Γιώργος Δημητρίου Μάθημα 11-12: Σύνθετες Πράξεις

Παρουσίαση με θέμα: "Γιώργος Δημητρίου Μάθημα 11-12: Σύνθετες Πράξεις"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Γιώργος Δημητρίου Μάθημα 11-12: Σύνθετες Πράξεις
Εισαγωγή στους Η/Υ Γιώργος Δημητρίου Μάθημα 11-12: Σύνθετες Πράξεις

2 Μονάδες Πράξεων Αριθμητική/Λογική Μονάδα (ΑΛΜ - ALU):
Βασικές αριθμητικές πράξεις Πρόσθεση/Αφαίρεση Λογικές πράξεις Μονάδες πολύπλοκων αριθμητικών πράξεων σταθερής υποδιαστολής: Πολλαπλασιασμός και διαίρεση Μονάδες αριθμητικών πράξεων κινητής υποδιαστολής Μονάδες σύνθετων πράξεων Μονάδα ολίσθησης Εισαγωγή στους Η/Υ

3 Πολλαπλασιασμός Ακεραίων
Επαναληπτική υλοποίηση: πρόσθεση και ολίσθηση για κάθε ψηφίο ή ομάδα ψηφίων του πολλαπλασιαστή Συνδυαστική υλοποίηση: ταυτόχρονη πρόσθεση όλων των επιμέ-ρους γινομένων για κάθε ψηφίο ή ομάδα ψηφίων του πολλαπλασιαστή Αλγόριθμος Booth έλεγχος μεταβολής τιμής ομάδων ψηφίων αντί ελέγχου τιμής μεμονωμένων ψηφίων Εισαγωγή στους Η/Υ

4 Επαναληπτική Υλοποίηση
Ένας αθροιστής, τρεις καταχωρητές Κ1/Κ2 υπολογίζει το γινόμενο Αναπαράσταση πρόσημο/μέτρο πολλαπλασιαστέος γινόμενο-πολλαπλασιαστής έλεγχος Εισαγωγή στους Η/Υ

5 Συνδυαστική Υλοποίηση
Με διάδοση κρατουμένου: Εισαγωγή στους Η/Υ

6 Συνδυαστική Υλοποίηση
Με διατήρηση κρατουμένου: Εισαγωγή στους Η/Υ

7 Αλγόριθμος Booth Μετατροπή του πολλαπλασιαστή σε ά-θροισμα διαφορών δυνάμεων του 2 αν ο είναι ο πολλαπλασιαστής, τον γράφουμε ως , οπότε: Α * = Α* Α*00010 = Α<<4 - Α<<1 Συμπέρασμα: αντί για 3 προσθετέους, τώρα έχουμε 2! έχουμε πάντα λιγότερες πράξεις; γιατί; πώς θα μετατρέψουμε τον ; πώς θα μετατρέψουμε τον ; Εισαγωγή στους Η/Υ

8 Αλγόριθμος Booth Ελέγχουμε ανά 2 τα bits του πολλαπλα-σιαστή από δεξιά
Όταν βρίσκουμε: 00 ή 11, δεν κάνουμε τίποτα 01, προσθέτουμε τον πολλαπλασιαστέο 10, αφαιρούμε τον πολλαπλασιαστέο Σε κάθε περίπτωση, ακολουθεί ολίσθηση στο μερικό γινόμενο Ευκολία για προσημασμένους αριθμούς σε παράσταση συμπληρώματος του 2 Επέκταση για έλεγχο περισσότερων bits Εισαγωγή στους Η/Υ

9 Διαίρεση Ακεραίων Συμπληρωματική του πολλαπλασιασμού
ομοιότητα αλγορίθμου και υλικού για επανα-ληπτική μόνο υλοποίηση συμπληρωματικές επιμέρους πράξεις Ο έλεγχος εξετάζει αν ο διαιρέτης “χω-ράει” στο μερικό υπόλοιπο σύγκριση, είτε αφαίρεση και μετά αναίρεση (ίσως;) Δύο αποτελέσματα: πηλίκο και υπόλοιπο διαίρεση με το 0 Εισαγωγή στους Η/Υ

