如题所述
补码加减法的硬件配置图包括多个运算单元和寄存器等部件。
一、补码加减法的基本概念和特点
1.补码是一种用于机器数中标识正负的编码方式，其最大的优点是可以将加、减运算统一为加法，从而简化了计算机的设计和实现过程。
2.在补码加减法中，一个数加上它的补码值恰好等于$2^n$，其中$n$为编码的位数。因此，补码相当于在进制转换和加减计算中充当了很重要的角色。
二、补码加减法的硬件配置图主要包括以下组成部分
1.运算单元：可以采用传统的ALU(算术逻辑单元)，也可以采用专用的加法器和减法器。
2.寄存器：CPU内部有一些存储数据的地方，作为数据暂时保存区，包括通用寄存器和累加寄存器等。
3.条件码寄存器：存储运算结果的状态信息，比如进位、借位等，并且能反馈给CPU进行决策。
4.控制信号：指令执行时对CPU各部分单元控制及时序的关键信号，用于控制补码加减法器以达到实现指令的目的。
三、补码加减法的实现流程
1.输入两个需要进行相加或相减的操作数。
2.将其中的一个操作数进行补码转换。
3.补码运算单元将两个操作数相加或相减，并将计算结果存储在特定的寄存器中。
4.根据结果来判断当前的操作是否完成。如果未结束则返回步骤1，否则进入下一步。
四、实现流程的详细描述
1.在执行加法时，我们需要将两个相加的数以及一个进位值输入到运算器中。
2.如果是第一次相加，则进位位$C_{in}$设为0；否则，$C_{in}$为上一位相加时的进位$C_{out}$。
3.计算出加法的结果及本位上的进位位$C_{out}$，并将结果暂存起来。
4.当所有位运算完毕后，得到的结果位即加法的结果。
5.在执行减法时，需要先将被减数取反再加上减数，并进行补码转换，这样就可以将减法运算统一为加法运算了。
五、拓展知识
1.在部分CPU中，加减法器和移位器都是在ALU中实现的。在这些处理器中，整数乘除法一般是通过多周期的组合逻辑实现的。
2.补码加减法在计算机的指令系统设计中具有非常重要的作用，能够简化复杂度并提高运算速度。因此，在计算机体系结构的课程中是必修内容之一。
