arithmetical unit

arithmetical unit 中文譯名為運算器，指計算機中執行各種算術和邏輯運算操作的部件。運算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱算術邏輯部件（ALU）。

計算機中執行各種算術和邏輯運算操作的部件。運算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱算術邏輯部件（ALU）。計算機運行時，運算器的操作和操作種類由控制器決定。運算器處理的數據來自存儲器；處理後的結果數據通常送回存儲器，或暫時暫存在運算器中。

數據 運算器的處理對象是數據，所以數據長度和計算機數據表示方法，對運算器的性能影響極大。70年代微處理器常以1個、4個、8個、16個二進制位作為處理數據的基本單位。大多數通用計算機則以16、32、64位作為運算器處理數據的長度。能對一個數據的所有位同時進行處理的運算器稱為並行運算器。如果一次只處理一位，則稱為串列運算器。有的運算器一次可處理幾位 （通常為6或8位），一個完整的數據分成若干段進行計算，稱為串?並行運算器。運算器往往只處理一種長度的數據。有的也能處理幾種不同長度的數據，如半字長運算、雙倍字長運算、四倍字長運算等。有的數據長度可以在運算過程中指定，稱為變字長運算。

按照數據的不同表示方法，可以有二進制運算器、十進制運算器、十六進制運算器、定點整數運算器、定點小數運算器、浮點數運算器等。按照數據的性質，有地址運算器和字元運算器等。

操作 運算器能執行多少種操作和操作速度，標誌著運算器能力的強弱，甚至標誌著計算機本身的能力。運算器最基本的操作是加法。一個數與零相加，等於簡單地傳送這個數。將一個數的代碼求補，與另一個數相加，相當於從後一個數中減去前一個數。將兩個數相減可以比較它們的大小。

左右移位是運算器的基本操作。在有符號的數中，符號不動而只移數據位，稱為算術移位。若數據連同符號的所有位一齊移動，稱為邏輯移位。若將數據的最高位與最低位連結進行邏輯移位，稱為循環移位。

運算器的邏輯操作可將兩個數據按位進行與、或、異或，以及將一個數據的各位求非。有的運算器還能進行二值代碼的16種邏輯操作。

乘、除法操作較為複雜。很多計算機的運算器能直接完成這些操作。乘法操作是以加法操作為基礎的，由乘數的一位或幾位解碼控制逐次產生部分積，部分積相加得乘積。除法則又常以乘法為基礎，即選定若干因子乘以除數，使它近似為1，這些因子乘被除數則得商。沒有執行乘法、除法硬體的計算機可用程式實現乘、除，但速度慢得多。有的運算器還能執行在一批數中尋求最大數，對一批數據連續執行同一種操作，求平方根等複雜操作。

運算方法 實現運算器的操作，特別是四則運算，必須選擇合理的運算方法。它直接影響運算器的性能，也關係到運算器的結構和成本。另外，在進行數值計算時，結果的有效數位可能較長，必須截取一定的有效數位，由此而產生最低有效數位的捨入問題。選用的捨入規則也影響到計算結果的精確度。

結構 運算器包括暫存器、執行部件和控制電路3個部分。

在典型的運算器中有3個暫存器：接收並保存一個運算元的接收暫存器；保存另一個運算元和運算結果的累加暫存器；在進行乘、除運算時保存乘數或商數的乘商暫存器。執行部件包括一個加法器和各種類型的輸入輸出門電路。控制電路按照一定的時間順序發出不同的控制信號，使數據經過相應的門電路進入暫存器或加法器，完成規定的操作。

為了減少對存儲器的訪問，很多計算機的運算器設有較多的暫存器，存放中間計算結果，以便在後面的運算中直接用作運算元。

為了提高運算速度，某些大型計算機有多個運算器。它們可以是不同類型的運算器，如定點加法器、浮點加法器、乘法器等，也可以是相同類型的運算器。

運算器

由算術邏輯單元(ALU)、累加暫存器、數據緩衝暫存器和狀態條件暫存器組成，它是數據加工處理部件。相對控制器而言，運算器接受控制器的命令而進行動作 ，即運算器所進行的全部操作都是由控制器發出的控制信號來指揮的所以它是執行部件。

主要功能：

執行所有的算術運算；?

執行所有的邏輯運算，並進行邏輯測試，如零值測試或兩個值的比較。