什么是运算器

什么是运算器

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。下面是小编分享的相关内容，欢迎阅读，仅供参考。

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)。计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器;处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。

运算器的基本功能是完成对各种数据的加工处理，例如算术四则运算，与、或、求反等逻辑运算，算术和逻辑移位操作，比较数值，变更符号，计算主存地址等。运算器中的寄存器用于临时保存参加运算的数据和运算的中间结果等。运算器中还要设置相应的部件，用来记录一次运算结果的特征情况，如是否溢出，结果的符号位，结果是否为零等。

计算机所采用的运算器类型很多，从不同的角度分析，就有不同的分类方法。从小数点的表示形式可分为定点运算器和浮点运算器。定点运算器只能做定点数运算，特点是机器数所表示的范围较小，但结构较简单。浮点运算器功能较强，既能对浮点数，又能对定点数进行运算，其数的表示范围很大，但结构相当复杂。从进位制方面分为二进制运算器和十进制运算器。一般计算机都采用二进制运算器，随着计算机广泛应用于商业和数据处理，越来越多的机器都扩充十进制运算的功能，使运算器既能完成二进制的运算，也能完成十进制运算。

计算机中运算器需要具有完成多种运算操作的功能，因而必须将各种算法综合起来， ……此处隐藏751个字…… 位置“1”;无进位时，置“0”。在做减法时，如果不够减，最高有效位向前有借位(这时向前无进位产生)时，C 位置“1”;无借位(即有进位产生)时，C 位置“0”。

除上述状态外，状态寄存器还常设有保存有关中断和机器工作状态(用户态或核心态)等信息的一些标志位(应当说明，不同的机器规定的内容和标志符号不完全相同)，以便及时反映机器运行程序的工作状态，所以有的机器称它为“程序状态字”或“处理机状态字”(Processor Status Word，PSW )。

1)机器字长

机器字长是指参与运算的数据的基本位数。它决定了寄存器、运算器和数据总线的位数，因而直接影响到硬件的价格。字长标志着计算精度。为协调精度与造价，并满足多方面的要求，许多计算机允许变字长计算，例如半字长、全字长和双倍字长等。由于数和指令代码都放在主存中，因而字长与指令码长度往往有一个对应关系，字长也就影响到指令系统功能的强弱。计算机字长从 4 位、8 位、16 位、32 位到 64 位不等。机器字长可包含一个或多个字节。用于科学计算的机器，为了确保精度，需要较长的字长;用于数据处理、工业控制的机器，字长为 16 位或 32 位就能满足要求。

2)运算速度

它是计算机的主要指标之一。计算机执行不同的运算和操作所需的时间可能不同，因而对运算速度存在不同的计算方法。一般常用平均速度，即在单位时间内平均能执行的指令条数来表示，如某计算机运算速度为 100 万次 /秒，就是指该机在一秒钟内能平均执行 100万条指令(即 1MIPS)。有时也采用加权平均法(即根据每种指令的执行时间以及该指令占全部操作的百分比进行计算)求得的等效速度表示。