สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ (Computer Architecture)
-
Upload
bryar-kidd -
Category
Documents
-
view
52 -
download
9
description
Transcript of สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ (Computer Architecture)
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 1
สถาปั�ตยกรรม คอมพิ�วเตอร�
(Computer Architecture)
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 2
บทท��3การค�านวณทาง
คณ�ตศาสตร�หน�วยปัระมวลผล
ทางคณ�ตศาสตร�และ ตรรกะ (ALU)
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 3
หน�วยปัระมวลผลทางคณ�ตศาสตร�และตรรกะ
หน�วยปัระมวลผลทางคณ�ตศาสตร�และตรรกะ
ALU เปั�นส�วนปัระกอบที่��เปั�นอ�เล็�กที่รอน�กส�ที่��ใช้�พิ !นฐานที่างดิ�จิ�ตอล็ล็อจิ�ก ที่&าหน�าที่��ปัระมวล็ผล็ในคอมพิ�วเตอร�ที่) !งที่างดิ�านคณิ�ตศาสตร�แล็ะตรรกะ โดิยซี�พิ�ย/จิะม� ALU ปัระกอบอย/�ภายในซี�พิ�ย/ โดิยซี�พิ�ย/จิะใช้�งาน ALU ร�วมก)บหน�วยควบค1ม (Control Unit) ร�จิ�สเตอร� หน�วยความจิ&า แล็ะอ1ปักรณิ�อ�นพิ1ต/เอาต�พิ1ต ร/ปั 31. จิะเห�นว�า ALU อย/�ภายในซี�พิ�ย/โดิยม�ซี�พิ�ย/ควบค1มการที่&างาน แล็ะม�ร�จิ�สเตอร�ส&าหร)บส�งข้�อม/ล็เข้�าส/� ALU หล็)งจิากน)!นผล็ล็)พิธ์�ที่��เก�ดิจิากการปัระมาล็ผล็ข้อง ALU จิะเก�บไว�ที่��ร �จิ�สเตอร�เช้�นก)น ร�จิ�สเตอร�น�!ที่&าหน�าที่��เปั�นหน�วยเก�บข้�อม/ล็ช้)�วคราว หล็)งจิากน)!นจิะน&ามาเก�บไว�ในหน�วยความจิ&าโดิยการควบค1มข้องซี�พิ�ย/
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 4
ALUALU
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 5
การเปัล��ยนเปั"นค�าตรงข้$ามการเปัล��ยนเปั"นค�าตรงข้$าม ใช้$ - -sign and magnitude
21 00010101+ =- 21 10010101= -sign and-magnitude
ใช้$ 2’s complement21 = 000101012
s complement= 11101010กล็)บค�า
แต�ล็ะบ�ต+ 1
-21 = 11101011
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 6
การบวกและการลบการบวกและการลบ ใช้$ 2’s complement :
- ใช้$หล(ก a-b = a+(-b)- ไม�ค�ดต(วทด และค�าส+งส,ดไม�เก�นข้องจำ�านวนบ�ต
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 7
การบวกและการลบการบวกและการลบ ใช้$ 1’s complement :
- ถ$าม�ต(วทดเก�ดข้./น จำะน�าไปับวกเข้$าก(บค�าผลล(พิธ์�ท��ได$
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 8
การค+ณการค+ณ จำ�านวนเต1มไม�ม�เคร2�องหมาย :
- ต(/งต(วค+ณให$ต�าแหน�งข้วาส,ดตรงก(บต(วต(/ง- ผลค+ณย�อยท��เก�ดข้./นต�าแหน�งข้วาส,ดให$ตรงต(วค+ณ- น�าผลค+ณย�อยมารวมก(น
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 9
การค+ณการค+ณ จำ�านวนเต1มม�เคร2�องหมาย (บวก)
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 10
การค+ณการค+ณ จำ�านวนเต1มม�เคร2�องหมาย (ลบ)
ผ�ดิ ถ/ก (ข้ยายผล็ค/ณิย�อย)
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 11
การค+ณการค+ณ อ(ลกอร�ท.�มข้องบ+ธ์
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 12
การค+ณการค+ณ
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 13
การหารการหาร
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 14
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 15
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 16
การบวกและลบเลข้ทศน�ยมการบวกและลบเลข้ทศน�ยม การตรวจำสอบค�า 0 การปัร(บเลข้ช้�/ก�าล(งให$เท�าก(น ท�าการบวกหร2อลบค�าข้องจำ�านวนน(/น (Mantissa) ปัร(บให$อย+�ในร+ปัแบบท(�วไปั
