU组成原理 运算器组 成和运算 方法 定 点 乘 法 定 点 除 法 浮 点 运 算 控制器 原理 组合逻辑 控制方式 基 本 思 想 控 制 器 组 成 工 作 过 程
AB AB A
AB A B A B AB
( A B)( A B ) A
AB A C AB A C
3.1.6. 逻辑代数基本规则
(1).代入规则：任何一个含有变量A的等式，如果将所有出 现A的位置都用同一个逻辑函数代替，则等式仍然成立。 这个规则称为代入规则。 (2).反演规则：对于任何一个逻辑表达式Y，如果将表达式 中的所有“· ”换成“＋”，“＋”换成“· ”，“0”换 成“1”，“1”换成“0”，原变量换成反变量，反变量 换成原变量，那么所得到的表达式就是函数Y的反函数Y （或称补函数）。这个规则称为反演规则。 (3).对偶规则：对于任何一个逻辑表达式Y，如果将表达式 中的所有“· ”换成“＋”，“＋”换成“· ”，“0”换 成“1”，“1”换成“0”，而变量保持不变，则可得到 的一个新的函数表达式Y‘，Y’称为函Y的对偶函数。这个规 则称为对偶规则。
逻辑代数中的函数简称为逻辑函数，它是 描述逻辑变量关系的函数。 逻辑函数也是一种变量，这种变量随其 它变量的变化而改变，逻辑函数可表示为 F=f(A1,A2,…,Ai,…,An) 在逻辑代数中，表示逻辑函数的方法有三 种：逻辑表达式、真值表和卡诺图。
3.1.2.1 逻辑表达式
逻辑表达式是用公式表示的函数与变量之 间关系的一种方法。例如，有两个逻辑变 量A和B，当它们的取值相异时，函数F的值 为 1 ，否则为 0 。对于这样一种函数关系， 它的逻辑表达式为： F=f(A,B)=AB+AB
3.1.1. 逻辑变量 逻辑变量:
逻辑代数的变量简称为逻辑变量，它是 赋以逻辑属性值真或假的变量。逻辑代数 是一种二值代数，逻辑变量只有0、1两种 取值。只有三种最基本的运算，即逻辑加 （“或”运算）、逻辑乘（“与”运算） 及逻辑非（“非”运算），逻辑代数中的 一切其它运算都由这三种运算构成。
3.1.1.1.逻辑加
F ＝A ∧ B ∧ C ∧ …＝A· B· C·… … （字母A、B、C等表示逻辑变量）
3.1.1.3.逻辑非
逻辑非也叫“非”运算，又叫逻辑求反， 运算符号为“ˉ”。“非”运算的运算规则 是，当A为“1”时，即为“0”；当A为“0” 时，为“1”
F=A （字母A表示逻辑变量）
3.1.2.逻辑函数
CPU工作机制（设计模型机）
时序 控制
主机和外设 的信息交换
连接 方式 传送控 制方式
微程序控 制方式
基 本 思 想
控 制 器 组 成
工 作 过 程
微指令 编码和 微地址 形成
查 中 询 断
D M A
第一节 逻辑代数与逻辑电路(补充)
3.1
3.2
逻辑代数
逻辑电路基础
3.1
逻辑代数
逻辑代数是对二值变量进行逻辑运算的代 数，可以对所计算的量进行“或”、 “与”、“非”等逻辑运算，它是形式逻 辑的一个分支，是由英国数学家、逻辑学 家乔治．布尔建立和发展起来的，所以常 称为“布尔代数”（Boolean algebra）。
3.1.2.2. 真值表
真值表则是用表格表示函数与变量关系的一种方法。
3.1.3. 基本的逻辑关系式
⑴ “与 ”逻辑 功能定义为： F(A,B)= 1 0 A=B=1 其他情况
逻辑表达式为：F=A· B （有时也写成F=A∧ B） (2)“或”逻辑 0 A=B=0 功能定义为: F(A,B)= 1 其他情况 逻辑表达式为：F=A+B (3)“非”逻辑 F(A) = 功能定义为: 逻辑表达式为： （有时也写成F=AVB） 1 0 A=0 A=1
A (B C ) A B A C A ( B C ) ( A B) ( A C )
A B A B
还原律
结合律
分配律
3.1.5. 逻辑代数常用公式
A AB A
A AB A B
A( A B) A
AB A C BC AB A C