En aritmetisk logisk enhed (ALU) - hvad er det?

Som det er kendt, computerprocessoren består af fire grundlæggende komponenter: en aritmetisk logisk enhed, en input / output unit, opbevaringsenheder og kontrol. En sådan arkitektur er defineret i det sidste århundrede, og på trods af, at det tog lang tid, den klassiske struktur von Neumann fortsat relevant.

Hvad er ALU?

Aritmetik-logisk enhed - er en af komponenterne i processor, der er nødvendig for at gennemføre logik og regning-type transformationer, der starter og slutter elementære komplicerede udtryk. Bit operander anvendt anses for at være længden af et ord, eller størrelse.

Den vigtigste opgave for ALU behandler data, der er lagret i computerens hukommelse. Desuden aritmetisk logikenhed kan producere styresignaler, der styrer en computer til at vælge den korrekte måde at udføre den nødvendige computing proces afhængigt af de endelige datatyper. Alle operationer involverer elektroniske kredsløb, som hver især er strukturelt opdelt i tusindvis af poster. Sådanne plader typisk bystrodeystvennye og har høj tæthed.

Afhængigt af de signaler, der er input, ALU udfører forskellige typer operationer med to tal. Enhver aritmetiske logik computer enhed indeholder bestemmelser om gennemførelse af fire grundlæggende handlinger, skift og logiske transformationer. Set ALU operationer - er dens vigtigste egenskab.

Komponenter af aritmetisk logisk enhed - de fire hovedgrupper af knuder, der svarer til kontrolprocessen, transmission, lagring og omdannelse af de indkommende data.

Opbevaring noder ALU

Denne kategori omfatter:

• udløser, at holde de ekstra bits og forskellige funktioner for de resultater;
• registre, der er ansvarlige for integriteten af operanderne, mellemliggende og endelige resultater.

Undertiden registrerer aritmetisk logikenhed kan kombineres i en dedikeret hukommelsesenhed, og udløser - danner en enkelt status register.

ALU transmission knudepunkter

Denne kategori omfatter:

• bus forbinder blokkene i indretningen;
• multipleksere og ventiler, er ansvarlig for at vælge den korrekte retning af operationer.

Nodes omdanne ALU

Disse omfatter:

• addere operere mikro-ops;
• kredsløb udfører logiske operationer;
• skiftere;
• korrektorer til decimal aritmetiske;
• kode omformere, som anvendes til at opnå yderligere data eller revers;
• tællere til at tælle antallet af cyklusser udføres for gennemførelsen af supplerende transformationer.

ALU styreknuder

Denne kategori af objekter er:

• en styreenhed;
• dekoder signaler;
• omdannelse logiske kredsløb, der kræves for dannelse af firmware grene at udføre.

Handling processor styreenhed

Denne blok er ansvarlig for produktion af funktionelle sekvenser af signaler, der kræves for den korrekte udførelse af en given kommando. Typisk er en sådan omdannelse realiseres i flere cykler.

Kontrolenheden giver automatisk udførelse af programmet. Støtte denne teknologi er nødvendigt at koordinere arbejdet i andre grene af komponenterne i maskinen.

Under driften styreenhed reagerer microprogramming grundlæggende princip for at have en række klare kendetegn.

klassificering ALU

Aritmetisk logikenhed arbejder i overensstemmelse med procesvariable er opdelt i parallel og seriel. Den væsentligste forskel mellem de ALU er en metode til at præsentere operander og operationer.

Af arten af anvendelse af aritmetisk logisk enhed og divideret med multifunktionsblok. I den første type ALU til at udføre operationer med forskellige former for Repose anvendte tal er de samme kredsløb, som er tilpasset driftstilstanden til de ønskede data. I blokenheder, alle operationer udføres via fordeling datatyper. For operationer med decimaltal, alfabetiske og numeriske felter, numerisk floating point eller faste ved hjælp af forskellige ordninger. I dette tilfælde en aritmetisk logisk enhed er meget hurtigere på grund af parallel udførelse af den givne opgave. Men de har også en ulempe - de øgede omkostninger til at støtte udstyret.

En aritmetisk logisk enhed i overensstemmelse med metoden af præsentationen kan bruges til:

• decimal;
• flydende tal;
• fast punkt numre.

enhedens funktioner

Strukturen omfatter en række ALU operationer via de logiske funktioner, som er opdelt i følgende grupper:

• decimal aritmetiske;
• binær aritmetik til numre med et klart punkt;
• hexadecimale aritmetiske udtryk for flydende separator;
• modifikation ordreadresser;
• logisk operation typen;
• omdannelse af alfanumeriske områder;
• særlige aritmetik.

Moderne elektroniske computere er i stand til at realisere alle de ovennævnte typer af aktiviteter, og mikrocomputere ikke har denne grundlæggende funktionalitet, så de mest komplekse procedurer udføres ved at forbinde små rutiner.

Aritmetik og logisk procedure

Alle handlinger ALU kan opdeles i flere grupper.

Aritmetiske operationer omfatter division, multiplikation, subtraktion moduler almindelig subtraktion og addition.

Ved logiske transformationer gruppe omfatter den logiske "og" og "eller", dvs. sammenholdt og disjunktion, og sammenligningen af data om ligestilling. Sådanne procedurer udføres sædvanligvis på binære ord, der består af et antal bit.

De særlige aritmetiske operationer omfatter normalisering, logiske og aritmetiske skiftehold. Mellem disse transformationer er en betydelig forskel. Hvis det aritmetiske skift i placeringen ændre kun numeriske cifre, så den logiske tegn bit er knyttet til bevægelsen.

Hver operation, som finder sted ved hjælp af aritmetisk logisk enhed, kan kaldes en sekvens af logik-type funktioner, der er beskrevet Multibit logik for elektroniske computere. For eksempel, for en binær computer bruger binær logik, og så videre, ned til decimal-systemet.

Absolut alle de aritmetiske-logiske transformationer har sine egne operander og output resultaterne tolkes som bit-strenge med seksten bits. De eneste undtagelser er primitiver underskrevet division DIVS. En række af flag gør det muligt at fortolke data på produktionen af både tal med et minus eller plus overløb. Logikken er baseret på omdannelsen af bits modulo aritmetik. Flaget er placeret, hvis der har været uventede ændringer i skiltet. For eksempel, tilføjer to positive tal, du nødt til at få et resultat med et "+" tegn. Men hvis der er en carry i tegnet bit indstilling enhed, og resultatet er negativt, er overløbet flaget sat.

Logikken er baseret på carry bit usigneret aritmetik. Dette flag er sat af systemet, hvis den genererede carry fra den mest betydende bit ikke kan skrives som et resultat. Denne bit ALU meget effektiv, når det bruges med transformationer verbose repræsentationer.

konklusion

ALU anvendes til at udføre logiske og aritmetiske forandringer de nødvendige operander i rollen som ofte tjener kommandoer eller kodenumre. Efter udførelse af trin resultat returneres til lagerindretningen til anvendelse i de følgende beregninger.