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 17โฟล็ว�ช้าร�ตแสดิงการบวกแล็ะล็บเล็ข้ที่ศน�ยม
(Z <--X+-Y)
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 18
การค+ณเลข้ทศน�ยมการค+ณเลข้ทศน�ยม
โฟล็ว�ช้าร�ตแสดิงการค/ณิเล็ข้ที่ศน�ยม (Z <-- X x Y)
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 19
การหารเลข้ทศน�ยมการหารเลข้ทศน�ยม
โฟล็ว�ช้าร�ตแสดิงการค/ณิเล็ข้ที่ศน�ยม (Z <-- X / Y)
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 20
Haft Adder และ Full Adder
Haft Adder และ Full Adder
ตารางค�าความจิร�งข้องการบวกเล็ข้ 2 บ�ต แล็ะวงจิรส&าหร)บการบวกเล็ข้ 2 บ�ต
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 21
Haft Adder และ Full Adder
Haft Adder และ Full Adder
ตารางค�าความจิร�งการบวกเล็ข้ 3 บ�ต (2 บ�ตแล็ะม�ต)วที่ดิ )แล็ะส)ญล็)กษณิ� Full Adder
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 22
Haft Adder และ Full Adder
Haft Adder และ Full Adder
วงจิร Full Adder ที่��เก�ดิจิาก 2HaftAdder ต)ว
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 23
Ripple-Carry AdderRipple-Carry Adder
- Ripple Carry Adder (ข้นาดิ 4 บ�ต)
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 24
Ripple-Carry AdderRipple-Carry Adder
ต)วบวกข้นาดิ 16 บ�ตที่��เก�ดิจิากการเร�ยงต�อก)นข้อง - Ripple Carry Adder 4 ต)ว
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 25
Full Subtractor Full Subtractor
ตารางค�าความจิร�งแล็ะส)ญล็)กษณิ�ข้อง Full Subtractor
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 26
Ripple-Borrow Subtractor
Ripple-Borrow Subtractor
- Ripple Borrow Subtractor
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 27
Ripple-Borrow Subtractor
Ripple-Borrow Subtractor
ต)วล็บข้นาดิ 16 บ�ตที่��เก�ดิจิากการเร�ยงต�อก)นข้อง - Ripple Borrow Subtractor 4 ต)ว
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 28
วงจำรบวกและลบวงจำรบวกและลบ
วงจิรบวกแล็ะล็บ
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 29
Carry-LookaheadCarry-Lookahead
Full Adder ที่��สร�างเอาต�พิ1ตต)วที่ดิก�อก&าเน�ดิ (G) แล็ะต)วที่ดิแพิร� (P) ส&าหร)บใช้�ใน - Carry Lookahead
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 30
Carry-LookaheadCarry-Lookahead
Full Adder ที่��รวม - Carry Lookahead โดิย Full Adder
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 31
Serial MultiplierSerial Multiplier
SSSSSS S SSSSSSSSS
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 32
ต(วอย�างการค+ณท��ใช้$ Serial Multiplier
ต(วอย�างการค+ณท��ใช้$ Serial Multiplier
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 33 Array Multiplier
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 34
Serial DividerSerial Divider
Serial Divider
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 35ต)วอย�างการหารโดิยใช้� Serial Divider
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 36
Combination ALUCombination ALU
Combination ALU
สถาปั�ตยกรรมคอมพิ�วเตอร� (Computer Architecture) 37
Sequential ALUSequential ALU
Sequential ALU
Addi ti on AC := AC + DR
Subtracti on AC := AC – DR
Mul ti pl i cati on AC.MQ :=
DR x MQDivision
AC.MQ := MQ/DRAND AC := AC
AND DROR AC := AC
OR DR-EX OR AC := AC
XOR DRNOT AC :=NOT(AC)