O unitate logică aritmetică (ALU) - ceea ce este

După cum se știe, procesorul de calculator este format din patru componente de bază: o unitate de logică aritmetică, o unitate de intrare / ieșire și unități de stocare și de control. O astfel de arhitectură definită în ultimul secol, și, în ciuda faptului că a fost nevoie de o lungă perioadă de timp, structura clasică a von Neumann rămâne relevantă.

Ce este ALU?

unitate aritmetică-logică - este una dintre componentele procesorului de care este nevoie pentru a pune în aplicare logica și de tip aritmetică transformări, pornind și se termină expresii complicate elementare. operanzi Bit este considerat a fi lungimea unui cuvânt sau dimensiune.

Sarcina principală a ALU prelucrează datele stocate în memoria calculatorului. În plus, unitatea logică aritmetică este capabil să producă semnale de control care direcționează un computer pentru a alege modul corect de a efectua procesul de calcul necesar, în funcție de tipurile de date finale. Toate operațiunile implică circuite electronice, fiecare dintre care este structural împărțit în mii de articole. Astfel de placi de obicei bystrodeystvennye și au o densitate ridicată.

În funcție de semnalele de intrare, care sunt, ALU efectua diferite tipuri de operațiuni cu două numere. Orice unitate logică aritmetică de calculator prevede pentru punerea în aplicare a patru acțiuni de bază, schimbări și transformări logice. Set operații ALU - este principala caracteristica.

Componentele unității aritmetice-logice - cele patru grupe principale de noduri care corespund procesului de control, transmiterea, stocarea și conversia datelor de intrare.

Stocare noduri ALU

• declanșează, păstrând biții auxiliari și diferite caracteristici ale rezultatelor;
• registre care sunt responsabile pentru integritatea operanzilor, intermediare și rezultatele finale.

Uneori, înregistrează unitate logică aritmetică pot fi combinate într-o unitate de memorie dedicată, și declanșează - formează un singur registru de stare.

noduri de transmisie ALU

• autobuz de interconectare blocuri ale dispozitivului;
• multiplexoare și supape, este responsabil pentru selectarea direcția corectă a operațiunilor.

Nodurile transforma ALU

• viperei operează micro-ops;
• circuite de a efectua operațiuni logice;
• transformatoarele;
• Corectori pentru aritmetică zecimală;
• convertoare de cod, care sunt utilizate pentru a obține date suplimentare sau invers;
• contoare pentru numărarea numărului de cicluri efectuate pentru punerea în aplicare a transformărilor auxiliare.

nodurile de control ALU

• o unitate de control;
• semnale de decodare;
• de conversie a caracteristicilor circuitului logice necesare pentru formarea ramurilor de firmware pentru a executa.

Unitate de acțiune de control al procesorului

Acest bloc este responsabil pentru producerea de secvențe funcționale ale semnalelor necesare pentru executarea corectă a unei anumite comenzi. De obicei, o astfel de conversie se realizează în mai multe cicluri.

Unitatea de control asigură executarea automată a programului. Sprijinirea acestei tehnologii este necesară pentru a coordona activitatea altor ramuri ale componentelor componentelor mașinii.

În timpul funcționării unității de control răspunde microprogramare principiu de bază de a avea un număr de caracteristici clare.

clasificarea ALU

unitate logică aritmetică funcționează în conformitate cu variabilele de proces sunt împărțite în paralel și în serie. Diferența principală dintre ALU este o metodă de prezentare operanzilor și operații.

Prin natura utilizării unității aritmetice-logice și împărțită la blocul multifuncțional. In primul tip ALU pentru a efectua operațiuni cu diferite forme de numere de repaus utilizate sunt aceleași circuite care sunt adaptate la modul de funcționare la datele solicitate. La dispozitivele de bloc, toate operațiunile efectuate prin intermediul tipurilor de date de distribuție. Pentru operații cu numere zecimale, câmpuri alfabetice și numerice, punct de flotare numeric sau folosind diferite scheme fixe. În acest caz, o unitate logică aritmetică este mult mai rapid datorită execuției în paralel a sarcinii date. Dar ele au, de asemenea, un dezavantaj - creșterea costurilor pentru a susține echipamentul.

O unitate logică aritmetică conform metodei de prezentare poate fi utilizată pentru:

• zecimal;
• plutitoare numere de puncte;
• Numerele-punct fix.

operațiuni de dispozitive

Structura include un număr de operații ALU prin funcțiile logice care sunt împărțite în următoarele grupe:

calculatoare electronice moderne sunt în măsură să realizeze toate tipurile de mai sus de activitate, și microcalculatoare nu au această funcționalitate de bază, astfel încât procedurile cele mai complexe efectuate prin conectarea rutine mici.

Aritmetică și procedura logică

Toate acțiunile ALU pot fi împărțite în mai multe grupuri.

operații aritmetice includ diviziunea, multiplicare, module de scădere scădere ordinară și plus.

Prin transformări logice de grup include logică „și“ și „sau“, care este, coroborat și disjuncție, precum și compararea datelor privind egalitatea. Astfel de proceduri sunt de obicei efectuate pe cuvinte binare constând dintr-o multitudine de biți.

Operațiile aritmetice speciale includ schimburi de normalizare, logice și aritmetice. Între aceste transformări este o diferență semnificativă. În cazul în care trecerea aritmetică în locația schimba doar cifre numerice, atunci bitul de semn logic este atașat la mișcare.

Fiecare operațiune care are loc folosind unitatea aritmetică-logică, poate fi numită o secvență de funcții de tip logic, care sunt descrise logica multibit pentru calculatoarele electronice. De exemplu, pentru un computer binar folosește logica binară, și așa mai departe, până la sistemul zecimal.

Absolut toate transformările aritmetice-logice are propriile sale operanzii și rezultatele de ieșire sunt interpretate ca șiruri de biți cu șaisprezece biți. Singurele excepții sunt primitivele semnate divuri diviziune. O varietate de steaguri permit să interpreteze datele privind producția de ambele numere cu un minus sau plus preaplin. Logica se bazează pe transformarea de biți modulo aritmetice. Drapelul este plasat, în cazul în care au existat schimbări neașteptate în semn. De exemplu, adăugarea a două numere pozitive, aveți pentru a obține un rezultat cu un semn „+“. Dar dacă există o transporta în unitatea de setare bit de semn, iar rezultatul este negativ, steagul preaplin este setat.

Logica se bazează pe aritmetică fără semn bit de transport. Acest flag este setat de către sistem, în cazul în care transporta generat de cel mai semnificativ bit nu poate fi scris ca un rezultat. Acest bit ALU foarte eficient atunci când este utilizat cu transformările reprezentări logoreic.

concluzie

ALU este utilizat pentru a efectua transformări logice și aritmetice asupra operanzii necesare în rolul care servesc de multe ori comenzi sau numere de cod. Dupa parcurgerea pasilor rezultat este returnat la dispozitivul de stocare pentru a fi utilizat în următoarele calcule.