Unit aritmetik logik (ALU) - apakah ia?

Seperti diketahui, pemproses komputer terdiri daripada empat komponen asas: unit aritmetik logik, unit input / output, dan unit penyimpanan dan kawalan. Seperti seni bina ditakrifkan dalam abad yang lalu, dan, walaupun fakta bahawa ia mengambil masa yang lama, struktur klasik von Neumann kekal relevan.

Apakah ALU?

unit aritmetik logik - adalah salah satu komponen pemproses yang diperlukan untuk melaksanakan logik dan aritmetik-jenis perubahan, bermula dan berakhir ungkapan rumit rendah. operan Bit digunakan dianggap sebagai panjang perkataan, atau saiz.

Tugas utama ALU memproses data yang disimpan dalam ingatan komputer. Di samping itu, unit logik aritmetik mampu menghasilkan isyarat kawalan yang mengarahkan komputer untuk memilih cara yang betul untuk melaksanakan proses pengkomputeran yang diperlukan bergantung kepada jenis data akhir. Semua operasi melibatkan litar elektronik, setiap yang adalah struktur dibahagikan kepada beribu-ribu item. Ini papan biasanya bystrodeystvennye dan mempunyai kepadatan tinggi.

Bergantung pada isyarat yang input, ALU melaksanakan pelbagai jenis operasi dengan dua nombor. Apa-apa logik aritmetik peranti komputer memperuntukkan bagi pelaksanaan tindakan empat asas, perubahan dan transformasi logik. Menetapkan operasi ALU - adalah ciri-ciri utamanya.

Komponen unit aritmetik logik - empat kumpulan utama nod yang sesuai dengan proses kawalan, penghantaran, penyimpanan dan penukaran data yang masuk.

Simpanan nod ALU

Kategori ini termasuk:

• mencetuskan, menjaga bit tambahan dan ciri-ciri yang berbeza daripada keputusan;
• daftar yang bertanggungjawab terhadap integriti operan, pertengahan, dan keputusan akhir.

Kadang-kadang mendaftarkan unit logik aritmetik boleh digabungkan dalam satu unit memori yang berdedikasi, dan mencetuskan - membentuk suatu daftar status tunggal.

nod penghantaran ALU

Kategori ini termasuk:

• bas bersambung blok peranti;
• pemultipleks dan injap, bertanggungjawab untuk memilih arah yang betul operasi.

Nod mengubah ALU

Ini termasuk:

• penambah beroperasi mikro ops;
• litar melaksanakan operasi logik;
• shifters;
• correctors untuk aritmetik perpuluhan;
• kod penukar, yang digunakan untuk mendapatkan data tambahan atau terbalik;
• kaunter untuk mengira bilangan kitaran dilakukan bagi pelaksanaan transformasi sampingan.

nod kawalan ALU

kategori ini objek ialah:

• unit kawalan;
• isyarat penyahkod;
• menukar ciri-ciri litar logik yang diperlukan untuk pembentukan cawangan firmware untuk melaksanakan.

unit tindakan kawalan pemproses

Blok bertanggungjawab untuk pengeluaran fungsi urutan isyarat yang diperlukan untuk betul melaksanakan sesuatu diberi arahan. Biasanya, penukaran tersebut direalisasikan dalam beberapa kitaran.

Unit kawalan menyediakan pelaksanaan automatik program. Yang menyokong teknologi ini adalah perlu untuk menyelaraskan kerja-kerja cawangan lain komponen komponen mesin.

Semasa unit kawalan operasi bertindak balas microprogramming Prinsip asas mempunyai beberapa ciri-ciri yang jelas.

klasifikasi ALU

unit logik aritmetik beroperasi mengikut pembolehubah proses dibahagikan kepada selari dan siri. Perbezaan utama antara kedua-ALU adalah kaedah menyampaikan operan dan operasi.

