Unha unidade aritmética lóxica (ALU) - o que é?

Como é sabido, o procesador do ordenador consiste en catro compoñentes básicos: unha unidade lóxica e aritmética, unha unidade de entrada / saída, e unidades de almacenamento e de control. Tal arquitectura definida no século pasado, e, a pesar do feito de que el levou moito tempo, a estrutura clásica de von Neumann segue sendo relevante.

Cal é a ALU?

unidade aritmética lóxica - é un dos compoñentes do procesador que é necesario para aplicar lóxica e do tipo aritmética transformacións, comezando e rematando expresións complicadas elementais. operandos utilizados bit é considerado como a lonxitude dunha palabra, ou tamaño.

A principal tarefa da ALU está a procesar os datos almacenados na memoria do ordenador. Ademais, a unidade lóxica aritmética é capaz de producir sinais de control que dirixen un ordenador para escoller a forma correcta de realizar o proceso de computación necesario en función dos tipos de datos finais. Todas as operacións implican circuítos electrónicos, cada un dos cales é estruturalmente dividido en miles de elementos. Tales placas tipicamente bystrodeystvennye e alta densidade.

Dependendo dos sinais de entrada que son, a ALU realizar diferentes tipos de operacións con dous números. Calquera lóxica aritmética dispositivo informático prevé a posta en marcha de accións de catro básicas, cambios e transformacións lóxicas. Establecer operacións ALU - é a súa principal característica.

Os compoñentes da unidade aritmética-lóxica - os catro grupos de nodos que corresponden ao proceso de control, a transmisión, de almacenamento e de conversión dos datos de entrada.

Almacenamento nodos ALU

Esta categoría inclúe:

• desencadea, mantendo os bits auxiliares e características diferentes dos resultados;
• rexistros que son responsables da integridade dos operandos, intermedios e resultados finais.

Ás veces, rexistra unidade lóxica aritmética poden ser combinados nunha unidade de memoria dedicada, e desencadea - formar un único rexistro de estado.

Nós transmisión ALU

Esta categoría inclúe:

• Bus que interliga os bloques do dispositivo;
• multiplex e válvulas, é responsable da selección a dirección correcta de operacións.

Nós transformar a ALU

Estes inclúen:

• somadores operar microinstruções;
• circuítos de realizar operacións lóxicas;
• shifters;
• correctores para aritmética decimal;
• conversores de códigos, os cales son usados para obter datos adicionais ou desfacer;
• contadores para conta do número de ciclos realizados para a implantación de transformacións auxiliares.

ns de control ALU

Esta categoría de obxectos son:

• unha unidade de control;
• sinais do descodificador;
• converténdose as características do circuíto de lóxica necesaria para a formación das ramas de firmware para realizar.

unidade de control do procesador de acción

Este bloque é responsábel da produción de secuencias funcionais de sinais necesarios para a execución correcta dun comando dado. Tipicamente, esta conversión realízase en diversos ciclos.

A unidade de control ofrece a execución automática do programa. Apoiando esta tecnoloxía é necesaria para coordinar o traballo de outras ramas das compoñentes dos compoñentes da máquina.

Durante unidade de control de operación responde microprogramming principio básico de ter unha serie de características claras.

clasificación ALU

unidade lóxica aritmética operando segundo as variables do proceso son divididos en paralelo e serial. A principal diferenza entre a ALU é un método de presentar os operandos e operacións.

Pola natureza do uso da unidade aritmética lóxica e dividido polo bloque multifuncional. No primeiro tipo a ALU para realizar operacións con números diferentes formas de repose utilizados son os mesmos circuítos que están adaptadas ao modo de funcionamento para os datos solicitados. En dispositivos de bloque, todas as operacións realizadas a través dos tipos de datos de distribución. Para as operacións con números decimais, campos numéricos e alfabéticos, punto flotante numérico ou utilizando varios réximes fixos. Neste caso, unha unidade lóxica aritmética é moito máis rápido debido á execución paralela dunha determinada tarefa. Pero eles tamén teñen unha desvantaxe - o aumento dos custos para soportar o equipo.

Unha unidade lóxica aritmética de acordo co método de presentación pode ser usado para:

• decimal;
• números de punto flotante;
• números de punto fixo.

operacións do dispositivo

A estrutura inclúe un número de operacións de UTA través das funcións lóxicas que son divididos nos seguintes grupos:

• aritmética decimal;
• aritmética binaria de números cun punto claro;
• expresións aritméticas hexadecimais para separador flotante;
• enderezos de instrución modificación;
• Tipo de operación lóxica;
• conversión de campos alfanuméricos;
• aritmética especial.

computadores electrónicos modernos son capaces de realizar todo tipo riba de actividade, e microordenadores non teñen esa función básica, por tanto, os procedementos máis complexos realizados, ligando pequenas rutinas.

Aritmética e procedemento lóxico

Todas as accións ALU poden ser divididos en varios grupos.

operacións aritméticas inclúen división, multiplicación, módulos de subtracción de subtracción común e máis alá.

Por transformacións lóxicas grupo inclúe a lóxica "e" e "ou", isto é, conxunción e disjunção, ea comparación de datos sobre igualdade. Tales procedementos son xeralmente realizadas en palabras binarias que consisten dunha pluralidade de bits.

As operacións aritméticas especiais inclúen cambios normalización, lóxicas e aritméticas. Entre esas transformacións é unha diferenza significativa. Se o desprazamento aritmético no lugar cambiar só díxitos numéricos, entón o bit de sinal lóxico é ligado ao movemento.

Cada operación, que ten lugar a través do uso da unidade aritmética-lóxica, pode ser chamado unha secuencia de funcións de tipo de lóxica, que son descritos lóxica de múltiples bits para ordenadores electrónicos. Por exemplo, para un ordenador binario utiliza a lóxica binaria, etc., ata o sistema decimal.

Absolutamente todas as transformacións aritméticas-lóxica ten os seus propios operandos e resultados de saída son interpretados como cadeas de bits con dezaseis bits. As únicas excepcións son primitivos asinados DIVS división. Unha variedade de bandeiras permiten interpretar os datos na saída de ambos os números cun menos ou máis de rebosar. A lóxica baseado na transformación de bits módulo aritmética. A bandeira é colocada, se houbo cambios inesperadas no sinal. Por exemplo, a adición de dous números positivos, ten que obter un resultado con un sinal de "+". Pero se hai un transporte para a unidade de axuste bit de sinal, eo resultado é negativo, a bandeira overflow está conectado.

A lóxica baseado na aritmética sen sinal carry bit. Este sinalizador defínese polo sistema, o carry xerado a partir do bit máis significativo non pode ser escrita como resultado. Este bit ALU moi eficaz cando se usa con transformacións representacións detallado.

conclusión

ALU é usada para realizar transformacións lóxicas e aritméticas nos operandos necesarios no papel que moitas veces serven comandos ou números de código. Despois de realizar os pasos resultado é retornado ao dispositivo de almacenamento para uso nas seguintes cálculos.