在计算机系统中，不但有算术逻辑单元（ALU），还要有 “数据移位” 的电路。
　　特别是在 “乘法运算” 和 “除法运算” 过程中，数据移位，是必不可少的步骤。
　　例如在做乘法运算时，是把一个乘数，逐次的左移，再与部分积相加。
　　另外在做除法运算时，则需要把除数，逐次的右移，再与被除数或余数相减。

　　二进制数的乘法、除法运算，都可列出竖式进行计算。　示例，分别如下所示。

　　其实，二进制数的计算方法与步骤，与小学学过的十进制，是一样的，也就是 “左移相加”、“右移相减” 而已。　区别，仅仅是要记住： “逢二进一” 和 “借一当二”。

　　由图可见，数据移位，是算术运算的一个重要步骤。　那么，在计算机中进行乘、除运算时，也必须要有一个 “数据移位” 的电路。
　　但是，在《计算机组成原理》课本中，介绍了加法器，却没有介绍 ALU 中所具有减法器。　在后面，又喋喋不休的介绍：乘法器、除法器，中间又缺少了必不可少的【数据移位器】。
　　一本教材，东一榔头西一棒子的内容，学过之后，能有用吗？

　　本篇博文，打算把【数据移位器】简单介绍一下，如有不足之处，敬请大家谅解。

　　在计算机中存储数据，用的是 D 触发器。　当然，用其它的（如 RS 触发器、JK 触发器）也是可以的，但是，只有 D 触发器，才是最简单的。

　　一个 D 触发器，可以存储一位二进制数。
　　D 触发器的数据输入端称为：D，输出端则为：Q。　数据的输入，要受到 Clock （时钟信号）的控制，只有当 Clock 端输入上升沿时，D 端的数据，才能进入到 Q 端。　没有时钟脉冲到来，Q 端，就不会出现变化，这就是 “存储数据”。

　　此外，D 触发器还有两个 “置位、复位” 端。

　　由四个 D 触发器构成的四位移位电路（示意图）如下所示。

　　图中上半部是数据右移，用红色箭头标注了移动的方向。　数据移到右边，可以消失不见，也可以再从左边移入，形成环形移动。　环形移位，也是计算机的一个常规功能。

　　图中下半部则是左环形移位，用蓝色箭头标注了数据的移动方向。　图中还画出了时钟脉冲和清零信号的接入方法。

　　计算机中的移位电路，应该是通用的，不论是左移或是右移（包括左环移右环移），都应该是一个移位电路都具备的功能。　此外，还应该有数据写入、保持不变两个功能。

　　由此可知，移位电路的每一个位，都应该有四种写入的通道：
　　　由左边位的 Q，写入本位的 D （这就是右移）、
　　　由右边位的 Q，写入本位的 D （这就是左移）、
　　　由本位的 Q，写入本位的 D （这就是保持）、
　　　用外部数据，写入 D （这就是置数）。
　　　按照上面的分析，每个 D 端都应该有四种写入数据的通道，这就需要一个 “四选一” 的电路。用门电路实现四选一的电路如下图所示。

　　图中左上角的四个拨动开关，是用来输入四个数据（ABCD）的。图中左下角的两个拨动开关（S1S0），是用来设定通道号码的。　两位二进制数（S1S0），可以形成四个号码，这就可在四个输入数据中，选出来一个，输出到 Y。
　　图中的通道号码，已经置为 01，那么，只有变量 B 才能通过电路送到 Y。其它三个变量，就只能冷眼旁观、望洋兴叹了。

　　用上图电路来进行四选一，就有点琐碎了。　实际上，集成电路厂家，早已把这些电路，封装在一块集成电路芯片中了，这就是 74LS153。　而且，在一片 74LS153 芯片中，封装了两个四选一电路。

　　下图就是用两片 74LS153（共有四个四选一电路）、四个 D 触发器构成的四位双向移位电路。

　　图中左上角是六个拨动开关，用来输入四位数据和两位功能号码。　设定好了之后，再按下 CLK 键，电路就会按照指定的功能进行操作。
　　图中所显示的状态，是刚刚进行了两步操作。
　　第一步：先设置 S1S0 = 11（置数）、ABCD = 0100，按下 CLK，电路的输出就是 0100。
　　第二步：再设置 S1S0 = 10（右移），按下 CLK，数据就向右移动一位，输出就是 0010。
　　在本电路的左边，还设计了一个功能选择开关，可以用来选择：环形移位或单向右移。如果是单向右移，在左边，还可以输入新数据。（单向左移时，本电路可能会和左输入有冲突。　由于篇幅所限，就没有再扩充全面的电路。所以，大家就不要用这个电路做单向左移的实验了。）

　　用这些分离器件设计电路，还是很麻烦很复杂的。　所幸的是，芯片厂家已经制造出了完整的数据移位集成电路芯片。　74LS194 就是一个四位的双向移位芯片，它的置数、右移、左移、保持功能，与前面介绍的，完全相同。　它还可以级联使用，构成多位的数据移位电路。　下图就是用两片 74LS194 组建的八位双向环形移位电路。　如果需要，还可以构成更多位的移位电路。

　　本电路中的拨动开关和按键的功能，与前面所介绍的，都是相同的，此处不再赘述。

　　数据移位电路是 CPU 中，必不可少的部分。　这个电路，应该在学习乘除法电路之前，就应该掌握的。　还没有学这个电路，就去讲授乘除法，那就是闲扯了。

－－本文完－－