Dengan sifat penggunaan unit aritmetik logik dan dibahagikan dengan blok pelbagai fungsi. Dalam jenis pertama ALU untuk melaksanakan operasi dengan pelbagai bentuk nombor rehatnya digunakan adalah litar yang sama yang disesuaikan dengan mod operasi untuk data yang diminta. Dalam peranti blok, semua operasi yang dilakukan melalui jenis data pengedaran. Untuk operasi dengan perpuluhan, bidang nombor dan abjad, nombor dengan terapung atau tetap titik menggunakan pelbagai skim. Dalam kes ini, unit logik aritmetik adalah lebih cepat kerana pelaksanaan selari tugas yang diberikan. Tetapi mereka juga mempunyai kelemahan - peningkatan kos untuk menyokong peralatan.

Unit logik aritmetik mengikut kaedah pembentangan boleh digunakan untuk:

• perpuluhan;
• terapung titik nombor;
• nombor-nombor tetap mata.

operasi peranti

struktur ALU termasuk beberapa aktiviti melalui fungsi logik, yang dibahagikan kepada kumpulan-kumpulan berikut:

• aritmetik perpuluhan;
• aritmetik perduaan untuk nombor dengan titik yang jelas;
• ungkapan aritmetik perenambelasan untuk pemisah terapung;
• alamat arahan pengubahsuaian;
• logik jenis;
• penukaran medan abjad angka;
• aritmetik khas.

komputer elektronik moden berupaya menyedari semua jenis di atas aktiviti, dan mikrokomputer tidak mempunyai fungsi asas ini, supaya prosedur yang paling kompleks dilakukan dengan menyambungkan rutin kecil.

operasi aritmetik dan prosedur logik

Semua tindakan ALU boleh dibahagikan kepada beberapa kumpulan.

operasi aritmetik termasuk bahagian, pendaraban, modul penolakan, penolakan normal dan tambahan.

Kumpulan logik perubahan pangkat sebagaimana yang logik "dan" dan "atau", iaitu, konjungsi dan Pemisahan dan perbandingan data mengenai kesaksamaan. Prosedur tersebut biasanya dijalankan ke atas kata-kata binari yang terdiri daripada kepelbagaian bit.

Operasi aritmetik khas termasuk syif normal, logik dan aritmetik. Antara perubahan-perubahan ini adalah perbezaan yang ketara. Jika peralihan aritmetik di lokasi yang berubah hanya digit angka, maka tanda sedikit logik dilampirkan kepada usul itu.

Setiap operasi, yang berlaku dengan menggunakan aritmetik logik unit, boleh dipanggil urutan logik-jenis fungsi, yang diterangkan multibit logik untuk elektronik komputer. Sebagai contoh, untuk binari komputer kegunaan binari logik, dan sebagainya, turun kepada perpuluhan sistem.

Benar-benar semua daripada transformasi aritmetik logik mempunyai operan sendiri dan keputusan output ditafsirkan sebagai rentetan bit dengan enam belas bit. Satu-satunya pengecualian adalah primitif ditandatangani DIVS bahagian. Pelbagai bendera membenarkan untuk mentafsir data mengenai pengeluaran kedua-dua nombor dengan tolak atau ditambah limpahan. Logiknya adalah berdasarkan transformasi bit modulo aritmetik. bendera diletakkan, jika terdapat perubahan yang tidak dijangka dalam tanda. Contohnya, menambah dua positif nombor, anda perlu untuk mendapatkan hasil dengan "+". Tetapi jika ada yang membawa ke dalam unit tetapan tanda bit, dan hasilnya adalah negatif, bendera limpahan ditetapkan.

Logiknya adalah berdasarkan aritmetik tidak ditandatangani carry bit. bendera ini ditetapkan oleh sistem, jika carry yang dijana daripada bit yang paling penting tidak boleh ditulis sebagai hasilnya. bit ini ALU amat berkesan apabila digunakan dengan transformasi perwakilan berjela-jela.

kesimpulan

ALU digunakan untuk melaksanakan transformasi logik dan aritmetik lebih operan yang diperlukan dalam peranan yang sering menjadi arahan atau nombor kod. Setelah langkah-langkah melaksanakan hasil carian mana dikembalikan ke peranti penyimpanan untuk digunakan dalam pengiraan berikut.