10 Μονάδες Πράξεων Αριθμητική/Λογική Μονάδα (ΑΛΜ - ALU):
Βασικές αριθμητικές πράξεις Πρόσθεση/Αφαίρεση Λογικές πράξεις Μονάδες πολύπλοκων αριθμητικών πράξεων σταθερής υποδιαστολής: Πολλαπλασιασμός και διαίρεση Μονάδες αριθμητικών πράξεων κινητής υποδιαστολής Μονάδες σύνθετων πράξεων Μονάδα ολίσθησης Εισαγωγή στους Η/Υ

11 Αριθμητική Κινητής Υποδιαστολής
Αλγόριθμοι πράξεων σε λογισμικό, αν δεν υπάρχει η κατάλληλη μονάδα Το υλικό χρησιμοποιεί υπομονάδες στα-θερής υποδιαστολής για πράξεις μεταξύ συντελεστών και εκθετών Καινούργιες λειτουργίες: ευθυγράμμιση κανονικοποίηση στρογγυλοποίηση Εισαγωγή στους Η/Υ

12 Πράξεις Κινητής Υποδιαστολής
Πρόσθεση/Αφαίρεση ευθυγράμμιση τελούμενων αποκανονικοποίηση του μικρότερου πράξη συντελεστών κανονικοποίηση/στρογγυλοποίηση Πολλαπλασιασμός/Διαίρεση πρόσθεση/αφαίρεση εκθετών αντίστοιχη αφαίρεση/πρόσθεση πόλωσης πολλαπλασιασμός/διαίρεση συντελεστών Εισαγωγή στους Η/Υ

13 Μονάδες Πράξεων Αριθμητική/Λογική Μονάδα (ΑΛΜ - ALU):
Βασικές αριθμητικές πράξεις Πρόσθεση/Αφαίρεση Λογικές πράξεις Μονάδες πολύπλοκων αριθμητικών πράξεων σταθερής υποδιαστολής: Πολλαπλασιασμός και διαίρεση Μονάδες αριθμητικών πράξεων κινητής υποδιαστολής Μονάδες σύνθετων πράξεων Μονάδα ολίσθησης Εισαγωγή στους Η/Υ

14 Μονάδες Πράξεων Αριθμητική/Λογική Μονάδα (ΑΛΜ - ALU):
Βασικές αριθμητικές πράξεις Πρόσθεση/Αφαίρεση Λογικές πράξεις Μονάδες πολύπλοκων αριθμητικών πράξεων σταθερής υποδιαστολής: Πολλαπλασιασμός και διαίρεση Μονάδες αριθμητικών πράξεων κινητής υποδιαστολής Μονάδες σύνθετων πράξεων Μονάδα ολίσθησης Εισαγωγή στους Η/Υ

15 Υπομονάδα Ολίσθησης πράξη επίπεδο 0 επίπεδο 1 επίπεδο 2
Εισαγωγή στους Η/Υ

16 Προσωρινή Αποθήκευση Συσσωρευτής Στοίβα Φάκελος καταχωρητών
Ουσιαστικά ένας καταχωρητής Στοίβα Όμοια με ΦΚ, αλλά με απλούστερη προ-σπέλαση Φάκελος καταχωρητών Η συνήθης δομή προσωρινής αποθήκευ-σης στους σύγχρονους επεξεργαστές Κρυφή μνήμη? Εισαγωγή στους Η/Υ

17 Καταχωρητές Μια διάταξη από D flip-flops γραμμές εισόδου
εγγραφή ρολόι ανάγνωση D Q Κν Κν-1 Κ0 γραμμές εξόδου Εισαγωγή στους Η/Υ

18 Φάκελος Καταχωρητών 1 θύρα εγγραφής 2 θύρες ανάγνωσης
Εισαγωγή στους Η/Υ